החוקים של ניוטון הם קבוצה של שלושה חוקים שמסבירים את דינמיקה של תנועת גופים, יחד הם מהווים את הבסיסים של מכניקה קלאסית. הם נוצרו על ידי אייזק ניוטון ופורסמו בשנת 1687, בספרו "עקרונות מתמטיים של הפילוסופיה הטבעית".
חוקים אלה מסבירים את הגורמים המשנים את מצב התנועה של הגוף. גוף יכול להיות באיזון או שהוא יכול לנוע עם תאוצה כלשהי.
ישנם שני מצבי שיווי משקל: סטטי ודינמי. כאשר גוף נמצא בשיווי משקל סטטי, הוא נמצא במנוחה. כאשר הוא נמצא בשיווי משקל דינמי, הוא נע בקו ישר במהירות קבועה - תנועה ישרה אחידה (MRU).
כדי לצאת ממצב שיווי המשקל, יש צורך שכוח יפעל על הגוף ושהוא יזכה להאצה. אנו יכולים להבין כוח כאינטראקציה בין שני גופים.
החוק הראשון של ניוטון: חוק האינרציה
כל גוף נשאר במצב מנוחה או בתנועה אחידה בקו ישר, אלא אם כן הוא נאלץ לשנות את המצב בכוחות המופעלים עליו.
חוק האינרציה מסביר כי א הגוף נוטה לשמור על עצמו באיזוןאלא אם כן מוחל עליו כוח נטו שאינו אפס. הכוח המתקבל הוא סכום הווקטור של כל הכוחות הפועלים על גוף.
אם סכום הכוחות הללו הוא אפס, כלומר אם הכוחות השונים מבטלים זה את זה, הגוף יישאר בשיווי משקל: מנוחה או תנועה ישר ישר. אם הכוח שנוצר אינו אפס, הגוף צובר תאוצה ועוזב את מצב שיווי המשקל.
על פי חוק זה, ככל שמסתו של גוף גדול יותר, כך האינרציה שלו גדולה יותר ולכן, כוחו להוציא את הגוף ממצב מנוחה או תנועה ישר ישר.
דוגמה פשוטה להבנת חוק האינרציה היא אוטובוס נע שפתאום נבלם. בשלב זה, אנשים העומדים בתוך הרכב יוקרנו קדימה, מכיוון שגופם נוטה להמשיך לנוע.
ההפך קורה כאשר רכב נייח מואץ במהירות. במקרה זה, אנשים בתוך הרכב נדחקים לאחור, מכיוון שהם נוטים להישאר במנוחה.
למידע נוסף על החוק הראשון של ניוטון ו אִינֶרצִיָה.
החוק השני של ניוטון: עקרון הדינמיקה הבסיסי
השינוי בתנועה פרופורציונאלי לכוח המניע המוטבע, והוא מיוצר בכיוון הקו הישיר בו מופעל הכוח הזה.
בעת החלת א כוח נטו שאינו אפס על גוף, זה ינצח תְאוּצָה ויצא ממנוחה או ממצב ישר אחיד (MRU).
התאוצה הנגרמת על האובייקט פרופורציונאלית לכוח (f) המופעל עליו. המשמעות היא שככל שהכוח גדול יותר, כך תנועת הגוף גדולה יותר. לעומת זאת, התאוצה (a) והמסה (m) פרופורציונליות הפוכות, ככל שככל שהמסה גדולה יותר כך התאוצה נמוכה יותר.
חוק זה מתואר בביטוי הבא:
כוח ותאוצה מיוצגים עם חץ, מכיוון שהם כמויות וקטוריות, כלומר יש להם גודל, כיוון וכיוון. על פי חוק זה, הכוח המתקבל מייצר האצה באובייקט באותו כיוון וכיוון.
הכוח נמדד בניוטון (N), המייצג את הכוח הנדרש לייצור תאוצה 1m / s² בגוף של 1000 גרם.
החוק הזה נקרא גם עקרון סופרפוזיציה של כוחותמכיוון שהכוח המתקבל מחושב על ידי סכום הווקטור של כל הכוחות הפועלים על הגוף.
למידע נוסף על החוק השני של ניוטון.
החוק השלישי של ניוטון: חוק פעולה ותגובה
לכל פעולה תמיד יש תגובה הפוכה בעוצמה שווה: הפעולות ההדדיות של שני גופים זה על זה תמיד שוות ומכוונות לכיוונים מנוגדים.
על פי החוק השלישי של ניוטון, בכל פעם שכוח פועל על גוף, אותו גוף מגיב באותו כוח ובאותו כיוון, אך בכיוון ההפוך. משמעות הדבר היא שאם מופעל כוח משמאל לימין, תגובת הגוף תהיה מימין לשמאל.
מחוק זה, מובן כי לשם הופעתו של כוח, יש צורך בכך אינטראקציה בין שני גופים, לא ייתכן שהפעולה והתגובה יתרחשו באותו גוף.
דוגמה לחוק הפעולה והתגובה היא אדם על גלגיליות שדוחף חפץ כבד מאוד. במקרה זה, האדם יונע בכיוון ההפוך והוא ינוע בגלל כוח החיכוך הקטן שבין הקרקע לגלגיליות.
ראה גם החוק השלישי של ניוטון, דִינָמִיקָה ו כוח.
