ნიუტონის მესამე კანონი: ცნება, მაგალითები და სავარჯიშოები

ნიუტონის მესამე კანონი, რომელსაც ასევე უწოდებენ მოქმედებასა და რეაქციას, ეხება ორ სხეულს შორის ურთიერთქმედების ძალებს.

როდესაც A ობიექტი ახდენს ძალას სხვა ობიექტზე B, ეს სხვა ობიექტი B ახდენს იგივე ინტენსივობის, იგივე მიმართულების და საპირისპირო მიმართულების ძალას A ობიექტზე.

რადგან ძალები სხვადასხვა სხეულებზეა მიმართული, ისინი არ ბალანსდებიან.

მაგალითები:

• გასროლისას, მსროლელი ცეცხლსასროლი იარაღით შორდება ტყვიას.
• მანქანასა და სატვირთო მანქანას შორის შეჯახებისას, ორივე მიიღებს იგივე ინტენსივობის და საპირისპირო მიმართულების ძალების მოქმედებას. ამასთან, აღმოვაჩინეთ, რომ ამ ძალების მოქმედება მანქანების დეფორმაციაში განსხვავებულია. როგორც წესი, მანქანა გაცილებით უფრო "გაანადგურა", ვიდრე სატვირთო მანქანა. ეს ფაქტი ხდება მანქანების სტრუქტურაში განსხვავების გამო და არა ამ ძალების ინტენსივობის სხვაობის გამო.
• დედამიწა ყველა ზედაპირზე ახდენს მიმზიდველ ძალას მის ზედაპირთან. ნიუტონის მე -3 კანონის თანახმად, სხეულები ასევე ახდენენ მიმზიდველ ძალას დედამიწაზე. ამასთან, მასის სხვაობის გამო, ვხვდებით, რომ სხეულების მიერ გადატანილი გადაადგილება ბევრად უფრო მნიშვნელოვანია, ვიდრე დედამიწის მიერ.
• კოსმოსური ხომალდები იყენებენ მოქმედების და რეაქციის პრინციპს გადასაადგილებლად. წვის გაზების გამოდევნისას ისინი ამ გაზების გამოსასვლელის საწინააღმდეგო მიმართულებით იმოძრავებენ.

გემები მოძრაობენ წვის გაზების გამოდევნით

ნიუტონის მე -3 კანონის გამოყენება

დინამიკის შესწავლის მრავალი სიტუაცია წარმოადგენს ურთიერთქმედებას ორ ან მეტ სხეულს შორის. ამ სიტუაციების აღსაწერად ჩვენ ვიყენებთ მოქმედების და რეაგირების კანონს.

სხვადასხვა სხეულში მოქმედებით, ამ ურთიერთქმედებებში მონაწილე ძალები ერთმანეთს არ აუქმებენ.

ვინაიდან ძალა ვექტორული სიდიდეა, ჩვენ ჯერ ვექტორულად უნდა გავაანალიზოთ ყველა სხეულზე მოქმედი ძალა, რომელიც ქმნის სისტემას, მოქმედების და რეაქციის წყვილების აღნიშვნით.

ამ ანალიზის შემდეგ, ჩვენ ჩამოვაყალიბეთ განტოლებები თითოეული მონაწილე ორგანოსთვის, ნიუტონის მე -2 კანონის გამოყენებით.

მაგალითი:

ორი ბლოკი A და B, მასები, შესაბამისად, ტოლი 10 კგ და 5 კგ, ეყრდნობა შესანიშნავად გლუვ ჰორიზონტალურ ზედაპირს, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ სურათზე. 30N ინტენსივობის მუდმივი და ჰორიზონტალური ძალა მოქმედებს A ბლოკში. Დადგინდეს:

ა) სისტემის მიერ შეძენილი აჩქარება
ბ) ძალის ინტენსივობა, რომელიც ახდენს ბლოკის A ბლოკს B

პირველ რიგში, მოდით დავადგინოთ თითოეული ბლოკის მოქმედი ძალები. ამისათვის ჩვენ გამოვყოთ ბლოკები და გამოვყოთ ძალები, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურებში:

ყოფნა:

ვ_AB: ძალების ბლოკი ახდენს გავლენას B ბლოკზე
ვ_BA: ძალების B ბლოკი ახდენს A ბლოკს
N: ნორმალური ძალა, ანუ კონტაქტური ძალა ბლოკსა და ზედაპირს შორის
P: ძალა წონა

ბლოკები ვერტიკალურად ვერ მოძრაობენ, ამიტომ ამ მიმართულებით წმინდა ძალა ნულის ტოლია. ამიტომ, ნორმალური წონა და ძალა ერთმანეთს აუქმებს.

ჰორიზონტალზე ბლოკები მოძრაობას აჩვენებენ. მოდით გამოვიყენოთ ნიუტონის მე -2 კანონი (F_რ = მ ა) და დაწერეთ განტოლებები თითოეული ბლოკისთვის:

ბლოკი A:

F - ვ_BA = მ.

ბლოკი B:

ვ_AB = მ_ბ.

