Pierwsze prawo Newtona: co to jest, przykłady, ćwiczenia

TEN pierwszyprawowNiuton, znany również jako zasadadajebezwładność, stwierdza, że ​​całe ciało pozostaje w stanie spoczynku lub w ruchu prostym i jednostajnym, jeśli działające na nie siły znoszą się wzajemnie. Prawo bezwładności zostało wymyślone przez angielskiego fizyka Izaak Newton i został oparty na obserwacjach poczynionych przez Włocha Galileo Galilei. Wraz z podstawową zasadą dynamiki oraz prawem akcji i reakcji prawo bezwładności stanowi prawo bezwładności zbiór praw które leżą u podstaw teoretycznych Mechanika klasyczna.

Przeczytaj też: Siedem najczęstszych błędów popełnianych w nauce fizyki

Co to jest bezwładność?

TEN bezwładność jest nieodłączną właściwością materii, czyli wszystkich ciał, które mają pewną ilość makaron mają bezwładność. Miara ilościowa bezwładność ciała jest jego masą, którą można zmierzyć w kilogramy, na przykład. Bezwładność wskazuje na tendencję ciała do pozostawania w stanie ruchu, innymi słowy, ciało o dużej bezwładności jest silnie przeciwne zmianom prędkości.

Bezwładność jest właściwością ciała, która sprawia, że ​​przeciwstawia się każdemu agentowi, który próbuje: wpraw go w ruch lub, jeśli jest w ruchu, zmień jego wielkość lub kierunek prędkość. Ciało w ruchu porusza się nie z powodu swojej bezwładności, ale z powodu braku siły zdolnej do spowolnienia, zmiany kierunku lub przyspieszenia.

Bezwładność możemy wyczuć na przykład w poruszającym się pojeździe. Gdy pojazd przyspiesza, czujemy, jak nasze ciało jest dociskane do fotelika. Podobnie, gdy samochód jest gwałtownie hamowany, mamy tendencję do poruszania się ze stałą prędkością i po linii prostej. Aby więc dostrzec działanie bezwładności, musimy znaleźć się w jakimś przyspieszonym układzie odniesienia, tylko w ten sposób można dostrzec opozycję wobec zmiany stanu ruchu. Spójrz na poniższy rysunek:

W sytuacjach opisanych na ilustracji można zaobserwować działanie zasady bezwładności.

Teraz, używając bardziej technicznych terminów, mówimy, że jeśli siła wypadkowa działająca na ciało wynosi zero, to ciało może być w spocząć jak w ruchu jednostajnym prostoliniowym, jak pokazano na poniższym schemacie:

Jeśli wynikowa siła jest zerowa, prędkość ciała jest albo stała, albo zerowa.

Ponadto im większa bezwładność ciała, tym większa siła potrzebna do zmiany jego stanu ruchu. Bezwładność mierzy się ilością masy w ciele.

Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)

Obliczanie bezwładności

Według Drugie prawo Newtona, bezwładność ciała można obliczyć ze stosunku przyłożonej siły do przyśpieszenie które uzyskuje się poprzez zastosowanie tej siły.

Bezwładność mierzy stosunek przyłożonej siły do ​​uzyskanego przyspieszenia.

Powyższa lista pokazuje nam, że bezwładność ciała jest proporcjonalny à siła który jest na nim nałożony i odwrotnieproporcjonalny Twój przyśpieszenie, to znaczy im większa bezwładność ciała, tym większa siła potrzebna do wprawienia go w bieżący stan ruchu lub wyjścia z niego.

