كل التكنولوجيا التي نعتمد عليها، من السيارات إلى الهواتف الذكية، تم تصميمها باستخدام الفيزياء. لا تحتاج إلى معرفة العلم لاستخدام هذه الأشياء. لكن الإنسان ذو المعرفة الجيدة يجب أن يفهم على الأقل بعض المفاهيم الأساسية، إلى جانب بعض الموسيقى والفن والتاريخ والاقتصاد. قال روبرت هاينلين كل شيء الوقت كافي للحب:
“يجب أن يكون الإنسان قادرًا على تغيير الحفاضات، والتخطيط لغزو، وذبح خنزير، وإدارة سفينة، وتصميم مبنى، وكتابة قصيدة، وموازنة الحسابات، وبناء جدار، وتأسيس عظمة، وتعزية المحتضرين، وتلقي الأوامر، إعطاء الأوامر، التعاون، التصرف بمفردك، حل المعادلات، تحليل مشكلة جديدة، رمي السماد، برمجة الكمبيوتر، طهي وجبة لذيذة، القتال بكفاءة، الموت بشجاعة. التخصص هو للحشرات.”
لذا، حرصًا على ألا نكون حشرات، إليك أفضل خمس معادلات فيزيائية يجب أن تعرفها.
1. قانون نيوتن الثاني
أنا متأكد من أنك رأيت هذا من قبل، فهو يزيد عمره عن 300 عام، ويحظى بشعبية كبيرة في الميمات العلمية والقمصان. تقول القوة المحصلة المؤثرة على جسم ما تساوي كتلته (م) مرات التسارع (أ). ولكن ماذا يعني ذلك حقا؟ الأمر كله يتعلق بالتفاعلات، مثل ركل كرة القدم أو إسقاط زجاجة ماء على الأرض.
ينص قانون نيوتن الثاني على أنه يمكننا وصف هذه التفاعلات بمفهوم “القوة”. وماذا تفعل القوات؟ القوة المحصلة المؤثرة على جسم ما تغير حركة الجسم. لكن انتظر! هناك الكثير من الأشياء الرائعة في هذه المعادلة ذات المظهر البسيط.
انظر تلك الأسهم ف و أ؟ ويشير ذلك إلى المتغيرات التي تعتبر متجهات، مما يعني أنها تحتوي على أكثر من معلومة واحدة. على سبيل المثال، إذا طلب منك شخص ما “التباعد الاجتماعي” عن نفسك بمقدار متر واحد، فأين سينتهي بك الأمر؟ من يعرف؟ يمكنك الذهاب مسافة متر واحد إلى الشرق أو الغرب أو 39 درجة من الشمال. المسافة في حد ذاتها ليست القصة الكاملة؛ تحتاج أيضًا إلى تحديد الاتجاه. وهذا ينطبق على كل من القوى والتسارع. الكميات الأخرى (مثل الكتلة أو درجة الحرارة) ليس لها اتجاه. نحن نسمي هذه القيم العددية.
قانون نيوتن الثاني مفيد للغاية، ولكن من الغريب أن الناس لا يصدقونه. المفهوم الخاطئ الشائع هو أن القوة الثابتة تجعل الجسم يتحرك بسرعة ثابتة. ما تقوله هذه المعادلة هو أنه إذا دفعت جسمًا بقوة ثابتة، فإنه سيستمر في التسارع.
