जब सर आइजैक न्यूटन ने प्रकाशित किया फिलॉसफी नेचुरलिस प्रिंसिपिया मैथमैटिका 1687 में उन्होंने भौतिकी की दुनिया को हमेशा के लिए बदल दिया। न्यूटन का कार्य किसकी रीढ़ है? शास्त्रीय यांत्रिकी, सूर्य के चारों ओर ग्रहों की गति से लेकर आपके दैनिक जीवन में आपके सामने आने वाली गति तक सब कुछ वर्णन करने के लिए उपयोगी है।
विशेष रूप से न्यूटन के गति के तीन नियम "दैनिक" गति का वर्णन करें, जो कि अरस्तू और गैलीलियो जैसे कार्यों पर आधारित है, जो भौतिकी के कुछ सबसे मूलभूत नियमों का एक सटीक गणितीय सूत्रीकरण देता है।
जबकि क्वांटम यांत्रिकी और आइंस्टीन के विशेष सापेक्षता के सिद्धांत को उप-परमाणु की गति का सटीक वर्णन करने की आवश्यकता है कण या बहुत बड़ी, या तेजी से चलने वाली वस्तुएं, न्यूटन के गति के नियम आज भी वैज्ञानिकों द्वारा इन चरम सीमाओं के बाहर उपयोग किए जाते हैं स्थितियां।
न्यूटन का गति का पहला नियम
पहला कानून, जैसा कि भौतिकी कक्षा द्वारा परिभाषित किया गया है, कहता है कि: "एक वस्तु आराम पर रहती है और एक वस्तु गति में रहती है एक ही गति के साथ और एक ही दिशा में एकसमान गति में रहता है जब तक कि असंतुलित द्वारा कार्य नहीं किया जाता है बल।"
इसे कभी-कभी कहा जाता है जड़ता का नियम क्योंकि यह किसी वस्तु के अपरिवर्तित रहने की प्रवृत्ति का वर्णन करता है (चाहे वे गतिमान हों या स्थिर) जब तक कि कोई बाहरी बल लागू न किया जाए। ध्यान दें कि किसी वस्तु के वेग को बदलने के लिए आपको "असंतुलित" बल की आवश्यकता होती है; विपरीत दिशाओं में धकेलने वाली समान शक्ति की दो ताकतें एक दूसरे को रद्द कर देंगी।
यह पृथ्वी पर अजीब लग सकता है क्योंकि जो कुछ भी चलता है वह अंततः आराम करता है, लेकिन यह केवल घर्षण बल और वायु प्रतिरोध जैसी चीजों के कारण होता है। यदि आप किसी कार में त्वरक से अपना पैर हटाते हैं, तो यह अंततः इन कारणों से रुक जाएगा असंतुलित बल - बलों को संतुलित करने और a. पर जारी रखने के लिए आपको अपना पैर गैस पेडल पर रखना होगा निरंतर गति। यदि आप किसी वस्तु को अंतरिक्ष में (गुरुत्वाकर्षण के स्रोतों से बहुत दूर) धकेलते हैं, तो वह उसी गति से एक सीधी रेखा में तब तक चलती रहेगी जब तक कि उसे किसी अन्य बल का सामना न करना पड़े।
टिप्स
कोई वस्तु स्थिर वेग से चलती है या स्थिर रहती है जब उस पर कोई शुद्ध बल नहीं लगाया जाता है।
न्यूटन का गति का दूसरा नियम
दूसरा कानून शुद्ध बल से संबंधित है एफजाल वस्तु के द्रव्यमान के गुणनफल पर लागू होता है म और परिणामी त्वरण ए. दूसरा नियम गणितीय रूप से कहा गया है:
F_{नेट}=मा
शब्दों में, जालबल द्रव्यमान समय त्वरण के बराबर होता है. इसलिए यदि आप 1 किलो द्रव्यमान वाली वस्तु पर 1 न्यूटन (1 N) का शुद्ध बल लगाते हैं, तो आप इसे 1 m/s की गति से गति देंगे2 जब तक बल लगाया जाता है। कानून अधिक सटीक रूप से कहा गया है:
\bm{F_{net}}=m\bm{a}
बोल्डिंग स्वीकार करता है कि बल और त्वरण हैं वैक्टर क्योंकि बल और त्वरण की दिशा आयात है, साथ ही साथ उनके परिमाण भी। व्यवहार में कई होंगे अवयव प्रत्येक के अलग-अलग दिशाओं में, और आपको दो या तीन आयामों में वस्तुओं की ताकतों और गति का पूरी तरह से वर्णन करने के लिए वेक्टर जोड़ का उपयोग करने की आवश्यकता है।
यह बताता है कि "असंतुलित" बल क्या है: में 5 एन बल force एक्स दिशा को 5 N बल द्वारा रद्द कर दिया जाएगा -एक्स दिशा, लेकिन अगर दूसरा बल में था आप दिशा, वे एक शुद्ध बल में संयोजित होंगे और गति (यानी, त्वरण) को उस दिशा में उत्पन्न करेंगे जिसे आप घटकों से काम कर सकते हैं।
न्यूटन का गति का तीसरा नियम
न्यूटन का तीसरा नियम अक्सर कहा जाता है कि "हर क्रिया के लिए एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है," लेकिन एक अधिक सटीक सूत्रीकरण होगा: यदि a वस्तु दूसरी वस्तु पर बल लगाती है, दूसरी वस्तु पहले वस्तु पर समान परिमाण और विपरीत दिशा का बल लगाती है वस्तु
दूसरे शब्दों में, ब्रह्मांड में सभी बल जोड़े में आते हैं, जब आप पीछे धकेलने की कोशिश करते हैं तो आपको लगता है कि टग के लिए एक दीवार को धक्का दें पृथ्वी सूर्य को सूर्य के गुरुत्वाकर्षण टग के जवाब में देती है पृथ्वी।
इसे समझने का सबसे अच्छा तरीका इसके बारे में सोचना है सामान्य बल. जब कोई वस्तु जमीन पर टिकी होती है, तो वह गुरुत्वाकर्षण के कारण जमीन पर नीचे की ओर बल लगा रही होती है वजन), और फर्श ठीक उसी आकार की वस्तु पर ऊपर की ओर बल लगा रहा है, जिसे सामान्य बल के रूप में जाना जाता है। इसके बिना, वस्तु पृथ्वी के केंद्र की ओर गति करती रहेगी, जिसे आप अगली बार कुर्सी पर बैठने की कोशिश करने पर निश्चित रूप से नोटिस करेंगे!
जब आप चलते हैं, तो आपके पैर फर्श पर और फर्श पर नीचे की ओर धकेलते हैं अपने पैरों के खिलाफ वापस धक्का देता है न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार, जो आपको आगे बढ़ने में मदद करता है।