فرمول های فیزیک نهم در یک نگاه + مثال و تمرین

فیلم آموزش علوم تجربی پایه هشتم در فرادرس

فرمول های فیزیک نهم حرکت

اولین بخش فیزیک در کتاب علوم پایه نهم به مبحث حرکت اختصاص دارد و شامل مباحث زیر است:

بررسی حرکت
انواع حرکت
تندی
تندی متوسط و لحظه‌ای
سرعت
سرعت متوسط و لحظه‌ای
شتاب
شتاب متوسط و لحظه‌ای

جدول زیر تمام فرمول‌ های فیزیک نهم فصل اول را نشان می‌دهد:

فرمول های فیزیک نهم مبحث حرکت
توضیحات	فرمول
تندی متوسط	$s_{avg} = \frac{d}{\Delta t}$
سرعت متوسط	$v_{avg} = \frac{\Delta x}{\Delta t}$
شتاب متوسط	$a_{avg} = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{v_2 - v_1}{t_2 - t_1}$
تبدیل واحد سرعت	$1 \text{ m/s} = 3.6 \text{ km/h}$

فلش کارت فرمول های فیزیک نهم حرکت

پیش از اینکه به بررسی توضیحات فرمول های فیزیک نهم فصل حرکت بپردازیم، در این بخش با استفاده از فلش‌کارت‌های زیر می‌توانید مروری داشته باشید بر مهم‌ترین نکات این فصل. با کلیک دوم روی هر فلش‌کارت، محتوای پشت آن قابل‌مشاهده است:

۱/۵

حرکت چیست و چه انواعی دارد؟

حرکت به معنای تغییر مکان یک جسم یا ذره است. اغلب اجسام و ذرات پیرامون ما در حال حرکت هستند و تقریبا هیچ چیز کاملا ساکنی وجود ندارد، زمین در حال چرخش است، کهکشان‌ها حرکت می‌کنند و حتی اتم‌ها نیز در حال نوسان‌اند. در فیزیک کلاسیک، حرکت به معنای تغییر موقعیت مکانی یک جسم نسبت به یک نقطه مرجع (مبدا) در طول یک بازه زمانی مشخص است. اگر موقعیت جسم نسبت به این مرجع انتخابی تغییر نکند، جسم را نسبت به آن مرجع ساکن در نظر می‌گیریم.

برای مثال، فردی که داخل یک قطار در حال حرکت نشسته است، نسبت به صندلی خود ساکن است. اما همین فرد نسبت به درختان بیرون از قطار، در حال حرکت محسوب می‌شود. بنابراین حرکت یک مفهوم نسبی است. انواع حرکت‌ بر اساس تغییرات سرعت به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

حرکت یکنواخت (سرعت ثابت): حرکتی روی خط راست که در آن سرعت جسم ثابت می‌ماند، یعنی اندازه و جهت سرعت تغییر نمی‌کند.
حرکت شتاب‌دار: حرکتی که در آن تندی جسم کم یا زیاد می‌شود یا جهت حرکت جسم تغییر می‌کند.

حرکت چیست؟ — به زبان ساده

مسافت و جابجایی

اولین قدم برای درک بهتر مفاهیم حرکت و سینماتیک این است که بدانیم مسافت و جابجایی چه تفاوت‌هایی با هم دارند. مسافت به مجموع طول تمام مسیرهایی گفته می‌شود که یک متحرک برای رفتن از نقطه شروع به نقطه پایانی طی می‌کند. مسافت یک کمیت نرده‌ای یا اسکالر است، یعنی فقط اندازه دارد و جهت برای آن تعریف نمی‌شود. برای مثال، کیلومترشمار خودرو مسافت را اندازه‌گیری می‌کند.

