Οι νόμοι του Νεύτωνα είναι ένα σύνολο τριών νόμων που εξηγούν το δυναμική της κίνησης των σωμάτων, μαζί σχηματίζουν τις βάσεις του κλασική μηχανική. Δημιουργήθηκαν από τον Isaac Newton και δημοσιεύθηκαν το 1687, στο βιβλίο του "Μαθηματικές Αρχές Φυσικής Φιλοσοφίας".
Αυτοί οι νόμοι εξηγούν τις αιτίες που αλλάζουν την κατάσταση κίνησης ενός σώματος. Ένα σώμα μπορεί να είναι σε ισορροπία ή μπορεί να κινείται με κάποια επιτάχυνση.
Υπάρχουν δύο καταστάσεις ισορροπίας: στατική και δυναμική. Όταν ένα σώμα βρίσκεται σε στατική ισορροπία, είναι σε ηρεμία. Όταν βρίσκεται σε δυναμική ισορροπία, κινείται σε ευθεία γραμμή και με σταθερή ταχύτητα - ομοιόμορφη ευθεία κίνηση (MRU).
Για να βγείτε από την κατάσταση ισορροπίας, είναι απαραίτητο να ασκεί δύναμη στο σώμα και να επιταχύνεται. Μπορούμε να κατανοήσουμε τη δύναμη ως αλληλεπίδραση μεταξύ δύο σωμάτων.
Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα: Νόμος της αδράνειας
Κάθε σώμα παραμένει σε κατάσταση ηρεμίας ή ομοιόμορφης κίνησης σε ευθεία γραμμή, εκτός εάν αναγκαστεί να αλλάξει αυτή την κατάσταση από δυνάμεις που ασκούνται σε αυτό.
Ο νόμος της αδράνειας εξηγεί ότι α το σώμα τείνει να διατηρείται σε ισορροπία, εκτός αν εφαρμοστεί μη μηδενική καθαρή δύναμη. Η προκύπτουσα δύναμη είναι το διανυσματικό άθροισμα όλων των δυνάμεων που δρουν σε ένα σώμα.
Εάν το άθροισμα αυτών των δυνάμεων είναι μηδέν, δηλαδή, εάν οι διαφορετικές δυνάμεις ακυρώνονται μεταξύ τους, το σώμα θα παραμείνει σε ισορροπία: ανάπαυση ή ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση. Εάν η προκύπτουσα δύναμη είναι μηδενική, το σώμα κερδίζει επιτάχυνση και αφήνει την κατάσταση ισορροπίας.
Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ενός σώματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η αδράνεια του και, επομένως, τόσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη να αφαιρεθεί το σώμα από την κατάσταση ανάπαυσης ή ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση.
Ένα απλό παράδειγμα για την κατανόηση του νόμου της αδράνειας είναι ένα κινούμενο λεωφορείο που φρενάρει ξαφνικά. Σε αυτό το σημείο, τα άτομα που στέκονται μέσα στο όχημα θα προβάλλονται προς τα εμπρός, καθώς το σώμα τους τείνει να συνεχίζει να κινείται.
Το αντίθετο συμβαίνει όταν ένα στατικό όχημα επιταχύνεται γρήγορα. Σε αυτήν την περίπτωση, τα άτομα μέσα στο όχημα ωθούνται προς τα πίσω, καθώς τείνουν να παραμένουν σε ηρεμία.
Μάθε περισσότερα για Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα και αδράνεια.
Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα: Θεμελιώδης αρχή της δυναμικής
Η αλλαγή κίνησης είναι ανάλογη με την αποτυπωμένη κινητήρια δύναμη και παράγεται στην ευθεία κατεύθυνση στην οποία εφαρμόζεται αυτή η δύναμη.
Κατά την εφαρμογή α μη μηδενική καθαρή δύναμη σε ένα σώμα, αυτό θα κερδίσει επιτάχυνση και θα βγει από κατάσταση ηρεμίας ή ομοιόμορφης ευθείας κίνησης (MRU).
Η επιτάχυνση που προκαλείται στο αντικείμενο είναι ανάλογη με τη δύναμη (f) που ασκείται σε αυτό. Αυτό σημαίνει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη, τόσο μεγαλύτερη είναι η κίνηση του σώματος. Η επιτάχυνση (a) και η μάζα (m), από την άλλη πλευρά, είναι αντιστρόφως ανάλογες, καθώς όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα, τόσο χαμηλότερη είναι η επιτάχυνση.
Αυτός ο νόμος περιγράφεται με την ακόλουθη έκφραση:
Η δύναμη και η επιτάχυνση απεικονίζονται με ένα βέλος, καθώς είναι ποσότητες διανύσματος, δηλαδή έχουν μέγεθος, κατεύθυνση και κατεύθυνση. Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, η προκύπτουσα δύναμη παράγει μια επιτάχυνση στο αντικείμενο με την ίδια κατεύθυνση και κατεύθυνση.
Η δύναμη μετριέται σε Newton (N), η οποία αντιπροσωπεύει την απαιτούμενη δύναμη για την παραγωγή 1m / s² επιτάχυνσης σε σώμα 1000 γραμμαρίων.
Ο νόμος αυτός ονομάζεται επίσης Αρχή της υπέρθεσης των δυνάμεων, επειδή η προκύπτουσα δύναμη υπολογίζεται από το διανυσματικό άθροισμα όλων των δυνάμεων που δρουν στο σώμα.
Μάθε περισσότερα για Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα.
Ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα: Νόμος δράσης και αντίδρασης
Σε κάθε δράση υπάρχει πάντα μια αντίθετη αντίδραση ίσης έντασης: οι αμοιβαίες ενέργειες δύο σωμάτων μεταξύ τους είναι πάντα ίσες και κατευθύνονται σε αντίθετες κατευθύνσεις.
Σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, κάθε φορά που μια δύναμη δρα πάνω σε ένα σώμα, αυτό το σώμα αντιδρά με την ίδια δύναμη και την ίδια κατεύθυνση, αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση. Αυτό σημαίνει ότι εάν εφαρμοστεί μια δύναμη από αριστερά προς τα δεξιά, η αντίδραση του σώματος θα είναι από δεξιά προς τα αριστερά.
Από αυτόν τον νόμο, γίνεται κατανοητό ότι για την εμφάνιση μιας δύναμης, είναι απαραίτητο αλληλεπίδραση μεταξύ δύο σωμάτων, δεν είναι δυνατόν η δράση και η αντίδραση να συμβούν στο ίδιο σώμα.
Ένα παράδειγμα του νόμου της δράσης και της αντίδρασης είναι ένα άτομο με πατίνια που σπρώχνει ένα πολύ βαρύ αντικείμενο. Σε αυτήν την περίπτωση, το άτομο θα προωθηθεί προς την αντίθετη κατεύθυνση και θα κινηθεί λόγω της μικρής δύναμης τριβής μεταξύ του εδάφους και των πατίνια.
Δείτε επίσης Ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα, δυναμική και δύναμη.