Popatrzrównież: Wskazówki dotyczące rozwiązywania ćwiczeń z prawa Newtona

Przykłady bezwładności

• Jeśli szybko zdejmiemy obrus ze stołu pełnego przedmiotów, to dzięki tendencji tych przedmiotów do utrzymywania stanu spoczynku można go zdjąć bez upuszczania. Dzieje się tak dlatego, że kiedy ściągamy ręcznik z dużą prędkością, siła tarcia między przedmiotami a ręcznikiem jest znikoma, dzięki zachowaniu dynamicznego współczynnika tarcia.
• Kiedy samochód ulega kolizji, pasażerowie pojazdu są „wyrzucani” do przodu, ponieważ mają tendencję do poruszania się po linii prostej. Jednym ze sposobów, aby temu zapobiec, jest przyłożenie siły, która stawia opór temu ruchowi, dlatego używanie pasów bezpieczeństwa jest obowiązkowe.
• Kiedy kręcimy się kilka razy, dostajemy zawrotów głowy, ponieważ płyn wewnątrz ucha wiruje z powodu swojej bezwładności.
• Siła g, używana w zastosowaniach lotniczych, jest w rzeczywistości bezwładnością odczuwaną przez pilotów samolotów podczas wykonywania ostrych zakrętów lub przy dużej prędkości.

Piloci myśliwców często muszą być szkoleni, aby wytrzymać własną bezwładność podczas lotu.

Ćwiczenia z pierwszego prawa Newtona

Pytanie 1) Zagłówki są obecnie obecne w większości pojazdów, ponieważ istnieje duży możliwość złamania karku przez pasażerów pojazdu w przypadku uderzenia w tył pojazdu. samochód. Fizyczna zasada zdolna do wyjaśnienia potrzeby zagłówków to (a):

a) Pierwsze prawo Newtona.

b) Drugie prawo Newtona.

c) prawo akcji i reakcji.

d) twierdzenie o pływalności.

e) równowaga sił.

Sprzężenie zwrotne: Litera a

Rozkład: Zagłówki są niezbędne ze względu na tendencję do pozostawania głów pasażerów w spoczynku, na przykład w przypadku uderzenia w tył pojazdu.

Pytanie 2) Większość pralek ma funkcję odśrodkową, służącą do częściowego suszenia ubrań. fizyczna zasada, która wyjaśnia PRAWIDŁOWO działanie procesu wirowania to (a):

a) siła odśrodkowa.

b) zasada bezwładności.

c) rotacja.

d) tłumaczenie.

e) moment obrotowy.

Sprzężenie zwrotne: Literka B

Rozkład: Podczas procesu wirowania ciecz zawarta w pralce jest wyrzucana dzięki swojej bezwładności, ponieważ utrzymać ruch obrotowy, siła dośrodkowa działa na ciecz w kierunku środka maszyny tak, że bezwładność cieczy przeciwstawia się temu siła.

Pytanie 3) W kreskówkach często można zobaczyć sceny, w których uwalniane jest duże kowadło, które niszczy podłogi kilku pięter, aż dotrze do ziemi. Choć przesadzone, zachowanie materii jest podobne do tego, co widzimy w kreskówkach. Fizyczne wyjaśnienie tego zachowania jest podane przez:

a) prawo bezwładności, które mówi, że poruszające się ciała mają tendencję do pozostawania w ruchu.

b) prawo akcji i reakcji, które mówi, że siła wywierana przez kowadło na podłoże jest równa sile wywieranej przez podłoże na kowadło.

c) prawo grawitacji, które wyjaśnia, że ​​kowadło opada tylko pod wpływem przyspieszenia grawitacyjnego.

d) prawo zachowania ilości energii, które mówi, że cała początkowa energia mechaniczna jest utrzymywana na stałym poziomie.

e) Prawo Coulomba, które mówi, że siła przyciągania elektrycznego jest odpowiedzialna za przyspieszenie kowadła w kierunku ziemi.

Szablon: litera A. Tym, co wyjaśnia nieustanny upadek kowadła, jest pierwsze prawo Newtona. Zgodnie z tym prawem, znanym również jako prawo bezwładności, masa kowadła sprawia, że ​​jego tendencja do poruszania się jest bardzo duża.

Rafael Hellerbrock
Nauczyciel fizyki

Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:

HELERBROCK, Rafael. „Pierwsze prawo Newtona”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-newton.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.