تفاوت مسیر طی شده و بردار جابجایی بین دو شخص — جابجایی و مسافت در فیزیک

اما جابجایی برداری مستقیم است که نقطه شروع حرکت را به نقطه پایان آن وصل می‌کند. جابجایی یک کمیت برداری است، یعنی علاوه بر مقدار یا اندازه، دارای جهت مشخصی نیز هست. پس کوتاه‌ترین فاصله میان دو نقطه، طول بردار جابجایی است. اگر جسمی پس از طی کردن یک مسیر طولانی دوباره به نقطه آغاز حرکت خود بازگردد، با اینکه مسافت زیادی را طی کرده است اما جابجایی آن دقیقا صفر است. جدول زیر تفاوت‌های مسافت و جابجایی را نشان می‌دهد:

تفاوت‌های مسافت و جابجایی
	مسافت	جابجایی
نماد	$d$	$\Delta x$
نوع کمیت	اندازه دارد و جهت ندارد.	اندازه و جهت دارد.
واحد اندازه‌گیری	متر	متر

مسافت و جابجایی — آنچه باید بدانید به زبان ساده

تندی متوسط و تندی لحظه‌ ای

بخش بعدی مبحث حرکت اختصاص دارد به مفهوم تندی. در فیزیک، دو کلمه تندی و سرعت که در زندگی روزمره اغلب به‌جای هم استفاده می‌شوند، دو مفهوم کاملا متفاوت هستند. تفاوت اصلی تندی و سرعت در داشتن یا نداشتن جهت است. تندی نشان می‌دهد که یک جسم چقدر سریع حرکت می‌کند، بدون اینکه مهم باشد به کدام سمت می‌رود. از لحاظ فرمولی، این کمیت از تقسیم کل مسافت طی شده بر کل زمان صرف‌ شده به‌دست می‌آید:

s = \frac{d}{\Delta t}

که در آن $d$ مسافت طی شده بر حسب متر و $\Delta t$ زمان بر حسب ثانیه است. بنابراین طبق فرمول بالا، $s$ یا تندی بر حسب متر بر ثانیه به‌دست می‌آید. در بررسی تندی و محاسبه آن، مهم است که توجه کنیم آیا این تندی متوسط است یا لحظه‌ای:

تندی متوسط: معیاری است که نشان می‌دهد یک جسم به‌طور متوسط در یک بازه زمانی مشخص چقدر سریع حرکت کرده است.
تندی لحظه‌ای: سرعت و چابکی جسم در یک ثانیه یا یک لحظه خاص است. زمانی که به عقربه سرعت‌سنج خودرو نگاه می‌کنید، عددی که در همان لحظه می‌بینید تندی لحظه‌ای است.

نکته: در حرکت یکنواخت، تندی لحظه‌ای در تمام مدت با تندی متوسط برابر است.

جدول زیر تفاوت‌های تندی متوسط و لحظه‌ای را به همراه فرمول‌ های فیزیک نهم مختص این مبحث نشان می‌دهد:

تفاوت‌های تندی لحظه‌ای و تندی متوسط
	تندی لحظه‌ای	تندی متوسط
نماد	$s$	$\Delta x$
نوع کمیت	اندازه دارد و جهت ندارد.	اندازه دارد و جهت ندارد.
واحد اندازه‌گیری	متر بر ثانیه	متر بر ثانیه
فرمول	$s = \lim_{\Delta t \to 0} \frac{d}{\Delta t}$	$s_{avg} = \frac{d}{\Delta t}$

سرعت متوسط و سرعت لحظه‌ ای

در بخش قبل اشاره کردیم که تفاوت تندی و سرعت چیست. در واقع تفاوت تندی و سرعت به تفاوت مسافت و جابجایی برمی‌گردد. سرعت یک جسم همان تندی آن است، اما شامل جهت حرکت جسم نیز می‌شود. پس سرعت نه تنها نشان می‌دهد جسم چقدر سریع حرکت می‌کند، بلکه جهت حرکت آن را نیز مشخص می‌کند. فرمول ریاضی سرعت برابر است با جابجایی جسم در واحد زمان:

v = \frac{\Delta x}{\Delta t}

که در آن $\Delta x$ جابجایی بر حسب متر و $\Delta t$ زمان بر حسب ثانیه است. بنابراین طبق فرمول بالا، $v$ یا سرعت بر حسب متر بر ثانیه به‌دست می‌آید. با توجه به نوع مسئله‌ای که در حال بررسی آن هستیم، سرعت می‌تواند لحظه‌ای یا متوسط باشد:

سرعت متوسط: این کمیت نه‌تنها نشان می‌دهد یک جسم چقدر سریع جابجا شده است، بلکه جهت این جابجایی را نیز مشخص می‌کند.
سرعت لحظه‌ای: همان تندی لحظه‌ای است، همراه با جهتی که متحرک در آن لحظه به آن سمت در حال حرکت است.

