Prawa Newtona są podstawowymi zasadami używanymi do analizy ruchu ciał. Razem stanowią podstawę mechaniki klasycznej.
Trzy prawa Newtona zostały po raz pierwszy opublikowane w 1687 r. przez Izaaka Newtona (1643-1727) w trzytomowym dziele "Matematyczne zasady filozofii naturalnej" (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica).
Isaac Newton był jednym z najważniejszych naukowców w historii, który wniósł ważny wkład, głównie w fizykę i matematykę.
Pierwsze prawo Newtona
TEN Pierwsze prawo Newtona jest również nazywany „Prawem bezwładności” lub „Zasadą bezwładności”. Bezwładność to tendencja ciał do pozostawania w spoczynku lub w jednostajnym ruchu prostym (MRU).
Tak więc, aby ciało opuściło stan spoczynku lub równomierny ruch prostoliniowy konieczne jest, aby na nią działała siła.
Dlatego jeśli suma wektorowa sił wynosi zero, spowoduje to równowagę cząstek. Z drugiej strony, jeśli istnieją siły wypadkowe, spowoduje to zmianę prędkości.
Im większa masa ciała, tym większa jego bezwładność, to znaczy większa jego skłonność do pozostawania w spoczynku lub w jednostajnym ruchu prostoliniowym.
Jako przykład weźmy autobus, w którym kierowca jadący z określoną prędkością napotyka psa i szybko hamuje pojazd.
W tej sytuacji pasażerowie mają tendencję do poruszania się, to znaczy są wyrzucani do przodu.
Drugie prawo Newtona
TEN Drugie prawo Newtona jest „Podstawową zasadą dynamiki”. W tym badaniu Newton odkrył, że wypadkowa siła (suma wektorowa wszystkich przyłożonych sił) jest wprost proporcjonalna do iloczynu przyspieszenia ciała i jego masy:
Gdzie:
: wynikające z sił działających na ciało
: masa ciała
: przyspieszenie
W systemie międzynarodowym (SI) jednostkami miary są: F (siła) jest wyrażona w Newtonach (N); m (masa) w kilogramach (kg) i a (uzyskane przyspieszenie) w metrach na sekundę do kwadratu (m/s²).
Należy podkreślić, że siła jest wektorem, czyli ma moduł, kierunek i sens.
W ten sposób, gdy na ciało działa kilka sił, sumują się one wektorowo. Wynikiem tej sumy wektorowej jest siła wypadkowa.
Strzałka nad literami we wzorze oznacza, że wielkości siły i przyspieszenia są wektorami. Kierunek i kierunek przyspieszenia będą takie same jak siła wypadkowa.
Trzecie prawo Newtona
TEN Trzecie prawo Newtona nazywa się to „prawem akcji i reakcji” lub „zasadą akcji i reakcji”, w której każdej sile działania odpowiada siła reakcji.
W ten sposób siły akcji i reakcji, które działają parami, nie równoważą się, ponieważ działają na różne ciała.
Pamiętając, że te siły mają tę samą intensywność, ten sam kierunek i przeciwne kierunki.
Jako przykład wyobraźmy sobie dwóch łyżwiarzy stojących naprzeciwko siebie. Jeśli jeden z nich popchnie drugiego, obaj ruszą w przeciwnych kierunkach.
Podsumowanie prawa Newtona
Na poniższej mapie myśli mamy główne pojęcia związane z trzema prawami Newtona.
Rozwiązane ćwiczenia
1) UERJ - 2018
W jednym eksperymencie bloki I i II o masach odpowiednio 10 kg i 6 kg są połączone idealnym drutem. Najpierw do bloku I przykładana jest siła o natężeniu F równym 64 N, wytwarzając napięcie T na drucie.TEN. Następnie do bloku II przyłożona jest siła o tej samej intensywności F, wytwarzająca trakcję Tb. Spójrz na schematy:
Pomijając tarcie między klockami a powierzchnią S, stosunek trakcji oznacza:
Sprawdź rozwiązanie tego problemu w poniższym filmie:
Alternatywa c:
2) UFRJ - 2002
Poniższy rysunek przedstawia system składający się z nierozciągliwych drutów i dwóch krążków, wszystkie o znikomej masie. Krążek A jest ruchomy, a krążek B jest nieruchomy. Oblicz wartość masy m1 aby układ pozostawał w stanie równowagi statycznej.
Ponieważ koło pasowe A jest ruchome, siła pociągowa równoważąca siłę ciężaru zostanie podzielona przez dwa. Tak więc siła ciągnąca na każdym drucie będzie o połowę mniejsza od siły ciężaru. Dlatego masa m1 powinna być równa połowie 2kg.
więc mi1 = 1 kg
3) UERJ - 2011
Wewnątrz samolotu poruszającego się poziomo względem ziemi ze stałą prędkością 1000 km/h pasażer upuszcza szklankę. Spójrz na poniższą ilustrację, na której zaznaczono cztery punkty na podłodze w przejściu samolotu oraz pozycję tego pasażera.
Szkło spadając uderza o podłogę samolotu w pobliżu punktu wskazanego przez następującą literę:
a) P
b) Q
c) R
d) S
Alternatywa c: R
Pamiętaj, aby dowiedzieć się więcej na ten temat z naszego tekstu ćwiczenia: Prawa Newtona - ćwiczenia
