Kui Sir Isaac Newton avaldas Philosophiae Naturalis Principia Mathematica aastal 1687 muutis ta füüsika maailma igaveseks. Newtoni looming on selle selgroog klassikaline mehaanika, mis on kasulik kirjeldamaks kõike alates planeetide liikumisest päikese ümber kuni liikumiseni, mida igapäevases elus kokku puutute.
Eelkõige Newtoni oma kolm liikumisseadust kirjeldage igapäevast liikumist, tuginedes Aristotelese ja Galilei taolistele töödele, et anda täpne matemaatiline sõnastus mõningatest füüsika põhialustest.
Kui subatoomilise liikumise täpseks kirjeldamiseks on vaja kvantmehaanikat ja Einsteini erirelatiivsusteooria teooriat osakesed või väga suured või kiiresti liikuvad objektid, kasutavad teadlased Newtoni liikumisseadusi ka tänapäeval väljaspool neid äärmusi olukordades.
Newtoni esimene liikumisseadus
The esimene seadus, nagu on määratletud füüsika klassiruumis, öeldakse: „Puhkes olev objekt jääb puhata ja objekt liikuma püsib ühtlase liikumisega sama kiirusega ja samas suunas, kui tasakaalustamata inimene seda ei mõjuta jõud. ”
Mõnikord nimetatakse seda inertsiseadus kuna see kirjeldab objekti kalduvust muutumatuks jääda (olenemata sellest, kas nad liiguvad või liikuvad), välja arvatud juhul, kui rakendatakse välist jõudu. Pange tähele, et objekti kiiruse muutmiseks vajate tasakaalustamata jõudu; kaks võrdse tugevusega jõudu, mis suruvad vastassuundades, tühistavad üksteise lihtsalt.
See võib Maal tunduda kummaline, sest kõik, mis liigub, jõuab lõpuks rahule, kuid see on tingitud ainult sellistest asjadest nagu hõõrdejõud ja õhutakistus. Kui võtate autos jala gaasilt maha, siis lõpuks peatub see nende tõttu tasakaalustamata jõud - jõudude tasakaalustamiseks ja jätkamiseks peate jätkama oma gaasi pedaalil pidev kiirus. Kui suruksite objekti kosmoses (raskusallikatest kaugel), jätkaks see sirgjoonel liikumist sama kiirusega, kuni satub teise jõuni.
Näpunäited
Objekt liigub püsikiirusel või jääb paigale, kui sellele pole rakendatud netojõudu.
Newtoni teine liikumisseadus
The teine seadus seostab netojõu Fvõrk rakendatakse objektile objekti massi korrutisele m ja sellest tulenev kiirendus a. 2. seadus on matemaatiliselt öeldud:
F_ {net} = ma
Sõnades, võrkjõud võrdub massi ja kiirendusega. Nii et kui rakendate 1 kg massiga esemele netojõudu 1 njuuton (1 N), kiirendate selle kiirust 1 m / s2 seni, kuni jõudu rakendatakse. Seadus on täpsemalt öeldud:
\ bm {F_ {net}} = m \ bm {a}
Polding tunnistab seda jõud ja kiirendus on vektorid sest jõu suund ja kiirendus on olulised, samuti nende suurus. Praktikas on neid mitu komponendid igaüks erinevates suundades ning objektide jõudude ja liikumise täielikuks kirjeldamiseks kahes või kolmes mõõtmes peate kasutama vektorliidet.
See seletab, mis on “tasakaalustamata” jõud: 5 N jõud x suuna tühistaks 5 N jõud -x suunas, kuid kui teine jõud oli y suuna, ühendaksid nad netojõuks ja tekitaksid liikumise (st kiirenduse) suunas, mille saate komponentidest välja töötada.
Newtoni kolmas liikumisseadus
Newtoni oma kolmas seadus on sageli öeldud kui “iga tegevuse jaoks on võrdne ja vastupidine reaktsioon”, kuid täpsem sõnastus oleks: kui an objekt avaldab jõudu teisele objektile, teine objekt avaldab esimesele võrdse suuruse ja vastassuuna jõudu objekt.
Teisisõnu, kõik jõud universumis tulevad kahekaupa, alates tagasilöögist, mida tunnete, kui proovite tõmba puksiiri külge seina, mis Maa annab päikese vastusena gravitatsioonilisele päikese tõmbele Maa.
Parim viis sellest aru saada on normaalne jõud. Kui objekt toetub maapinnale, avaldab see raskusjõu tõttu maapinnale allapoole suunatud jõudu (selle kaal) ja põrand avaldab täpselt sama suurele objektile ülespoole suunatud jõudu, mida nimetatakse tavaliseks jõuks. Ilma selleta jätkaks objekt kiirendamist Maa keskosa suunas, mida märkate kindlasti järgmisel korral, kui proovite toolil istuda!
Kõndides suruvad jalad põrandale ja põrandale lükkab tagasi vastu jalgu vastavalt Newtoni kolmandale seadusele, mis aitab teid edasi liikuda.