Newtoni kolmas seadus: mõiste, näited ja harjutused

Newtoni kolmas seadus, mida nimetatakse ka tegevuseks ja reaktsiooniks, seostab kahe keha vastastikmõju jõude.

Kui objekt A avaldab jõudu teisele objektile B, avaldab see teine ​​objekt B objektile A sama intensiivsuse, sama suuna ja vastassuuna jõudu.

Kuna jõud rakendatakse erinevatele kehadele, ei ole need tasakaalus.

Näited:

• Laskmisel laseb laskur tulereaktsioonide jõul kuulist eemale.
• Sõiduauto ja veoauto kokkupõrkel saavad mõlemad sama intensiivsusega ja vastupidises suunas mõjuvate jõudude toime. Siiski leidsime, et nende jõudude mõju sõidukite deformatsioonile on erinev. Tavaliselt on auto palju rohkem "purustatud" kui veok. See asjaolu ilmneb sõidukite struktuuri erinevuse ja mitte nende jõudude intensiivsuse erinevuse tõttu.
• Maa avaldab atraktiivset jõudu kõigile tema pinna lähedal asuvatele kehadele. Newtoni 3. seaduse kohaselt avaldavad kehad Maale ka atraktiivset jõudu. Massivahe tõttu leiame aga, et kehade kannatav nihe on palju märkimisväärsem kui Maa kannatav nihe.
• Kosmoselaevad kasutavad liikumiseks tegevuse ja reageerimise põhimõtet. Põlemisgaaside väljutamisel juhitakse neid nende gaaside väljapääsudest vastupidises suunas.

Laevad liiguvad põlemisgaase väljutades

Newtoni 3. seaduse rakendamine

Paljud dünaamika uurimise olukorrad näitavad kahe või enama keha vastastikmõjusid. Nende olukordade kirjeldamiseks rakendame tegevuse ja reageerimise seadust.

Toimides erinevates kehades, ei tühista nende interaktsioonidega seotud jõud üksteist.

Kuna jõud on vektorkogus, peame kõigepealt vektoriliselt analüüsima kõiki süsteemi moodustavale kehale mõjuvaid jõude, märkides toime- ja reaktsioonipaarid.

Pärast seda analüüsi lõime võrrandid iga kaasatud keha jaoks, rakendades Newtoni 2. seadust.

Näide:

Kaks plokki A ja B, massiga vastavalt 10 kg ja 5 kg, toetatakse täiesti siledale horisontaalsele pinnale, nagu on näidatud alloleval joonisel. Plokile A mõjub püsiv ja horisontaalne intensiivsusega 30N jõud. Tehke kindlaks:

a) süsteemi omandatud kiirendus
b) ploki A rakule B avaldatava jõu intensiivsus

Kõigepealt tuvastame igale plokile mõjuvad jõud. Selleks eraldasime plokid ja tuvastasime jõud, nagu on näidatud allpool toodud joonistel:

Olles:

f_AB: jõuplokk A avaldab plokki B
f_BA: jõuplokk B avaldab plokki A
N: normaalne jõud, see tähendab kontakti jõud ploki ja pinna vahel
P: tugevuskaal

Plokid ei liigu vertikaalselt, seega on selles suunas olev netojõud võrdne nulliga. Seetõttu tühistavad normaalkaal ja tugevus üksteist.

Horisontaalselt näitavad plokid liikumist. Nii et rakendame Newtoni 2. seadust (F_R = m. a) ja kirjutage iga ploki võrrandid:

Blokk A:

F - f_BA = m_THE. The

Blokk B:

f_AB = m_B. The

Need kaks võrrandit kokku pannes leiame süsteemi võrrandi:

F - f_BA+ f_AB= (m_THE. a) + (m_B. )

Kuna intensiivsus f_AB võrdub f intensiivsusega_BA, kuna üks on reaktsioon teisele, võime võrrandit lihtsustada:

F = (m_THE + m_B). The

Antud väärtuste asendamine:

30 = (10 + 5). The

Nüüd saame leida jõu väärtuse, mida plokk A avaldab plokile B Kasutades ploki B võrrandit, on meil:

f_AB = m_B. The
f_AB = 5. 2 = 10 N

Newtoni kolm seadust

füüsik ja matemaatik Isaac Newton (1643-1727) sõnastas mehaanika põhiseadused, kus kirjeldab liikumisi ja nende põhjuseid. Kolm seadust avaldati 1687. aastal töös "Loodusfilosoofia matemaatilised põhimõtted".

3. seadus koos kahe teise seadusega (1. ja 2. seadus) moodustavad klassikalise mehaanika alused.

Newtoni esimene seadus

THE Newtoni esimene seadus, mida nimetatakse ka inertsiseaduseks, on öeldud, et "puhkeasendis olev keha jääb puhkama ja liikuv keha jääb liikuma, kui seda ei mõjuta väline jõud".

Kokkuvõtlikult toob Newtoni esimene seadus välja, et keha puhkeseisundi või liikumisseisundi muutmiseks on vaja jõudu.

Loe ka Galileo Galilei.

Newtoni teine ​​seadus

THE Newtoni teine ​​seadus teeb kindlaks, et keha omandatud kiirendus on otseselt proportsionaalne talle mõjuvate jõudude tulemiga.

Seda väljendab matemaatiliselt:

Lisateabe saamiseks lugege ka järgmist:

• Newtoni seadused
• Gravitatsioon
• Füüsika valemid

Lahendatud harjutused

1) UFRJ-1999

Joonisel näidatud plokk 1 4 kg ja plokk 2 1 kg on kõrvutatud ja toetatud tasasele horisontaalsele pinnale. Neid kiirendatakse jõuga horisontaalne, mooduliga võrdne 10 N, rakendatakse plokile 1 ja need hakkavad pinnal libisema tühise hõõrdumisega.

a) Määrake jõu suund ja suund F₁₂ 2. ploki 1 abil ja arvutage selle moodul.
b) Määrake jõu suund ja suund F₂₁ 1. ploki 2 abil ja arvutage selle moodul.

Vt vastus

a) Horisontaalne suund vasakult paremale, moodul f₁₂ = 2 N
b) Horisontaalne suund paremalt vasakule, moodul f₂₁ = 2 N

2) UFMS-2003

Kaks plokki A ja B asetatakse lamedale, horisontaalsele ja hõõrdeta lauale, nagu allpool näidatud. Tugevuse F horisontaalset jõudu rakendatakse ühele plokkidest kahes olukorras (I ja II). Kuna A mass on suurem kui B mass, on õige öelda, et:

a) ploki A kiirendus on väiksem kui B olukorras I.
b) plokkide kiirendus on II olukorras suurem.
c) plokkide vaheline kontaktjõud on I olukorras suurem.
d) plokkide kiirendus on mõlemas olukorras sama.
e) plokkide vaheline kontaktjõud on mõlemas olukorras sama.

Vt vastus

Alternatiiv d: plokkide kiirendus on mõlemas olukorras sama.