تفاوت‌های سرعت و تندی — تفاوت سرعت و تندی

پس برخلاف تندی، سرعت یک کمیت برداری است که از تقسیم بردار جابجایی بر بازه زمانی حرکت به‌دست می‌آید. برای مثال، اگر بگوییم خودرویی با تندی $20 \text{ m/s}$ به سمت شمال حرکت می‌کند، در واقع سرعت لحظه‌ای آن را بیان کرده‌ایم. جدول زیر تفاوت‌های سرعت متوسط و لحظه‌ای را به همراه فرمول‌ های فیزیک نهم مختص این مبحث نشان می‌دهد:

تفاوت‌های سرعت لحظه‌ای و سرعت متوسط
	سرعت لحظه‌ای	سرعت متوسط
نماد	$v$	$\Delta x$
نوع کمیت	اندازه و جهت دارد.	اندازه و جهت دارد.
واحد اندازه‌گیری	متر بر ثانیه	متر بر ثانیه
فرمول	$v = \lim_{\Delta t \to 0} \frac{\Delta x}{\Delta t} = \frac{dx}{dt}$	$v_{avg} = \frac{\Delta x}{\Delta t} = \frac{x_2 - x_1}{t_2 - t_1}$

شتاب متوسط و شتاب لحظه‌ ای

هرگاه سرعت یک متحرک تغییر کند، حرکت شتاب‌دار است. دقت کنید این تغییر می‌تواند شامل افزایش تندی، کاهش تندی یا فقط تغییر جهت سرعت بدون تغییر تندی باشد. به این ترتیب فرمول کلی شتاب می‌شود تغییرات سرعت نسبت به زمان:

v = \frac{\Delta x}{\Delta t}

که در آن $\Delta v$ تغییرات سرعت بر حسب متر بر ثانیه و $\Delta t$ زمان بر حسب ثانیه است. بنابراین طبق فرمول بالا، $a$ یا شتاب بر حسب متر بر مجذور ثانیه یا $\text{m/s}^2$ به‌دست می‌آید. شتاب نیز مانند تندی و سرعت ممکن است متوسط یا لحظه‌ای باشد:

شتاب متوسط: میزان تغییرات سرعت یک متحرک در واحد زمان است.
شتاب لحظه‌ای: شتاب جسم در یک بازه زمانی فوق‌العاده کوتاه یا شتاب در یک لحظه خاص است.

نکته ۱: اگر شتاب متحرکی مثبت باشد، لزوما به معنای تندتر شدن حرکت آن نیست، بلکه باید جهت شتاب و جهت سرعت نیز بررسی شوند.

نکته ۲: اگر سرعت و شتاب هم‌علامت باشند حرکت تندشونده و اگر علامت مخالف داشته باشند، حرکت کندشونده است.

جدول زیر تفاوت‌های شتاب متوسط و لحظه‌ای را به همراه فرمول‌ های فیزیک نهم مختص این مبحث نشان می‌دهد:

تفاوت‌های شتاب لحظه‌ای و شتاب متوسط
	شتاب لحظه‌ای	شتاب متوسط
نماد	$a$	$\Delta x$
نوع کمیت	اندازه و جهت دارد.	اندازه و جهت دارد.
واحد اندازه‌گیری	متر بر مجذوز ثانیه	متر بر مجذور ثانیه
فرمول	$v = \lim_{\Delta t \to 0} \frac{\Delta x}{\Delta t} = \frac{dx}{dt}$	$v_{avg} = \frac{\Delta x}{\Delta t} = \frac{x_2 - x_1}{t_2 - t_1}$

