Keď to zverejnil sir Isaac Newton Philosophiae Naturalis Principia Mathematica v roku 1687 navždy zmenil svet fyziky. Newtonova práca je chrbtovou kosťou klasická mechanika, užitočné na opísanie všetkého od pohybu planét okolo slnka po pohyb, s ktorým sa stretnete vo svojom každodennom živote.
Najmä Newton’s tri pohybové zákony opísať „každodenný“ pohyb, ktorý vychádza z diel autorov ako Aristoteles a Galileo, a poskytnúť presnú matematickú formuláciu niektorých z najzákladnejších fyzikálnych zákonov.
Zatiaľ čo kvantová mechanika a Einsteinova teória špeciálnej relativity sú potrebné na presný popis pohybu subatomárneho častice alebo veľmi veľké alebo rýchlo sa pohybujúce objekty, Newtonove zákony pohybu používajú vedci aj dnes mimo tohto extrému situáciách.
Newtonov prvý zákon pohybu
The prvý zákon, ako je definované v učebni fyziky, uvádza: „Objekt v pokoji zostáva v pokoji a objekt v pohybe zostáva v rovnomernom pohybe s rovnakou rýchlosťou a rovnakým smerom, pokiaľ na neho nepôsobí nevyvážený stav sila. “
Niekedy sa tomu hovorí zákon zotrvačnosti pretože popisuje tendenciu objektu zostať nezmenený (bez ohľadu na to, či sa pohybuje alebo je stále v pokoji), pokiaľ nie je použitá vonkajšia sila. Upozorňujeme, že na zmenu rýchlosti objektu potrebujete „nevyváženú“ silu; dve sily rovnakej sily tlačiace sa do opačných smerov sa jednoducho navzájom zrušia.
To by sa na Zemi mohlo zdať čudné, pretože všetko, čo sa hýbe, sa nakoniec zastaví, ale je to len kvôli veciam, ako je trecia sila a sila odporu vzduchu. Ak v aute zložíte nohu z akcelerátora, nakoniec sa kvôli tomu zastaví a zastaví nevyvážené sily - budete musieť držať nohu na plynovom pedáli, aby ste vyvážili sily a pokračovali v a konštantná rýchlosť. Ak by ste objekt zatlačili do vesmíru (ďaleko od zdrojov gravitácie), pokračoval by v pohybe po priamke rovnakou rýchlosťou, kým nenarazil na inú silu.
Tipy
Objekt sa pohybuje konštantnou rýchlosťou alebo zostáva v pokoji, keď na neho nepôsobí žiadna sila.
Newtonov druhý zákon pohybu
The druhý zákon sa týka čistej sily Fsieť aplikovaný na objekt na súčin jeho hmotnosti m a výsledné zrýchlenie a. Druhý zákon je matematicky uvedený ako:
F_ {net} = ma
V slovách, sieťsila sa rovná hmotnosti krát zrýchlenie. Takže ak na objekt s hmotnosťou 1 kg použijete čistú silu 1 newton (1 N), spôsobíte jej zrýchlenie rýchlosťou 1 m / s.2 po celú dobu pôsobenia sily. Zákon sa presnejšie uvádza ako:
\ bm {F_ {net}} = m \ bm {a}
Tučnota to uznáva sila a zrýchlenie sú vektory pretože smer sily a zrýchlenia sú dôležité, rovnako ako ich veličiny. V praxi ich bude viac komponenty každého v rôznych smeroch a na úplné opísanie síl a pohybu objektov v dvoch alebo troch rozmeroch musíte použiť sčítanie vektorov.
To vysvetľuje, čo je „nevyvážená“ sila: sila 5 N v X smer by bol zrušený silou 5 N v -X smere, ale ak bola druhá sila v r smeru, spojili by sa do čistej sily a vyprodukovali pohyb (t.j. zrýchlenie) v smere, z ktorého môžete vychádzať z komponentov.
Newtonov tretí zákon pohybu
Newton’s tretí zákon sa často uvádza ako „pre každú akciu existuje rovnaká a opačná reakcia“, ale presnejšia formulácia by bola: ak an objekt vyvíja silu na druhý objekt, druhý objekt vyvíja silu rovnakej veľkosti a opačného smeru na prvý objekt objekt.
Inými slovami, všetky sily vo vesmíre pochádzajú z dvojice, z tlaku, ktorý pocítite, keď sa o to pokúsite strčiť stenu k remorkéru, ktorý Zem dáva slnku v reakcii na gravitačné remorkovanie slnka na Zem.
Najlepším spôsobom, ako to pochopiť, je premýšľať o normálna sila. Keď predmet leží na zemi, vyvíja na zem pôsobením sily gravitácie (jej váha) a podlaha vyvíja na objekt presne rovnakú veľkosť, známu ako normálna sila, smerom nahor. Bez toho by objekt pokračoval v akcelerácii dole smerom do stredu Zeme, čo by ste si určite všimli, keď sa nabudúce pokúsite posadiť na stoličku!
Keď chodíte, nohy tlačte dole na podlahu a na podlahu tlačí späť hore proti vašim nohám v súlade s tretím zákonom spoločnosti Newton, ktorý pomáha poháňať vás vpred.