Ko je objavil sir Isaac Newton Philosophiae Naturalis Principia Mathematica leta 1687 je za vedno spremenil svet fizike. Newtonovo delo je hrbtenica klasična mehanika, koristen za opis vsega, od gibanja planetov okoli sonca do gibanja, ki ga srečujete v svojem vsakdanjem življenju.
Še posebej Newtonovo tri zakone gibanja opisujejo "vsakdanje" gibanje, pri tem pa nadgrajujejo dela Aristotela in Galileja, da podajo natančno matematično formulacijo nekaterih najbolj temeljnih zakonov fizike.
Medtem ko sta za natančno opisovanje subatomskega gibanja potrebna kvantna mehanika in Einsteinova teorija posebne relativnosti delcev ali zelo velikih ali hitro premikajočih se predmetov, Newtonovi zakoni gibanja še danes uporabljajo znanstveniki zunaj teh skrajnosti situacijah.
Newtonov prvi zakon gibanja
The prvi zakon, kot ga je opredelila učilnica fizike, pravi: „Predmet v mirovanju ostane v mirovanju, objekt pa v gibanju ostane v enakomernem gibanju z enako hitrostjo in v isti smeri, razen če nanj deluje neuravnoteženo sila. "
Včasih se imenuje zakon vztrajnosti ker opisuje težnjo predmeta, da ostane nespremenjen (ne glede na to, ali se premika ali še vedno), razen če je uporabljena zunanja sila. Upoštevajte, da potrebujete "neuravnoteženo" silo, da spremenite hitrost predmeta; dve sili enake moči, ki se potiskata v nasprotni smeri, se bosta preprosto izničili.
Na Zemlji se to morda zdi nenavadno, ker vse, kar se premika, sčasoma počiva, vendar je to le posledica stvari, kot sta sila trenja in zračni upor. Če v avtu umaknete nogo s pedala za plin, se bo zaradi tega sčasoma ustavila neuravnotežene sile - držite nogo na stopalki za plin, da uravnotežite sile in nadaljujte po a stalna hitrost. Če bi predmet potisnili v vesolje (daleč stran od virov gravitacije), bi se še naprej premikal po ravni črti z enako hitrostjo, dokler ni naletel na drugo silo.
Nasveti
Predmet se premika s konstantno hitrostjo ali ostane miren, kadar nanj ne deluje neto sila.
Newtonov drugi zakon gibanja
The drugi zakon nanaša neto silo Fmreža nanese na predmet na zmnožek mase predmeta m in posledični pospešek a. Drugi zakon je matematično naveden kot:
F_ {neto} = ma
Z besedami, mrežasila enaka masi krat pospeška. Torej, če na predmet z maso 1 kg uporabite neto silo 1 njuton (1 N), ga boste pospešili z 1 m / s2 dokler deluje sila. Zakon je natančneje določen kot:
\ bm {F_ {net}} = m \ bm {a}
Drznost to priznava sila in pospešek sta vektorji ker sta smer sile in pospeška pomembna, pa tudi njihove velikosti. V praksi jih bo več sestavnih delov vsakega v različnih smereh, za dodajanje vektorjev pa morate v celoti ali v dveh ali treh dimenzijah opisati sile in gibanje predmetov.
To pojasnjuje, kaj je "neuravnotežena" sila: 5 N sila v x smer bi bila preklicana s silo 5 N v -x če je bila druga sila v y smer, bi se združili v neto silo in ustvarili gibanje (tj. pospešek) v smeri, ki jo lahko določite iz komponent.
Newtonov tretji zakon gibanja
Newtonove tretji zakon je pogosto navedeno kot "za vsako dejanje obstaja enaka in nasprotna reakcija", vendar bi bila natančnejša formulacija: če Predmet deluje na drugi objekt, drugi pa na enak obseg in nasprotno smer predmet.
Z drugimi besedami, vse sile v vesolju prihajajo v parih, in sicer od pritiska nazaj, ki ga čutite, ko poskušate potisnite steno vlečniku, ki ga Zemlja da soncu kot odziv na gravitacijsko vlečenje sonca na Zemlja.
Najboljši način za razumevanje tega je razmišljanje o normalna sila. Ko predmet počiva na tleh, zaradi sile gravitacije (njegova utež), tla pa delujejo navzgor na objekt popolnoma enake velikosti, znan kot normalna sila. Brez tega bi objekt še naprej pospeševal navzdol proti središču Zemlje, kar bi zagotovo opazili, ko bi naslednjič poskušali sedeti na stolu!
Ko hodite, noge potiskajo navzdol po tleh in tleh potisne nazaj proti nogam v skladu s Newtonovim tretjim zakonom, ki vam pomaga naprej.