فرمول شتاب چیست ؟ – به زبان ساده + حل مسئله

فیلم آموزش نیرو و انواع آن در فرادرس

حل مثال و تمرین از فرمول های فیزیک نهم حرکت

در این بخش برای اینکه با کاربردهای فرمول های فیزیک نهم فصل اول بیشتر آشنا شوید، چند نمونه سوال را در قالب مثال و سوالات چهار گزینه‌ای برای شما آماده کرد‌ه‌ایم. پیشنهاد می‌کنیم در این زمینه مطلب «تمام فرمول های سینماتیک با مثال و تمرین» از مجله فرادرس را نیز مطالعه کنید.

مثال ۱

ورزشکاری در یک پیست دو و میدانی دایره‌ای شکل به شعاع $14$ متر، یک دور و نیم می‌دود. مسافت طی شده و اندازه جابجایی این ورزشکار را محاسبه کنید ( $\pi \approx \frac{22}{7}$ ):

پاسخ

برای محاسبه مسافت یا $d$ ، ابتدا محیط کامل دایره که با $P$ نشان داده می‌شود را حساب می‌کنیم و سپس حاصل را در تعداد دورها یعنی $1.5$ ضرب می‌کنیم:

$P = 2\pi r = 2 \times \frac{22}{7} \times 14 = 88 \text{ m}$ $d = 1.5 \times 88 = 132 \text{ m}$

اما برای محاسبه جابجایی یا $\Delta x$ ، توجه می‌کنیم که ورزشکار پس از یک دور کامل به نقطه شروع حرکت خود برگشته است و با طی کردن نیم دور دیگر، دقیقا در نقطه مقابل نقطه شروع، یعنی روی قطر دایره قرار می‌گیرد. بنابراین جابجایی این شخص برابر می‌شود با قطر دایره:

$\Delta x = 2r = 2 \times 14 = 28 \text{ m}$

مثال ۲

فردی مسیر مستقیم بین دو نقطه $A$ و $B$ به طول $60$ متر را در مدت زمان $20$ ثانیه طی می‌کند و بلافاصله از نقطه $B$ به اندازه $20$ متر در همان خط راست به سمت $A$ بازمی‌گردد که این برگشت نیز $10$ ثانیه طول می‌کشد. تندی متوسط و سرعت متوسط او در کل مسیر چقدر است؟

پاسخ

برای پیدا کردن تندی به مسافت و برای پیدا کردن سرعت به جابجایی نیاز داریم. کل مسافت طی شده به شکل زیر محاسبه می‌شود:

$d = d_1 + d_2 = 60 + 20 = 80 \text{ m}$

کل زمان صرف شده برای این مسافت نیز عبارت است از:

$\Delta t = 20 + 10 = 30 \text{ s}$

بنابراین تندی متوسط برابر می‌شود با:

$s_{avg} = \frac{d}{\Delta t} = \frac{80}{30} \approx 2.67 \text{ m/s}$

در مرحله بعد برای پیدا کردن بردار جابجایی دقت می‌کنیم که فرد ابتدا $60$ متر جلو رفته و سپس $20$ متر بازگشته است، پس فاصله مستقیم او از نقطه شروع برابر می‌شود با:

$\Delta x = 60 - 20 = 40 \text{ m}$

با در نظر گرفتن همان بازه زمانی که در محاسه تندی داشتیم، سرعت متوسط این شخص به شکل زیر محاسبه می‌شود:

$v_{avg}$ ): $v_{avg} = \frac{\Delta x}{\Delta t} = \frac{40}{30} \approx 1.33 \text{ m/s}$

مثال ۳

کامیونی با سرعت $90 \text{ km/h}$ در حال حرکت است. فرض کنید راننده آن با دیدن چراغ قرمز ترمز می‌کند و پس از $5$ ثانیه کاملا متوقف می‌شود. شتاب متوسط کامیون را حساب کرده و نوع حرکت را مشخص کنید:

پاسخ

سرعت داده شده بر حسب کیلومتر بر ساعت است. با توجه به اینکه واحد استاندارد برای سرعت متر بر ثانیه است، پس ابتدا باید تبدیل واحد سرعت اولیه را از $\text{km/h}$ به $\text{m/s}$ انجام دهیم:

