Newtonův první zákon: Co to je, příklady, cvičení

THE PrvnízákonvNewton, také známý jako zásadadávásetrvačnost, uvádí, že celé tělo zůstává ve stavu klidu nebo v přímém a rovnoměrném pohybu, pokud se síly působící na něj navzájem ruší. Zákon setrvačnosti vymyslel anglický fyzik Isaac Newton a byla založena na připomínkách Itala Galileo Galilei. Spolu se základním principem dynamiky a zákonem akce a reakce představuje zákon setrvačnosti: soubor zákonů které jsou základem teoretického základu Klasická mechanika.

Přečtěte si také: Sedm nejčastějších chyb při studiu fyziky

Co je setrvačnost?

THE setrvačnost je inherentní vlastností hmoty, tedy všech těl, která mají určité množství těstoviny mají setrvačnost. Kvantitativní měřítko setrvačnost těla je jeho hmotnost, kterou lze změřit v kilogramů, například. Setrvačnost naznačuje tendenci těla zůstat ve svém pohybovém stavu, jinými slovy, tělo se velkou setrvačností je silně proti změnám jeho rychlosti.

Setrvačnost je vlastnost těla, díky kterému se staví proti jakémukoli agentovi, který se o to pokusí uvedete jej do pohybu, nebo pokud je v pohybu, změňte jeho velikost nebo směr rychlost. Pohybující se těleso se stále nepohybuje kvůli své setrvačnosti, ale kvůli nepřítomnosti síly, která je schopná jej zpomalit, změnit směr nebo zrychlit.

Cítíme setrvačnost, když jsme například uvnitř jedoucího vozidla. Když je vozidlo zrychleno, cítíme, jak je naše tělo přitlačeno k sedadlu automobilu. Stejně tak, když je vůz prudce brzděn, máme tendenci se pohybovat konstantní rychlostí a v přímém směru. Abychom tedy mohli vnímat působení setrvačnosti, musíme být v nějakém zrychleném referenčním rámci, pouze tímto způsobem je možné vnímat opozici vůči změně stavu pohybu. Podívejte se na obrázek níže:

V situacích popsaných na obrázku je možné pozorovat působení principu setrvačnosti.

Nyní, použijeme některé další technické výrazy, říkáme, že pokud je čistá síla na těleso nula, toto tělo by mohlo být uvnitř odpočívejte jako v rovnoměrném přímočarém pohybu, jak ukazuje následující diagram:

Pokud je výsledná síla nulová, rychlost těla je buď konstantní nebo nulová.

Čím větší je setrvačnost tělesa, tím větší je síla potřebná ke změně jeho stavu pohybu. Setrvačnost se měří množstvím hmoty v těle.

Výpočet setrvačnosti

Podle Newtonův druhý zákon, setrvačnost tělesa lze vypočítat poměrem mezi aplikovanou silou a akcelerace který je získán použitím této síly.

Setrvačnost měří poměr mezi aplikovanou silou a získaným zrychlením.

Výše uvedený seznam nám ukazuje, že setrvačnost těla je úměrný à síla který je na něm aplikován a obráceněúměrný tvoje akcelerace, to znamená, že čím větší je setrvačnost tělesa, tím větší je síla potřebná k jeho uvedení do nebo z jeho současného stavu pohybu.

Dívej setaky: Tipy pro řešení Newtonových zákonných cvičení

Příklady setrvačnosti

• Pokud ubrus rychle stáhneme ze stolu plného předmětů, je možné jej odstranit, aniž by některý z nich upustil, a to díky tendenci těchto předmětů udržovat klidový stav. Je to proto, že když taháme ručník vysokou rychlostí, je třecí síla mezi předměty a ručníkem zanedbatelná, díky chování dynamického koeficientu tření.
• Když dojde ke kolizi automobilu, cestující ve vozidle jsou „hozeni“ dopředu, protože mají tendenci se pohybovat v přímém směru. Jedním ze způsobů, jak tomu zabránit, je použití síly, která tomuto pohybu odolává, a proto je používání bezpečnostních pásů povinné.
• Když několikrát rotujeme, máme závratě, protože tekutina uvnitř ucha se stále točí kvůli své setrvačnosti.
• Síla g, používaná v leteckých aplikacích, je ve skutečnosti setrvačnost, kterou piloti letadel pociťují při ostrých zatáčkách nebo při vysoké rychlosti.

Stíhací piloti musí být často trénováni, aby odolali své vlastní setrvačnosti během letu.

Cvičení z Newtonova prvního zákona

Otázka 1) Opěrky hlavy jsou dnes přítomné ve většině vozidel, protože je zde velké možnost, že si cestující ve vozidle zlomí krk v případě nárazu zezadu. auto. Fyzikální princip schopný vysvětlit potřebu opěrky hlavy je (a):

a) Newtonův první zákon.

b) Newtonův druhý zákon.

c) zákon akce a reakce.

d) věta o vztlaku.

e) rovnováha sil.

Šablona: Písmeno a

Řešení: Opěrky hlavy jsou nezbytné z důvodu tendence hlav cestujících zůstat v klidu, například při srážkách zezadu.

Otázka 2) Většina praček má odstředivou funkci, která se používá k částečnému sušení prádla. fyzikální princip, který vysvětluje SPRÁVNĚ provoz procesu odstřeďování je (a):

a) odstředivá síla.

b) princip setrvačnosti.

c) rotace.

d) překlad.

e) točivý moment.

Šablona: Písmeno B

Řešení: Během procesu odstřeďování je kapalina obsažená uvnitř praček vytlačována díky své setrvačnosti, protože pro zachovat svůj rotační pohyb, dostředivá síla působí na kapalinu směrem ke středu stroje, takže setrvačnost kapaliny působí proti tomuto síla.

Otázka 3) V karikaturách je běžné vidět scény, ve kterých se uvolní velká kovadlina, která ničí patra několika podlaží, dokud nedosáhne země. I když je přehnané, chování věci je podobné tomu, co vidíme na karikaturách. Fyzické vysvětlení tohoto chování je dáno:

a) zákon setrvačnosti, který stanoví, že pohybující se tělesa mají tendenci zůstat v pohybu.

b) zákon akce a reakce, který stanoví, že síla, kterou kovadlina působí na zem, se rovná síle, kterou země působí na kovadlinu.

c) gravitační zákon, který vysvětluje, že kovadlina klesá pouze v důsledku působení gravitačního zrychlení.

d) zákon zachování množství energie, který říká, že veškerá počáteční mechanická energie je udržována konstantní.

e) Coulombův zákon, který říká, že síla elektrické přitažlivosti je zodpovědná za zrychlení kovadliny směrem k zemi.

Šablona: písmeno A. To, co vysvětluje neustálý pád kovadliny, je Newtonův první zákon. Podle tohoto zákona, známého také jako zákon setrvačnosti, má hmotnost kovadliny tendenci se stále velmi pohybovat.

Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky

Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-newton.htm