ამ ორი განტოლების აწყობით ვხვდებით სისტემის განტოლებას:

F - ვ_BA+ ვ_AB= (მ. ა) + (მ_ბ. )

როგორც ვ_AB უდრის f ინტენსივობას_BA, რადგან ერთი რეაქციაა მეორზე, ჩვენ შეგვიძლია გავამარტივოთ განტოლება:

F = (მ + მ_ბ).

მოცემული მნიშვნელობების ჩანაცვლება:

30 = (10 + 5).

ახლა ჩვენ შეგვიძლია ვიპოვოთ იმ ძალის მნიშვნელობა, რომელიც A ბლოკს ახდენს B ბლოკზე. ბლოკის B განტოლების გამოყენებით, ჩვენ გვაქვს:

ვ_AB = მ_ბ.
ვ_AB = 5. 2 = 10 ნ

ნიუტონის სამი კანონი

ფიზიკოსი და მათემატიკოსი ისააკ ნიუტონი (1643-1727) ჩამოაყალიბა მექანიკის ძირითადი კანონები, სადაც იგი აღწერს მოძრაობებს და მათ მიზეზებს. სამი კანონი გამოქვეყნდა 1687 წელს, ნაშრომში "ბუნებრივი ფილოსოფიის მათემატიკური პრინციპები".

მე -3 კანონი, ორ სხვა კანთან ერთად (პირველი კანონი და მეორე კანონი) ქმნის კლასიკური მექანიკის საფუძვლებს.

ნიუტონის პირველი კანონი

ნიუტონის პირველი კანონი, ასევე მოუწოდა ინერციის კანონს, ნათქვამია, რომ "მოსვენებული სხეული დარჩება მოსვენებული და მოძრავი სხეული დარჩება მოძრაობაში, თუ მასზე გავლენა არ ექნება გარე ძალას".

დასკვნის სახით, ნიუტონის პირველი კანონი მიუთითებს, რომ იგი ძალის მოქმედებას იღებს სხეულის მოსვენების ან მოძრაობის მდგომარეობის შესაცვლელად.

ასევე წაიკითხეთ ამის შესახებ გალილეო გალილეი.

ნიუტონის მეორე კანონი

ნიუტონის მე -2 კანონი ადგენს, რომ სხეულის მიერ შეძენილი აჩქარება პირდაპირპროპორციულია მასზე მოქმედი ძალების შედეგთან.

იგი გამოხატულია მათემატიკურად:

მეტი რომ შეიტყოთ, წაიკითხეთ აგრეთვე:

• ნიუტონის კანონები
• სიმძიმე
• ფიზიკის ფორმულები

გადაჭრილი სავარჯიშოები

1) UFRJ-1999

1 კგ, 4 კგ და ბლოკი 2, 1 კგ., ნაჩვენებია ნახატზე, ერთმანეთთან დალაგებულია და მხარს უჭერს ბრტყელ, ჰორიზონტალურ ზედაპირს. ისინი ძალით აჩქარდებიან ჰორიზონტალური, 10 N– ის ტოლი მოდულით, რომელიც გამოიყენება 1 ბლოკზე და ისინი ზედაპირზე სრიალებენ უმნიშვნელო ხახუნით.

ა) განსაზღვრეთ F ძალის მიმართულება და მიმართულება₁₂ ვარჯიშობენ ბლოკის 1 ბლოკზე 2 ბლოკზე და გამოითვალეთ მისი მოდული.
ბ) განსაზღვრეთ F ძალის მიმართულება და მიმართულება₂₁ 2 ბლოკის მიერ განხორციელებული 1 ბლოკზე და გამოთვალეთ მისი მოდული.

იხილეთ პასუხი

ა) ჰორიზონტალური მიმართულება, მარცხნიდან მარჯვნივ, მოდული f₁₂ = 2 ნ
ბ) ჰორიზონტალური მიმართულება, მარჯვნივ მარცხნივ მიმართულებით, მოდული f₂₁ = 2 ნ

2) UFMS-2003

A და B ორი ბლოკი მოთავსებულია ბრტყელ, ჰორიზონტალურ და ხახუნის გარეშე მაგიდაზე, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ. F ინტენსივობის ჰორიზონტალური ძალა ერთ სიტუაციაში გამოიყენება ორ სიტუაციაში (I და II). ვინაიდან A მასა მეტია ვიდრე B, სწორია იმის თქმა, რომ:

ა) A ბლოკის აჩქარება უფრო მცირეა, ვიდრე B სიტუაციაში I სიტუაციაში.
ბ) ბლოკების დაჩქარება უფრო მეტია II სიტუაციაში.
გ) ბლოკებს შორის კონტაქტური ძალა მეტია I სიტუაციაში.
დ) ბლოკების დაჩქარება ერთნაირია ორივე სიტუაციაში.
ე) ბლოკებს შორის კონტაქტური ძალა ერთნაირია ორივე სიტუაციაში.

იხილეთ პასუხი

ალტერნატივა დ: ბლოკების დაჩქარება ერთნაირია ორივე სიტუაციაში.