$v_1 = \frac{90}{3.6} = 25 \text{ m/s}$

چون کامیون متوقف می‌شود، پس سرعت نهایی یا ثانویه صفر است، یعنی داریم $v_2 = 0 \text{ m/s}$ . با جایگذاری در فرمول شتاب متوسط حاصل برابر می‌شود با:

$a_{avg} = \frac{v_2 - v_1}{\Delta t} = \frac{0 - 25}{5} = -5 \text{ m/s}^2$

دقت کنید شتاب متوسط $-5 \text{ m/s}^2$ شد. علامت منفی این کمیت نشان می‌دهد که بردار شتاب در خلاف جهت بردار سرعت است. پس حرکت کندشونده است، به این معنا که در هر ثانیه $5 \text{ m/s}$ از سرعت کامیون کاسته شده است.

مثال ۴

خودرویی ابتدا به مدت $2$ ساعت با سرعت ثابت $80 \text{ km/h}$ و سپس به مدت $3$ ساعت با سرعت ثابت $100 \text{ km/h}$ حرکت می‌کند. سرعت متوسط این خودرو در کل مدت حرکت آن چند کیلومتر بر ساعت است؟

پاسخ

ابتدا مسافت را برای مرحله اول به شکل زیر حساب می‌کنیم:

$x_1 = v_1 \times t_1 = 80 \times 2 = 160 \text{ km}$

سپس مسافت مرحله دوم را به‌صورت زیر به‌دست می‌آوریم:

$x_2 = v_2 \times t_2 = 100 \times 3 = 300 \text{ km}$

بنابراین جابجایی کل و مدت زمان آن برابر است با:

$\Delta x_{total} = 160 + 300 = 460 \text{ km}$

$\Delta t_{total} = 2 + 3 = 5 \text{ h}$

در نهایت سرعت متوسط را محاسبه می‌کنیم:

$v_{avg} = \frac{\Delta x_{total}}{\Delta t_{total}} = \frac{460}{5} = 92 \text{ km/h}$

مثال ۵

متحرکی مسیر مستقیم $120$ کیلومتری را با تندی $60 \text{ km/h}$ طی می‌کند. سپس در مقصد به مدت $30$ دقیقه توقف کرده و مسیر برگشت را با تندی $80 \text{ km/h}$ بازمی‌گردد. تندی متوسط این متحرک در کل رفت و برگشت چند کیلومتر بر ساعت است؟

پاسخ

زمان رفت این متحرک برابر است با:

$t_1 = \frac{120}{60} = 2 \text{ h}$

و زمان توقف آن نیز می‌شود:

$30 \text{ min} = 0.5 \text{ h}$

پس زمان برگشت برابر است با:

$t_3 = \frac{120}{80} = 1.5 \text{ h}$

همچنین کل مسافت رفت و برگشت برابر است با:

$d_{total} = 120 + 120 = 240 \text{ km}$

و کل زمان صرف شده (شامل زمان توقف) نیز می‌شود:

$\Delta t_{total} = 2 + 0.5 + 1.5 = 4 \text{ h}$

پس تندی متوسط کل به شکل زیر به‌دست می‌آید:

$s_{avg} = \frac{d_{total}}{\Delta t_{total}} = \frac{240}{4} = 60 \text{ km/h}$

تمرین ۱

تمرین ۲

تمرین ۳

یادگیری ریاضی و فیزیک دوره متوسطه با فرادرس

پیش از اینکه به بررسی سایر فرمول های فیزیک نهم بپردازیم، در این بخش مروری داریم بر مهم‌ترین فیلم‌های آموزشی مجموعه فرادرس که می‌توانند در یادگیری مباحث ریاضی و فیزیک دوره متوسطه به شما کمک کنند:

مجموعه آموزش ریاضی و فیزیک دوره متوسطه – درس، تمرین، حل مثال و تست فرادرس — برای دسترسی به مجموعه فیلم آموزش ریاضی و فیزیک دوره متوسطه – درس، تمرین، حل مثال و تست فرادرس، روی تصویر کلیک کنید.

