Amikor Sir Isaac Newton megjelent Philosophiae Naturalis Principia Mathematica 1687-ben örökre megváltoztatta a fizika világát. Newton műve a gerince klasszikus mechanika, hasznos a nap körüli bolygók mozgásától a mindennapi életben tapasztalt mozgásig.
Különösen Newtoné három mozgástörvény írja le a „mindennapos” mozgást, építve olyanok műveire, mint Arisztotelész és Galilei, hogy pontos matematikai megfogalmazást adjon a fizika egyik legalapozóbb törvényének.
Míg a szubatomi mozgásának pontos leírásához kvantummechanikára és Einstein speciális relativitáselméletére van szükség részecskék vagy nagyon nagy, vagy gyorsan mozgó tárgyak, Newton mozgástörvényeit a tudósok ma is használják ezeken a szélsőségeken kívül helyzetek.
Newton első mozgástörvénye
A első törvény, ahogyan azt a fizika tanterem meghatározza, kijelenti, hogy: „A nyugalmi tárgy nyugalmi állapotban van, a tárgy pedig mozgásban van egyenletes mozgásban marad ugyanolyan sebességgel és ugyanabban az irányban, hacsak kiegyensúlyozatlan nem hat rá Kényszerítés."
Néha hívják a tehetetlenségi törvény mert leírja az objektum hajlamát arra, hogy változatlan maradjon (akár mozog, akár mozog), hacsak nem alkalmaznak külső erőt. Vegye figyelembe, hogy az objektum sebességének megváltoztatásához „kiegyensúlyozatlan” erőre van szükség; két azonos erővel ellentétes irányba tolódó erő egyszerűen kioltja egymást.
Ez furcsának tűnhet a Földön, mert minden, ami mozog, végül megnyugszik, de ez csak olyan dolgoknak köszönhető, mint a súrlódási erő és a légellenállás. Ha egy autóban leveszi a lábát a gázpedálról, az végül ezek miatt megáll kiegyensúlyozatlan erők - az erők kiegyensúlyozása érdekében a a állandó sebesség. Ha egy tárgyat tolna az űrben (messze a gravitációs forrásoktól), akkor az egyenes vonalban halad ugyanolyan sebességgel, amíg újabb erővel nem találkozik.
Tippek
Egy tárgy állandó sebességgel mozog, vagy mozdulatlan marad, ha nincs rá kifejtett nettó erő.
Newton második mozgástörvénye
A második törvény összefügg a nettó erővel Fháló objektumra alkalmazva a tárgy tömegének szorzatára m és ebből adódó gyorsulás a. A 2. törvény matematikailag a következő:
F_ {net} = ma
Szavakban, hálóaz erő megegyezik a tömeg és a gyorsulás szorzatával. Tehát ha 1 newton (1 N) nettó erőt alkalmaz egy 1 kg tömegű tárgyra, akkor 1 m / s sebességgel gyorsulni fog2 amíg az erőt alkalmazzák. A törvény pontosabban így fogalmaz:
\ bm {F_ {net}} = m \ bm {a}
A borulás elismeri ezt erő és gyorsulás vannak vektorok mert az erő és a gyorsulás iránya, valamint azok nagysága. A gyakorlatban több lesz alkatrészek mindegyik különböző irányban, és vektor hozzáadással kell leírni az objektumok erőit és mozgását két vagy három dimenzióban.
Ez megmagyarázza, mi a „kiegyensúlyozatlan” erő: 5 N erő a x irányt 5 N erő törölné a -x irányba, de ha a második erő a y irányba, nettó erővé egyesülnének, és mozgást (azaz gyorsulást) produkálnának abban az irányban, amelyet az alkatrészekből ki lehet dolgozni.
Newton harmadik mozgástörvénye
Newtoné harmadik törvény gyakran kijelentik, hogy „minden cselekvésnél egyenlő és ellentétes reakció következik be”, de egy pontosabb megfogalmazás az lenne: ha egy az objektum erőt fejt ki egy második tárgyra, a második objektum azonos nagyságrendű és ellentétes irányú erőt fejt ki az elsőre tárgy.
Más szavakkal, az univerzum összes ereje párban jön létre, attól a visszalökéstől, amelyet akkor érez, amikor megpróbálja tegyen egy falat a vontatóhajóhoz, amelyet a Föld ad a napnak, válaszul a nap gravitációs rántására Föld.
A megértés legjobb módja a normális erő. Amikor egy tárgy a földön nyugszik, akkor a gravitáció (annak a) miatt lefelé irányuló erőt fejt ki a talajra súly), és a padló felfelé irányuló erőt fejt ki pontosan ugyanolyan méretű tárgyra, amelyet normál erőnek nevezünk. Enélkül az objektum tovább gyorsul lefelé a Föld közepe felé, amelyet mindenképpen észrevesz, amikor legközelebb megpróbálsz székre ülni!
Ha sétálsz, a lábad lenyomódik a padlóra és a padlóra hátralök a lábadhoz Newton harmadik törvényével összhangban, amely elősegíti az Ön előremenetelét.