מה ההבדל בין חוק התנועה הראשון של ניוטון לחוק התנועה השני של ניוטון?

חוקי התנועה של אייזיק ניוטון הפכו לעמוד השדרה של הפיזיקה הקלאסית. חוקים אלה, שפורסמו לראשונה על ידי ניוטון בשנת 1687, עדיין מתארים במדויק את העולם כפי שאנו מכירים אותו כיום. חוק התנועה הראשון שלו קובע כי אובייקט בתנועה נוטה להישאר בתנועה אלא אם כן כוח אחר פועל עליו. חוק זה מתבלבל לעיתים עם העקרונות בחוק התנועה השני שלו, הקובע את הקשר בין כוח, מסה ותאוצה. בשני חוקים אלה, לעומת זאת, ניוטון דן בעקרונות נפרדים שלמרות שהם קשורים זה בזה לעתים קרובות, הם בכל זאת מתארים שני היבטים שונים של המכניקה.

החוק הראשון של ניוטון עוסק בכוחות מאוזנים, או בכאלה שנמצאים במצב של שיווי משקל. כאשר שני כוחות מאוזנים, הם מבטלים זה את זה ואין להם כל השפעה נטו על האובייקט. לדוגמה, אם אתה וחברך מושכים בקצוות מנוגדים של חבל תוך שימוש בכמות שווה, מרכז החבל לא יזוז. הכוחות השווים אך ההפוכים שלכם מבטלים זה את זה. החוק השני של ניוטון, לעומת זאת, מתאר עצמים המושפעים מכוחות לא מאוזנים, או כוחות שאינם מבוטלים. כאשר זה קורה, ישנה תנועה נטו לכיוון הכוח החזק יותר.

על פי החוק הראשון של ניוטון, כאשר כל הכוחות הפועלים על אובייקט מאוזנים, האובייקט הזה יישאר במצב שהוא נמצא לנצח. אם הוא נע, הוא יישאר באותה מהירות ובאותו כיוון. אם זה לא זז, זה לעולם לא יזוז. זה מכונה חוק האינרציה. על פי החוק השני של ניוטון, אם הסטטוס קוו ישתנה כך שהכוחות הפועלים על האובייקט יהיו מאוזנים, האובייקט יואץ ב קצב המתואר במשוואה F = ma, כאשר "F" שווה לכוח נטו הפועל על האובייקט, "m" שווה למסה שלו ו- "a" שווה לתוצאה תְאוּצָה.

אינרציה ותאוצה מתארים מאפיינים שונים של האובייקט. אינרציה היא מאפיין ללא תנאי שיש לכל אובייקט בכל עת, ללא קשר למה שקורה איתו. אולם אובייקט לא תמיד מואץ. זה קורה רק תחת קבוצה מסוימת של תנאים; לכן, אתה יכול לתאר תאוצה כמצב מותנה. קצב ההאצה מותנה גם בכך שהוא תלוי במסת האובייקט ובכמות הכוח נטו. לדוגמא, כוח של 1 ניוטון הפועל על כדור במשקל 1 גרם לא יגרום לכדור להאיץ כמו כוח של 2 ניוטון.

האינרציה מתארת ​​מדוע חייבים לרסן אנשים ברכב נע. אם המכונית צריכה לעצור פתאום, האנשים בפנים ימשיכו לנוע קדימה אלא אם חגורת בטיחות מפעילה כוח מנוגד. האצה מתארת ​​מדוע המכונית נעצרה פתאומית. מכיוון שהאטה היא האצה שלילית, היא נשלטת על ידי החוק השני. כאשר הכוח המתנגד לתנועת המכונית קדימה נעשה גדול יותר מזה שהניע את תנועתה, המכונית האטה עד שהיא נעצרה.