Fysiikka

Newtonin lait


Kehon dynamiikan suhteen mieleen tuleva kuva on Isaac Newtonin klassinen ja mytologinen kuva, joka lukee kirjaansa omenapuun alla. Yhtäkkiä omena putoaa pään päälle. On todettu, että tämä oli ensimmäinen askel ymmärtää painovoimaa, joka houkuttelee omena.

Painovoiman ymmärtämisen myötä tuli voiman ja Newtonin kolmen lain ymmärtäminen.

Kinematiikassa tutkitaan liikettä ymmärtämättä sen syytä. Dynamiikassa tutkimme voiman ja liikkeen välistä suhdetta.

vahvuus: Se on kahden kehon vuorovaikutus.

Voiman käsite on intuitiivinen, mutta ymmärtääksesi sen, se voi perustua sen aiheuttamiin vaikutuksiin, kuten:

Kiihtyvyys: Saa kehon muuttamaan nopeuttaan, kun voimaa kohdistetaan.

Muodostumat: Aiheuttaa kehon muuttamaan muotoaan, kun se on voiman vaikutuksesta.

Tuloksena oleva voima: Se on voima, joka tuottaa saman vaikutuksen kuin kaikki muut vartaloon kohdistetut vaikutukset.

Minkä tahansa vartalon kohdistamat erilaiset voimat:

Tuloksena oleva voima on yhtä suuri kuin kaikkien käytettyjen voimien vektorisumma:

Newtonin lait ovat klassisen mekaniikan kolme peruspilaria, minkä vuoksi se tunnetaan myös nimellä Newtonian mekaniikka.

Newtonin ensimmäinen laki - inertin periaate

  • Kun olemme autossa ja auto kulkee käyrän ympäri, kehomme pyrkii pysymään samalla vektorinopeudella kuin se oli ennen käyrää, antaa kuvan, että se "heitetään" käyrän vastakkaiselle puolelle. Tämä johtuu siitä, että vektorin nopeus on tangentti trajektoriin.
  • Kun olemme liikkuvassa autossa ja se jarruu yhtäkkiä, tuntuu kuin meitä heitetään eteenpäin, koska vartaloillamme on tapana jatkaa liikkumista.

Nämä ja monet muut samanlaiset vaikutukset selitetään hitausperiaatteella, jonka sanamuoto on:

"Levossa olevalla vartalolla on taipumus pysyä levossa ja liikkeessä olevalla keholla on taipumus pysyä liikkeessä."

Joten siitä seuraa, että keho muuttaa inertiatilaaan vain, jos joku tai joku kohdistaa siihen syntyvän muun kuin nollavoiman.

Newtonin toinen laki - dynamiikan perusperiaate

Kun kohdistamme saman voiman kahteen eri massaiseen kappaleeseen, näemme, että ne eivät tuota yhtä suurta kiihtyvyyttä.

Newtonin toisessa laissa sanotaan, että Voima on aina suoraan verrannollinen kehon massan kiihtyvyyteen, nimittäin:

tai moduulissa: F = ma

missä:

F on kaikkien kehoon vaikuttavien voimien tulos (N: ssä);

m on kehon massa, jolla voimat vaikuttavat (kg);

a on hankittu kiihtyvyys (m / s²).

Kansainvälisessä järjestelmässä voimayksikkö on N (Newton), joka vastaa kg m / s² (kilogrammimetri sekunnissa neliö).

Esimerkki:

Kun 12N voima kohdistuu 2kg kappaleeseen, mikä on sen saavuttama kiihtyvyys?

F = ma

12 = 2a

a = 6m / s²

Vetovoima

Annetaan järjestelmä, jossa runko vedetään ihanteellisen langan avulla, ts. Se on venymätön, joustava ja sen massa on merkityksetön.

Voimme katsoa, ​​että voima kohdistuu lankaan, mikä puolestaan ​​kohdistaa voiman vartaloon, jota kutsumme vetolujuudeksi. .

Newtonin kolmas laki - toiminnan ja reaktion periaate

Kun henkilö työntää laatikon F-voimalla, voidaan sanoa, että se on toimintavoima. mutta Newtonin kolmannen lain mukaan, aina kun tällaista tapahtuu, on olemassa toinen voima, jolla on sama moduuli ja suunta, ja vastakkaisella toimintavoimalla, tätä kutsutaan reaktiovoimaksi.

Tämä on toiminnan ja reaktion periaate, jonka toteamus on:

"Voimat toimivat aina pareittain, jokaisella toimintavoimalla on reaktiovoima."


Video: FY1 Newtonin ensimmäinen laki (Kesäkuu 2021).