ה ראשוןחוֹקבניוטון, מוכר גם בשם עִקָרוֹןנותןאִינֶרצִיָה, קובע כי כל הגוף נשאר במצב מנוחה או בתנועה ישרה ואחידה אם הכוחות הפועלים עליו מבטלים זה את זה. את חוק האינרציה הגה הפיזיקאי האנגלי אייזק ניוטון והתבסס על התצפיות שערך האיטלקי גלילאו גליליי. לצד עקרון היסוד של הדינמיקה וחוק הפעולה והתגובה, חוק האינרציה מהווה את מערכת חוקים העומד בבסיס הבסיס התיאורטי של מכניקה קלאסית.
קרא גם: שבע הטעויות הנפוצות ביותר שנעשו בחקר הפיזיקה
מהי אינרציה?
ה אִינֶרצִיָה הוא רכוש מובנה של חומר, כלומר כל הגופים שיש להם כמות כלשהי של פסטה יש להם אינרציה. המדד הכמותי של אִינֶרצִיָה של גוף הוא המסה שלו, שניתן למדוד ב קילוגרמים, לדוגמה. אינרציה מעידה על נטייתו של גוף להישאר במצב תנועתו, במילים אחרות, גוף עם הרבה אינרציה מתנגד בתוקף לשינויים במהירותו.
אינרציה היא הקניין של גוף שגורם לו להתנגד לכל סוכן שמנסה להניע אותו או, אם הוא בתנועה, לשנות את הגודל או את כיוון הכיוון שלו מְהִירוּת. גוף נע ממשיך לנוע לא בגלל האינרציה שלו, אלא בגלל היעדר כוח המסוגל להאט אותו, לשנות את כיוונו או להאיץ אותו. |
אנו יכולים לחוש את האינרציה כשאנחנו בתוך רכב נע, למשל. כאשר הרכב מואץ, אנו חשים כי גופנו נלחץ למושב הרכב. כמו כן, כאשר המכונית נבלמת בחדות, אנו נוטים להמשיך לנוע במהירות קבועה ובקו ישר. לכן, על מנת לתפוס את פעולת האינרציה, עלינו להיות במסגרת התייחסות מואצת כלשהי, רק באופן זה ניתן לתפוס את ההתנגדות לשינוי במצב התנועה. עיין באיור למטה:
כעת, תוך שימוש במונחים טכניים נוספים, אנו אומרים שאם הכוח נטו על גוף הוא ריק, הגוף הזה יכול להיות בפנים לנוח כמו בתנועה ישר ישר, כפי שמוצג בתרשים הבא:
כמו כן, ככל שאינרציית הגוף גדולה יותר, כך הכוח הדרוש לשינוי מצב התנועה שלו גדול יותר. האינרציה נמדדת בכמות המסה בגוף.
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
חישוב האינרציה
על פי החוק השני של ניוטון, ניתן לחשב את האינרציה של גוף על ידי היחס בין הכוח המופעל ל- תְאוּצָה שמתקבל באמצעות הפעלת אותו כוח.
הרשימה לעיל מראה לנו כי אִינֶרצִיָה של גוף הוא יַחֲסִי à כוח אשר מוחל עליו ו בְּיַחַס הָפוּךיַחֲסִי שלך תְאוּצָהכלומר, ככל שהאינרציה של גוף גדולה יותר, כך הכוח הנדרש להכניס אותו למצב התנועה הנוכחי או מחוץ לו.
תראהגַם: טיפים לפתרון תרגילי החוק של ניוטון
דוגמאות לאינרציה
- אם אנו שולפים במהירות מפה משולחן מלא חפצים, ניתן להסיר אותה מבלי להפיל אף אחד מהם בזכות הנטייה של חפצים אלה לשמור על מצב מנוחה. הסיבה לכך היא שכאשר אנו מושכים את המגבת במהירות גבוהה, כוח החיכוך בין החפצים למגבת הוא זניח, הודות להתנהגות מקדם החיכוך הדינמי.
- כאשר מכונית מתנגשת, נוסעי הרכב "נזרקים" קדימה כשהם נוטים להמשיך לנוע בקו ישר. אחת הדרכים למנוע את זה קורה היא הפעלת כוח המתנגד לתנועה זו, ולכן השימוש בחגורות בטיחות הוא חובה.
- כשאנחנו מסתובבים מספר פעמים, אנחנו מסחררים מכיוון שהנוזל בתוך האוזן ממשיך להסתובב בגלל האינרציה שלו.
- כוח ה- g, המשמש ביישומים אווירונאוטיים, הוא למעשה האינרציה שחשים טייסי המטוס בעת סיבובים חדים או במהירות גבוהה.
תרגילים על החוק הראשון של ניוטון
שאלה 1) משענות ראש קיימות ברוב הרכבים כיום, מכיוון שיש גדול אפשרות שנוסעי הרכב ישברו את צווארם במקרה של התנגשות עורפית. אוטו. העיקרון הפיזי המסוגל להסביר את הצורך במשענות ראש הוא (א):
א) החוק הראשון של ניוטון.
החוק השני של ניוטון.
ג) חוק פעולה ותגובה.
ד) משפט ציפה.
ה) איזון כוחות.
מָשׁוֹב: מכתב
פתרון הבעיה: משענות ראש נחוצות עקב נטייתם של ראשי הדיירים להישאר במנוחה בעת התנגשות עורפית, למשל.
שאלה 2) לרוב מכונות הכביסה פונקציה צנטריפוגלית המשמשת לייבוש בגדים חלקית. העיקרון הפיזי שמסביר נכונה פעולת תהליך הצנטריפוגה היא (א):
א) כוח צנטריפוגלי.
ב) עקרון האינרציה.
ג) סיבוב.
ד) תרגום.
ה) מומנט.
מָשׁוֹב: אות ב '
פתרון הבעיה: במהלך תהליך הצנטריפוגה, הנוזל הכלול בתוך מכונות הכביסה נפלט בזכות האינרציה שלו מאז לשמור על תנועת הסיבוב שלו, כוח צנטריפטאלי פועל על הנוזל לכיוון מרכז המכונה, כך שאינרציית הנוזל מתנגדת לכך כוח.
שאלה 3) בסרטים מצוירים מקובל לראות סצנות בהן משתחרר סדן גדול, הורס רצפות של כמה קומות עד שהוא מגיע לקרקע. למרות שמוגזם, התנהגות העניין דומה למה שאנחנו רואים בסרטים מצוירים. ההסבר הפיזי להתנהגות זו ניתן על ידי:
א) חוק האינרציה, הקובע כי גופים נעים נוטים להישאר בתנועה.
ב) חוק פעולה ותגובה, הקובע כי הכוח שמפעיל הסדן על הקרקע שווה לכוח שהקרקע מפעילה על הסדן.
ג) חוק הכבידה, שמסביר שהסדן נופל רק עקב פעולת האצת הכבידה.
חוק החוק של שימור כמות האנרגיה, הקובע כי כל האנרגיה המכנית הראשונית נשמרת קבועה.
ה) חוק קולומב, הקובע כי כוח המשיכה החשמלי אחראי להאצת הסדן לכיוון הקרקע.
תבנית: אות א '. מה שמסביר את נפילתו הבלתי פוסקת של הסדן הוא החוק הראשון של ניוטון. על פי חוק זה, הידוע גם כחוק האינרציה, מסת הסדן מגדילה את נטייתו להמשיך מאוד לנוע.
מאת רפאל הלרברוק
מורה לפיזיקה
האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:
הלרברוק, רפאל. "החוק הראשון של ניוטון"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-newton.htm. גישה אליו ב -27 ביוני 2021.
