Когато сър Исак Нютон публикува Philosophiae Naturalis Principia Mathematica през 1687 г. той промени света на физиката завинаги. Работата на Нютон е гръбнакът на класическа механика, полезно за описване на всичко - от движението на планетите около слънцето до движението, което срещате в ежедневния си живот.
По-специално, Нютон три закона за движение опишете „ежедневното“ движение, като надграждате произведения на тези като Аристотел и Галилей, за да дадете точна математическа формулировка на някои от най-фундаменталните закони на физиката.
Докато квантовата механика и теорията за специалната относителност на Айнщайн са необходими, за да се опише точно движението на субатомното частици или много големи, или бързо движещи се обекти, законите за движение на Нютон все още се използват от учените днес извън тези крайности ситуации.
Първият закон за движение на Нютон
The първи закон, както е определено от Кабинета по физика, гласи, че: „Обектът в покой остава в покой, а обектът в движение остава в равномерно движение със същата скорост и в същата посока, освен ако не се действа от небалансиран сила. "
Понякога се нарича законът на инерцията защото описва тенденцията на обекта да остане непроменен (независимо дали се движи или все още), освен ако не е приложена външна сила. Имайте предвид, че имате нужда от „небалансирана“ сила, за да промените скоростта на обекта; две сили с еднаква сила, бутащи се в противоположни посоки, просто ще се отменят.
Това може да изглежда странно на Земята, защото всичко, което се движи, в крайна сметка спира, но това се дължи само на неща като силата на триене и тази на въздушното съпротивление. Ако свалите крака си от педала на газта в кола, в крайна сметка той ще се спре, поради тях небалансирани сили - ще трябва да задържите крака си на педала за газ, за да балансирате силите и да продължите на a постоянна скорост. Ако избутате обект в космоса (далеч от гравитационните източници), той ще продължи да се движи по права линия със същата скорост, докато не срещне друга сила.
Съвети
Обектът се движи с постоянна скорост или остава неподвижен, когато към него няма приложена нетна сила.
Вторият закон за движение на Нютон
The втори закон отнася нетна сила Fнето приложени върху обект върху произведението от масата на обекта м и полученото ускорение а. Вторият закон се посочва математически като:
F_ {мрежа} = ма
В думи, нетосила е равна на маса, умножена по ускорение. Така че, ако приложите нетна сила от 1 нютон (1 N) към обект с маса от 1 kg, ще го накарате да се ускори с 1 m / s2 докато се прилага силата. Законът е посочен по-точно като:
\ bm {F_ {мрежа}} = m \ bm {a}
Удебеляването признава това сила и ускорение са вектори защото посоката на силата и ускорението са внос, както и техните величини. На практика ще има множество компоненти на всеки в различни посоки и трябва да използвате векторно допълнение, за да опишете напълно силите и движението на обектите в две или три измерения.
Това обяснява какво е „небалансирана” сила: 5 N сила в х посоката ще бъде отменена с 5 N сила в -х посока, но ако втората сила е била в у посока, те биха се комбинирали в нетна сила и биха произвели движение (т.е. ускорение) в посока, която можете да изработите от компонентите.
Третият закон на движение на Нютон
Нютон трети закон често се посочва като „за всяко действие има еднаква и противоположна реакция“, но по-точна формулировка би била: ако обектът упражнява сила върху втори обект, вторият обект упражнява сила с еднаква величина и противоположна посока на първия обект.
С други думи, всички сили във Вселената идват по двойки, от тласъка назад, който усещате, когато се опитвате бутай стена към влекача, който Земята дава на слънцето в отговор на гравитационното влекане на слънцето върху Земята.
Най-добрият начин да разберете това е като мислите за нормална сила. Когато даден обект лежи на земята, той упражнява сила надолу върху земята поради гравитацията (неговата тегло), а подът упражнява възходяща сила върху обекта с абсолютно същия размер, известен като нормална сила. Без това обектът ще продължи да се ускорява надолу към центъра на Земята, което определено ще забележите следващия път, когато се опитате да седнете на стол!
Когато ходите, краката ви се бутат надолу по пода и пода тласка обратно към краката ви в съответствие с третия закон на Нютон, който помага да се движите напред.