نیوٹن کے تین قوانینِ حرکت

نیوٹن کے تین قوانینِ حرکت

(Newton’s three Laws of Motion)

ہالینڈ(ڈیلی روشنی نیوز انٹرنیشنل )1) نیوٹن کا پہلا قانون (Newton’s First Law)

اس قانون کے مطابق ہر جسم (body) اگر ساکن (Rest) پر ہے تو وہ ہمیشہ ساکن رہے گی (یہاں rest سے مراد نیند نہیں ہے بلکہ فزکس کی زبان میں rest یعنی رُکا ہوا اور ساکن) اور اگر کوئی جسم حرکت (Motion) میں ہے تو وہ ہمیشہ حرکت میں رہے گی لیکن اس شرط کے ساتھ کہ جب تک اس پر کوئی قوت (Force) نہ لگا ہوا ہو۔

اب اس کو ہم آسان الفاظ اور مثالوں کے ذریعے سمجھنے کی کوشش کرتے ہیں۔

مثال کے طور پر، آپ ابھی اپنے اردگرد غور کریں، جو بھی چیز آپ کو ساکن دیکھائی دی رہی ہے، نیوٹن کے اوّل قانون کے مطابق یہ ہمیشہ ایسے ہی ساکن رہیں گے جب تک اس پر باہر سے کوئی قوت (Force) کا لاگو نہ ہو۔

جیسے اگر میرے نزدیک ایک کرسی ساکن ہے تو یہ کرسی ہمیشہ ہمیشہ کے لئے ساکن رہے گی جب تک کوئی قوت (Force) اس پر نہ لگا ہو، ضروری نہیں ہے کہ وہ قوت کوئی انسان لگائے بلکہ وہ قوت ہوا کی مزاحمت بھی ہوسکتی ہے جس کو ہم فزکس کی زبان میں (Air Resistance) کہتے ہے اور وہ قوت زمین کی کشش ثقل یعنی (Gravitional Force) بھی ہوسکتی ہے جو زمین ہم پر اور ہمارے علاوہ ہر جسم پر لگاتی ہے۔

اس کے علاوہ نیوٹن کے اس پہلے قانون کے مطابق، اگر کوئی جسم حرکت (Motion) میں ہے تو وہ ہمیشہ اُسی مقدار میں حرکت کرتی رہی گی جب تک اس پر کوئی قوت Force نہ لگا ہوا ہو۔

اگر میں کسی گیند (Ball) کو پھینکتا ہوں تو یہ بال اسلئے رکتی ہے کیونکہ اس پر آپ ملاحظہ کر سکتے ہیں، ایک ہوا کی مزاحمت (Air resistance) ہے اور ساتھ میں زمین کی اپنی بھی ایک قوت ہے جو اس گیند کو اپنی طرف کھینچ رہی ہے اسلئے گیند رکتا ہے۔ لیکن اگر فرض کریں ہم ان سارے قوتوں (Forces) کو ختم کریں تو نیوٹن کے اول قانون کے مطابق یہ گیند ہمیشہ ہمیشہ کی طرح اُسی برابر مقدار میں حرکت میں رہی گی۔

2) نیوٹن کا دوسرا قانون (Newton’s 2nd Law)

جب کسی جسم پر قوت عمل کرتی ہے، تو وہ جسم اس قوت کے رخ حرکت کرتا ہے اور اس حرکت کا کن چیزوں پر انحصار ہوتا ہیں، اس کو ہم سمجھنے کی کوشش کرتے ہیں۔

اس قانون کو اچھی طرح سمجھنے کے لئے ہم پہلے بہت اہم اور ضروری اصطلاح کو سمجھتے ہیں جس کو ہم فزکس کی زبان میں ایکسلیریشن (Acceleration) کہتے ہیں۔

• ایکسلریشن (Acceleration)

بہت سادہ اور آسان الفاظ میں وقت کے ساتھ ساتھ کسی جسم کی حرکت کا کم یا زیادہ ہونا ایکسلریشن کہلاتا ہے۔

یعنی کسی جسم کی حرکت کے speed/velocity میں کمی یا زیادتی آرہی ہو تو ہم یہ کہیں گے کہ وہ جسم ایکسلریشن میں ہے۔

یہاں ایک اہم نکتہ ذکر کرنا بہت ضروری ہے کہ میں زیادہ فزکس کی اصطلاحات کو گہرائی میں اور ان کی بیچ میں اختلافات (Differences) کو ذکر کئے بغیر عام فہم زبان میں سمجھانے کی کوشش کررہا ہوں۔ حالانکہ speed اور velocity ایک نہیں ہے لیکن چونکہ velocity سے عام لوگ نابلد ہوتے ہیں تو میں speed کی اصطلاح استعمال کررہا ہوں۔