فرمول های فیزیک نهم نیرو

مباحث فیزیکی بعدی در کتاب علوم پایه نهم مربوط می‌شوند به موضوع نیرو که شامل سرفصل‌های زیر است:

انواع نیرو
اثرات نیرو بر یک جسم
نیروهای متوازن
نیروهای نا‌متوازن
انواع حرکت جسم
نیروی خالص موثر بر شتاب
عوامل موثر بر ایجاد شتاب
وزن و جرم
قوانین نیوتن
نیروهای کنش و واکنش

جدول زیر تمام فرمول‌ های فیزیک نهم فصل دوم را نشان می‌دهد:

فرمول های فیزیک نهم مبحث نیرو
توضیحات	فرمول
قانون دوم نیوتن	$F_{net} = m \cdot a$
نیروی وزن	$W = m \cdot g$
نیروی اصطکاک ایستایی حداکثر	$f_{s,max} = \mu_s \cdot N$
نیروی اصطکاک جنبشی	$f_k = \mu_k \cdot N$
نیروهای کنش و واکنش	$F_{A \to B} = -F_{B \to A}$

فلش کارت فرمول های فیزیک نهم نیرو

در این بخش با استفاده از فلش‌کارت‌های زیر می‌توانید مروری داشته باشید بر مهم‌ترین نکات و فرمول‌های فیزیک نهم فصل دوم. با کلیک دوم روی هر فلش‌کارت، محتوای پشت آن قابل‌مشاهده است:

۱/۵

نیرو چیست و چه انواعی دارد؟

به هر گونه عامل ایجاد کننده تغییر شکل یا تغییر جهت در حرکت یک جسم، نیرو گفته می‌شود. در واقع نیرو بر اثر برهم‌کنش یا تاثیر متقابل بین دو جسم به وجود می‌آید. بنابراین یک جسم به تنهایی نمی‌تواند نیرو تولید کند. نیرو یک کمیت برداری است، یعنی هم اندازه آن مهم است و هم جهت آن و با نماد $F$ نشان داده می‌شود. واحد استاندارد نیرو، نیوتون ( $\text{N}$ ) است.

نیروهای تماسی و غیرتماسی در فیزیک — انواع نیرو در فیزیک

نیروها به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

نیروهای تماسی: نیروهایی که بر اثر تماس مستقیم دو جسم به یکدیگر وارد می‌شوند، مانند نیروی اصطکاک، نیروی عمودی تکیه‌گاه و نیروی کشش طناب.
نیروهای غیرتماسی: نیروهایی که بدون نیاز به تماس فیزیکی و از فاصله دور وارد می‌شوند، مانند نیروی گرانش یا وزن، نیروی مغناطیسی و نیروی الکتریکی.

انواع نیرو در فیزیک — به زبان ساده + مثال

فیلم آموزش جرم و تفاوت با وزن در فرادرس

آثار نیرو

وارد شدن نیرو به یک جسم می‌تواند پیامدهای مختلفی داشته باشد. در فهرست زیر برخی از این پیامدها را توضیح داده‌ایم:

جسم ساکن را به حرکت درمی‌آورد.
متحرک در حال حرکت را متوقف می‌کند.
تندی جسم را کم یا زیاد می‌کند.
شتاب ایجاد می‌کند.
مسیر حرکت متحرک را منحرف می‌کند، مانند زدن ضربه سر به توپ.
باعث کشیدگی، فشردگی یا تغییر شکل جسم می‌شود، مانند فشردن فنر.

