Kad je sir Isaac Newton objavio Philosophiae Naturalis Principia Mathematica 1687. zauvijek je promijenio svijet fizike. Newtonovo je djelo okosnica klasična mehanika, korisno za opisivanje svega, od kretanja planeta oko sunca do kretanja s kojim se susrećete u svakodnevnom životu.
Konkretno, Newtonova tri zakona gibanja opišite „svakodnevno“ kretanje, nadovezujući se na djela onih poput Aristotela i Galileja, dajući preciznu matematičku formulaciju nekih od najvažnijih fizikalnih zakona.
Dok su kvantna mehanika i Einsteinova teorija posebne relativnosti potrebne za precizno opisivanje subatomskog gibanja čestica ili vrlo velikih, ili objekata koji se brzo kreću, Newtonovi zakoni gibanja i danas se koriste od strane znanstvenika izvan ovih krajnosti situacijama.
Newtonov prvi zakon gibanja
The prvi zakon, kako ga definira Učionica fizike, kaže da: „Predmet koji miruje ostaje u mirovanju, a objekt u pokretu ostaje u jednoličnom kretanju s istom brzinom i u istom smjeru, osim ako na njega ne djeluje neuravnoteženo sila."
Ponekad se zove zakon tromosti jer opisuje tendenciju objekta da ostane nepromijenjen (bez obzira kreće li se ili se i dalje kreće) ako se ne primijeni vanjska sila. Imajte na umu da vam je potrebna "neuravnotežena" sila da biste promijenili brzinu objekta; dvije sile jednake snage koje se guraju u suprotnim smjerovima jednostavno će se poništiti.
To bi na Zemlji moglo izgledati čudno jer sve što se kreće na kraju se zaustavi, ali to je samo zbog stvari poput sile trenja i otpora zraka. Ako u automobilu maknete nogu s papučice gasa, ona će se zbog njih na kraju zaustaviti neuravnotežene sile - trebat ćete držati nogu na papučici za gas da biste uravnotežili sile i nastavili na a stalna brzina. Ako ste gurnuli objekt u svemir (daleko od izvora gravitacije), nastavio bi se kretati ravno u istoj brzini dok ne naiđe na drugu silu.
Savjeti
Predmet se kreće konstantnom brzinom ili ostaje miran kad na njega ne djeluje neto sila.
Newtonov drugi zakon gibanja
The drugi zakon odnosi neto silu Fneto primijenjena na predmet na umnožak mase predmeta m i rezultirajuće ubrzanje a. Drugi zakon matematički se navodi kao:
F_ {mreža} = ma
Riječima, netosila jednaka masi pomnoženoj s ubrzanjem. Dakle, ako primijenite neto silu od 1 njutna (1 N) na objekt mase 1 kg, uzrokovat ćete ubrzanje brzinom od 1 m / s2 sve dok je sila primijenjena. Zakon je preciznije naveden kao:
\ bm {F_ {mreža}} = m \ bm {a}
Hrabrost to priznaje sila i ubrzanje su vektori jer su smjer sile i ubrzanja važni, kao i njihove veličine. U praksi će ih biti više komponente svake od njih u različitim smjerovima, a za dodavanje vektora trebate u potpunosti opisati sile i kretanje objekata u dvije ili tri dimenzije.
To objašnjava što je "neuravnotežena" sila: sila od 5 N u x smjer bi bio poništen snagom od 5 N u -x smjer, ali ako je druga sila bila u g smjera, oni bi se kombinirali u neto silu i proizvodili gibanje (tj. ubrzanje) u smjeru koji možete razraditi od komponenata.
Newtonov treći zakon gibanja
Newtonova treći zakon često se navodi kao "za svaku akciju postoji jednaka i suprotna reakcija", ali preciznija formulacija bila bi: ako an Objekt vrši silu na drugi objekt, drugi objekt djeluje na snagu jednake veličine i suprotnog smjera na prvi objekt.
Drugim riječima, sve sile u svemiru dolaze u parovima, od potiskivanja koje osjećate kad to pokušate nagurati zid na tegljač koji Zemlja daje suncu kao odgovor na gravitacijsko povlačenje sunca na Zemlja.
Najbolji način da to shvatite je razmišljanje o normalna sila. Kada se predmet nasloni na tlo, on djeluje silazno na zemlju zbog gravitacije (njegova težina), a pod vrši silu prema gore na objekt potpuno iste veličine, poznat kao normalna sila. Bez toga bi se objekt nastavio ubrzavati prema središtu Zemlje, što biste definitivno primijetili kad sljedeći put pokušate sjesti na stolicu!
Kada hodate, noge se spuštaju prema podu i podu gura se natrag prema nogama u skladu s Newtonovim trećim zakonom, koji vam pomaže da krenete prema naprijed.