بہرحال، وقت کے ساتھ ساتھ Speed کی کمی یا زیادتی کو ہم ایکسلریشن (acceleration) کہتے ہیں۔

مثال کے طور پر، ایک گاڑی اسلام آباد سے لاہور جارہی ہے اور آپ ڈرائیور کے ساتھ آگے کے سیت (Front seat) میں بیٹھ گئے۔ اب آپ ادھر سے آسانی کے ساتھ گاڑی میں لگے ہوئی speed کی گھڑی کو مشاہدہ کرسکتے ہیں۔

اگر وہ وقت کے ساتھ ساتھ کم اور زیادہ ہورہی ہے تو اس کا مطلب یہ گاڑی ایکسلریشن (Acceleration) میں ہے یا اگر آپکو لگتا ہے کہ یہ گاڑی نہ تیز ہورہی ہے اور نہ کم ہورہی ہے، یعنی ایک جیسی برابر مقدار کے حرکت (Uniform motion) میں حرکت کررہی ہے تو اس کا مطلب اس گاڑی میں کوئی ایکسلریشن نہیں ہے کیونکہ یہ نہ تیز ہو رہی ہے اور نہ کم۔ یہ ہوئی ایکسلریشن (acceleration) کی اصطلاح۔

اب ہم اصل مدعا، یعنی نیوٹن کے اس دوسرے قانون کی طرف آتے ہیں۔

نیوٹن کے اس دوسرے قانون کے مطابق اگر ایک جسم پر کوئی قوت لگتی ہے تو اس جسم میں ایکسلریشن پیدا ہوتی ہے اور وہ جو ایکسلریشن پیدا ہوجاتی ہے، اس کا بھی پھر تعلق دو اہم اور بُنیادی چیزوں کے ساتھ ہوتا ہےہے؛

ایک جسم کی اپنی بھاری اور ہلکا پن سے یعنی کمیت (Mass) سے، اور دوسرا اس قوت (Force) سے جو اس جسم پر لگ رہی ہے۔

• فزکس میں دو طرح کی تعلقات

فزکس میں عموماً چیزوں کا آپس میں دو طرح کے تعلق ہوتے ہیں۔ ایک ڈائرکٹ تعلق (Directly proportional) اور ایک اِنورس تعلق (Inversely proportional)۔

یاد رکھنے کے لئے Direct proportional یعنی محبت کا رشتہ اور Inverse relation یعنی نفرت کا رشتہ۔

ہم نے یہ ذکر کیا کہ جب ایک جسم پر قوت لگتی ہے تو اس میں ظاہر ہے ایکسلریشن پیدا ہوگی (یعنی وہ یا تو اپنی حرکت میں تیز ہو جائے گی یا اس کی حرکت میں کمی آئے گی)۔ اب ایکسلریشن (Acceleration) کا دو چیزوں کے ساتھ تعلق ہے جیسا کہ میں نے اوپر ذکر کیا؛ ایک اس جسم کے Mass کے ساتھ اور ایک اس قوت (Force) کے ساتھ جو ان پر لگ رہی ہے۔

• اب ایکسلیریشن کے ساتھ دو اہم تعلقات کی وضاحت کرتے ہیں۔

۱) پہلا تعلق (ماس اور ایکسلریشن کی بیچ)

(Relation b/w mass and acceleration)

اگر دو اجسام پر ایک ہی طرح قوت لگ جائیں (same forces) کے ساتھ، تو وہ جسم جس کا Mass زیادہ ہوگا اس میں کم ایکسلریشن پیدا ہوگی اور جس جسم کا Mass کم ہوگا اس میں زیادہ ایکسلریشن پیدا ہوگی۔

یعنی ایکسلیرشن اور ماس Mass کی بیچ نفرت کا رشتہ (Inversely proportional) پایا جاتا ہے۔ یعنی اگر ایک کم ہورہی ہے تو دوسرا زیادہ اور اگر دوسرا کم ہورہا ہے تو پہلا زیادہ۔ یہ ہوا پہلا تعلق۔

پہلے اس کو مثال کے ذریعے سمجھتے ہے پھر اس کے بعد قوت اور ایکسلریشن کی بیچ تعلق کو سمجھتے ہیں۔