جرم و وزن

جرم هر جسمی مقدار ماده تشکیل‌ دهنده آن جسم است. جرم یک کمیت نرده‌ای است که واحد آن کیلوگرم ( $\text{kg}$ ) است و در تمام نقاط جهان مقدار ثابت و تغییرناپذیری دارد. اما وزن یا $W$ ، یک نیروی گرانشی است که از سمت کره زمین (یا هر جرم آسمانی دیگر) به جرم جسم وارد می‌شود. وزن یک کمیت برداری است که جهت آن همواره به سمت مرکز زمین است و با ترازوهای فنری اندازه‌گیری می‌شود. فرمول نیروی وزن به شکل زیر است:

$W = m \cdot g$

در این فرمول $g$ شتاب گرانش یا شتاب جاذبه است که روی سطح زمین تقریبا برابر می‌شود با $9.8 \text{ m/s}^2$ . در محاسبات و هنگام استفاده از فرمول های فیزیک نهم، معمولا این مقدار را $10 \text{ N/kg}$ در نظر می‌گیریم. در این زمینه می‌توانید فیلم آموزش رایگان جرم چیست؟ + اندازه‌ گیری و تفاوت با وزن فرادرس را نیز مشاهده کنید.

فیلم آموزش قانون دوم نیوتون با مثال‌ها در فرادرس

قوانین نیوتن

مهم‌ترین مبحثی که در مورد نیرو و آثار آن وجود دارد، قوانین نیوتن است. در این بخش توضیح می‌دهیم این قوانین چه هستند و فرمول های فیزیک نهم مرتبط با هر کدام چیست.

قانون اول نیوتن

قانون اول نیوتن یا قانون لختی یا قانون اینرسی بیان می‌کند که یک جسم حالت سکون یا حرکت یکنواخت خود روی خط راست را حفظ می‌کند، مگر آنکه تحت اثر نیروی خالص و نامتوازنی قرار بگیرد. بنابراین لختی (اینرسی) همان تمایل اجسام به حفظ حرکت اولیه خودشان است. هر چه جرم یک جسم بیشتر باشد، لختی آن نیز بیشتر است.

قانون دوم نیوتن

قانون دوم نیوتن یا قانون شتاب بیان می‌کند هرگاه به جسمی نیروی خالصی وارد شود، جسم در جهت آن نیرو، شتاب می‌گیرد. اندازه این شتاب با نیروی خالص رابطه مستقیم و با جرم جسم رابطه عکس دارد. فرمول قانون دوم نیوتن به شکل زیر است:

$F_{net} = m \cdot a \implies a = \frac{F_{net}}{m}$

قانون سوم نیوتن

قانون سوم نیوتن یا قانون کنش و واکنش بیان می‌کند هرگاه جسم $A$ به جسم $B$ نیرو وارد کند، جسم $B$ نیز نیرویی هم‌اندازه، در همان راستا ولی در جهت مخالف به جسم $A$ وارد می‌کند. پس رابطه بین این دو نیرو به شکل زیر است:

$F_{A \to B} = -F_{B \to A}$

شخصی در حال وارد کردن نیرو به دیوار است. — قانون سوم نیوتن و نیروهای کنش و واکنش بین شخص و دیوار

نکته مهم: نیروهای کنش و واکنش هرگز اثر یکدیگر را خنثی نمی‌کنند، زیرا هر کدام به دو جسم متفاوت وارد می‌شوند.

نیروهای متوازن و نا متوازن

در بخش‌های قبل با نیرو و مهم‌ترین آثار آن آشنا شدید. در این بخش از بررسی فرمول های فیزیک نهم، توضیح می‌دهیم منظور از نیروهای متوازن و نامتوازن چیست. اگر به یک جسم چندین نیرو وارد شود و این نیروها اثر هم را خنثی کنند، طوری که نیروی خالص برآیند یا $F_{net} = 0$ شود، می‌گوییم نیروها متوازن هستند.

در این حالت طبق قانون اول نیوتن، اگر جسم ساکن باشد، ساکن می‌ماند و اگر در حال حرکت باشد، به حرکت یکنواخت خود با سرعت ثابت روی خط راست ادامه می‌دهد. در مقابل، اگر برآیند نیروهای وارد بر جسم صفر نباشد، یعنی داشته باشیم $F_{net} \neq 0$ ، در این صورت نیروها نامتوازن هستند. در چنین شرایطی نوع حرکت جسم تغییر می‌کند و شتاب می‌گیرد.

فرمول نیرو چیست ؟ — محاسبه نیرو به زبان ساده