القـــــــــــــــوة
كل ما يسبب التغير في حركة أو شكل جسم. فمثلاً عندما تدفع سيارة واقفة فإنك تبذل قوة لكي تجعلها تتحرك للأمام. وعندما تضغط على قطعة من الصلصال فإن شكلها يتغير نتيجة إعمال القوة عليها.
تؤثر قوى كثيرة على السرعة الاتجاهية للجسم المتحرك. فمثلاً عندما تُدحرج كرة على سطح خشن يعمل الاحتكاك بين الكرة والسطح على تقليل سرعة الكرة. ويسمى أي تغير في السرعة الاتجاهية بالتسارع. وأي إقلال للسرعة يسمى التسارع السلبي أو التباطؤ.
وللقوة أنواع كثيرة، منها القوة الميكانيكية التي تعمل عندما تكون الأجسام في حالة تلامس. فدفع الكرة وتحريك بدال الدراجة ينتجان عن إعمال قوة ميكانيكية، في حين أن الكهرباء والجاذبية والمغنطيسية قوى تعمل دون تلامس بين الأجسام، وتنشأ من مجال (حقل) القوة. فالمجالات الكهربائية التي تنشأ حول الجسيمات المشحونة على سبيل المثال، تسبب إما تجاذبها أو تنافرها.
قيـــــــــــاس القــــــــــوة
لكي تقاس القوة يتحتم معرفة كتلة الجسم وتسارعه. وكتلة الجسم هي كمية المادة التي يحويها. وتقاس الكتلة بالكيلوجرام أو الرطل. ويصف التسارع مقدار تغير السرعة الاتجاهية للجسم ووحداته هي وحدات المسافة مقسومة على مربع وحدات الزمن. فمثلاً يمكن أن تتغير السرعة الاتجاهية للجسم بمعدل متر واحد في الثانية لكل ثانية، ويكون التسارع مترًا لكل ثانية مربعة. ويمكن أيضًا التعبير عن هذه الكمية بأنها التسارع المساوي لمتر واحد في الثانية في ثانية.
يمكن استخدام النظام المتري أو وحدات النظام الإنجليزي في قياس القوة. ففي النظام المتري يعبر عن القوة بدلالة النيوتن. والنيوتن الواحد هو القوة المطلوبة لإحداث تسارع قدره متر واحد في الثانية المربعة لجسم كتلته كيلوجرام واحد. والوحدة الأساسية للقوة في النظام الإنجليزي هي البوندال. والبوندال الواحد هو القوة المطلوبة لإحداث تسارع مقداره قدم واحدة في الثانية المربعة لجسم كتلته رطل إنجليزي واحد.
وكان العالم الفيزيائي الإنجليزي السير إسحق نيوتن هو أول من وصف العلاقة بين القوة والكتلة والتسارع، وذلك في القرن السابع عشر الميلادي. فقد نص على أن القوة الكبيرة تحدث تسارعًا أكبر مما تحدثه القوة الصغيرة، وأن تسارع الأجسام الثقيلة أقل من تسارع الأجسام الخفيفة. وقد عبر نيوتن عن العلاقة بين التسارع والقوة والكتلة بالمعادلة: ق = ك × ت. وفي هذه المعادلة ترمز (ق) للقوة المؤثرة على الجسم، (ك) لكتلته و (ت) للتسارع الذي يحدث للجسم. وتعرف هذه العلاقة بالقانون الثاني للحركة.
كيف تتفاعــــــل القـــــــــوى
في أحوال كثيرة تؤثر أكثر من قوة واحدة على الجسم في الوقت نفسه. وينتج عن هذه القوى المتلاقية قوة تسمى المحصلة.
والقوة المتلاقية التي تُحدث حركة عند تفاعلها تسمى القوة غير المتوازنة. فمثلاً عندما يدفع شخصان سيارة واقفة إلى الأمام فإن مجموع القوة المبذولة تتغلب على الاحتكاك بين الطريق وإطارات السيارة، فتبدأ السيارة في التحرك إلى الأمام.
والقوة التي لا تُحدث حركة عندما تتفاعل تسمى القوة المتوازنة. فمثلاً عندما تجلس على كرسي تجذب قوة الجاذبية جسمك نحو الأرض، وفي الوقت نفسه يدفعك الكرسي إلى أعلى، بعيدًا عن الأرض. فالقوة الناشئة من الكرسي تلغي قوة الجذب وتظل في مكانك ساكنًا. ويقال عن الجسم الذي تؤثر عليه القوة المتوازنة إنه في حالة اتزان .
القوى الأســــــــاسيــــــــــة
يعتبر الفيزيائيون أن جميع القوى في الكون أشكال لأربع قوى. هذه القوى الأربع مرتبة من الأضعف إلى الأقوى هي: 1- الجاذبية 2- القوة النووية الضعيفة. 3- القوة الكهرومغنطيسية 4- القوة النووية القوية. وتسمى القوة النووية الضعيفة التفاعل الضعيف والقوة النووية القوية التفاعل القوي.
وتؤثر قوة الجاذبية على مسافات طويلة في الفضاء. وهي أكثر تأثيرًا على الكتل الكبيرة. على سبيل المثال تثبت جاذبية الشمس الأرض في مدارها. وتعمل القوة الكهرومغنطيسية على مسافة أقل بكثير من مدى قوة الجاذبية. وهي تحفظ الجزيئات متماسكة. وتؤثر القوى النووية الضعيفة والقوية داخل نويات الذرات.