חמישה דברים שאתה צריך לדעת על חוקי ניוטון

בְּ חוקי ניוטון להסביר אינספור תופעות יומיומיות והם הבסיס לחקר מֵכָנִיקָה, ענף הפיזיקה שמוקדש לניתוח תנועות.

קיימות תצפיות חשובות לגבי חוקים אלה, שאם לא מבינים אותם היטב, עלולים להוביל לטעויות בפרשנותן של תופעות.

להלן חמישה דברים שעליך לדעת על חוקי ניוטון כדי שלא תעשה טעויות בפרשנות ופתרון תרגילים.

1. מסה ואינרציה

ה אִינֶרצִיָה, החוק הראשון של ניוטון, מייצג את הקושי שמטיל אובייקט לבוא לנוח, אם הוא נמצא בתנועה, או להיכנס לתנועה, אם הוא נייח. ניתן לקבוע חוק זה באופן הבא: הנטייה של אובייקט במנוחה או בתנועה ישר ישרה היא להישאר במצבו המקורי. ניתן לשנות את מצבו הראשוני של הגוף רק באמצעות הפעלת כוח חיצוני.

תצפית אחרת מתייחסת ל פסטה, שהוא המדד הכמותי של אינרציה: ככל שמסה של אובייקט גדולה יותר, כך גדל הקושי שמציב אותו במנוחה או בתנועה. ההיפך, במקרה זה, נכון, ולכן ככל שמסתו של אובייקט קטן יותר, כך יהיה פחות קשה לשנות את מצבו ההתחלתי.

2. משקל ונורמלי

ה משקל כוח הוא תוצאה של משיכת כוח משיכה הקיים בין כוכב לכת לאובייקט שעל פניו. כוח זה נקבע באמצעות תוצר המסה של האובייקט וערך האצת כוח הכבידה ותמיד יהיה אנכי עם כיוון כלפי מטה, לכיוון מרכז כדור הארץ.

כאשר אובייקט מופקד על משטח, כוח אנכי ומעלה, הנקרא כוח נורמלי, עולה על זה. המשטח מפעיל כוח זה על עצמים על מנת לתמוך בהם.

משקל ונורמלי מתייחסים בדרך כלל כזוג של פעולה ותגובהאך ניתוח מדוקדק של החוק השלישי של ניוטון מראה כי הדבר אינו נכון. ה חוק פעולה ותגובה הגדירו כי אלה כוחות, פעולה ותגובה, לפעול בגופים שונים. כאשר מטיחים קיר, למשל, הפעולה נעשית על ידי היד על הקיר, ואילו התגובה נעשית על ידי הקיר על היד, לכן, ישנם שני כוחות הפועלים על שני גופים מובחנים. כאשר הם פועלים על אותו גוף, משקל ונורמלי אינם מהווים זוג פעולה ותגובה.

אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)

3. גבולות חוקי ניוטון

לחוקים של ניוטון יש שתי מגבלות תחולה. אם מהירות האובייקטים הנבדקים קרובה למהירות האור או שווה, יש להחליף את חוקי ניוטון ב הצעות רלטיביסטיות פורט על ידי אלברט איינשטיין. מגבלת יישום נוספת מתייחסת למקרה בו ממדי האובייקטים המעורבים שווים לאלו של חלקיקים תת אטומיים. במצב זה, יש להחליף חוקים אלה בחוקי ה- מכניקה קוואנטית.

4. תוקף חוקי ניוטון

או התייחסות זה הגוף שממנו נעשות תצפיות על תנועה ומנוחה. חוקי ניוטון תקפים רק למסגרות שנמצאות במנוחה או בתנועה ישר ישר.מה שמכונה הפניות אינרציאליות). בהתייחסויות מואצות חוקים אלה מאבדים את תוקפם.

דמיין מטוס ברגע התאוצה להמראה. לקיחת המטוס, באותו הרגע, כהפניה, חוקי ניוטון לא יהיו תקפים, מכיוון שבמראה יש למטוס תאוצה.

תשומת הלב! כוכב הלכת שלנו נחשב להתייחסות אינרציאלית, גם אם הוא מבצע תנועות עם שינויים במהירות.

5. שכתוב החוק השני של ניוטון

בדרך כלל, העיקרון הבסיסי של הדינמיקה, או החוק השני של ניוטון, מיוצג על ידי ציון הכוח כתוצאה מתוצר המסה ותאוצה של האובייקט, אך במקור, אייזק ניוטון כתב שהכוח הוא תוצאה של וריאציה של כמות תנועה של האובייקט כפונקציה של זמן.

על פי ההגדרה של ניוטון, ניתן להגיע לצורה הידועה ביותר של החוק השני:

F_ר = ΔQ
t

ה כמות תנועה היא תוצאה של תוצר המסה של האובייקט ומהירותו, לפיכך, יש לנו:

F_ר = m.Δv
t

כמו תְאוּצָה מוגדר כיחס שבין המהירות המשתנה לבין ההשתנות בזמן, לכן ניתן לייצג את החוק השני באופן הבא:

F_ר = מ.א.

מאת ג'ואב סילאס
בוגר פיזיקה

האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:

ג'וניור, ג'ואב סילאס דה סילבה. "חמישה דברים שאתה צריך לדעת על חוקי ניוטון"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/cinco-coisas-que-voce-precisa-saber-sobre-as-leis-newton.htm. גישה אליו ב -27 ביוני 2021.