فرض کرلے، ایک آپ ٹرک لے اور دوسرا مہران گاڑی، دونوں کو تین تین آدمی برابر کی قوت لگائے یعنی اگر ٹرک کو 10 کی مقدار میں قوت لگائی جاتی ہے تو مہران گاڑی کو بھی 10 کی مقدار سے طاقت لگائی جائے، تو کون زیادہ تیز جائے گی ظاہر ہے مہران گاڑی کیونکہ مہران کا ماس Mass کم ہے اسلئے اس میں زیادہ ایکسلریشن پیدا ہوگی اور ٹرک میں کم ایکسلریشن پیدا ہوگی کیونکہ اس کا ماس Mass زیادہ ہے۔

۲) دوسرا تعلق (قوت اور ایکسلریشن کے بیچ)

(Relation b/w Force and acceleration)

اب سمجھتے ہیں ایکسلیریشن اور قوت کے درمیان تعلق کو۔

بلکل ظاہر ہے کہ قوت اور ایکسلریشن کا آپس میں محبت کا تعلق (Directly proportional) ہے، مگر کیسے ؟

جیسے مثلاً دونوں مہران گاڑیاں ہیں، یعنی دونوں کا ماس Mass برابر ہیں، اب ایک کو 3 آدمی بھرپور قوت لگاتے ہیں اور دوسرے مہران کو 3 چھوٹے بچے قوت لگاتے ہیں تو ظاہر ہے 3 آدمیوں کے قوت سے مہران گاڑی تیز حرکت کرے گی یعنی اس میں ایکسلریشن زیادہ پیدا ہوجائے گی اور بچوں والی قوت کے نتیجے میں کم ایکسلریشن پیدا ہوگی

یعنی قوت زیادہ، ایکسلریشن زیادہ اور قوت کم، ایکسلریشن کم۔

اور یہی دو تعلقات نیوٹن کے دوسرے قانون میں مرکزی اہمیت رکھتے ہیں۔

تو کلی طور پر نیوٹن کا دوسرا قانون تین بہت اہم چیزوں کی بارے میں تعلق کی وضاحت کرتی ہیں، کمیت/ماس (Mass)، قوت (Force)، اور ایکسلریشن (Acceleration)۔

3) نیوٹن کا تیسرا قانون (Newton’s 3rd Law)

نیوٹن کا تیسرا قانون یہ ہے کہ ہر عمل (Action) کا ردعمل (Reaction) ہوگا جو مقدار (Magnitude) کے حوالے سے ایک دونوں کے برابر لیکن سمت (Direction) کے لحاظ سے ایک دوسرے کے الٹ ہونگے۔

جیسے اگر میں دیوار کو اپنی ہاتھ سے مارتا ہوں، اب یہ مارنا میرا  عمل (Action) کہلائی گی اور دوبارہ دیوار بھی میرے ہاتھ پر قوت لگائی گی یعنی ردعمل (Reaction) کرے گی، بلکل اسی زور اور مقدار کے ساتھ جتنا میں نے Action کیا۔

زور سے لگاؤ گے زیادہ ہاتھ درد کرے گا، آرام سے  قوت لگاؤ گے تو کم درد ہوگا۔

 اس مثال کی تناظر میں، شاید آپ کے ذہن میں ایک سوال آیا ہوگا کہ جب ہم دوسرے بندے کو تپڑ لگاتے (Action) ہیں لیکن ضروری تو نہیں ہے کہ وہ بھی اسی طرح تپڑ لگائے یعنی برابر مقدار میں ردعمل (Reaction) دکھاۓ۔

تو نیوٹن کا قانون غلط ہوگیا۔ لیکن نہیں !

نیوٹن کے مطابق یہ عام زندگی والا Action اور Reaction نہیں ہے بلکہ جب آپ کسی  شخص کے چہرے پر تپڑ لگاتے ہو تو نیوٹن کے قانون کے مطابق آپکے ہاتھ کا قوت، عمل یعنی (Action) شمار ہوگا اور دوسرے بندے کے چہرے کا آپکے ہاتھ پر قوت (Reaction) کہلائے گی اور یہی باہمی عمل اور ردعمل نیوٹن کے اس تیسرے قانون کے مطابق مقدار میں برابر ہونگے لیکن سمت میں الٹ۔

یعنی اگر میں ایک میز کو نیچھے کی طرف مارتا ہوں یہ عمل Action ہوا اور وہی میز میرے ہاتھ پر اوپر کی طرف قوت لگائی گی، برابر کے مقدار میں اور الٹ سمت میں جو کہ Reaction کہلائے گی۔

تحریر: میثم عباس علیزی