Newtonove zákony: Pochopte Newtonov 1., 2. a 3. zákon (s cvičením)

Newtonove zákony sú základné princípy používané na analýzu pohybu telies. Spolu tvoria základ klasickej mechaniky.

Newtonove tri zákony prvýkrát publikoval v roku 1687 Isaac Newton (1643-1727) v trojzväzkovej práci “Matematické princípy prírodnej filozofie" (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica).

Isaac Newton bol jedným z najdôležitejších vedcov v histórii a významne prispel predovšetkým do fyziky a matematiky.

Newtonov prvý zákon

THE Newtonov prvý zákon nazýva sa tiež „zákonom zotrvačnosti“ alebo „princípom zotrvačnosti“. Zotrvačnosť je tendencia telies zostať v pokoji alebo v rovnomernom priamom pohybe (MRU).

Takže, aby telo opustilo svoj kľudový stav resp rovnomerný priamočiary pohyb je potrebné, aby na to pôsobila sila.

Ak je teda vektorový súčet síl nulový, bude to mať za následok rovnováhu častíc. Na druhej strane, ak budú existovať výsledné sily, vyvolá zmeny v rýchlosti.

Čím väčšia je hmotnosť tela, tým väčšia je jeho zotrvačnosť, to znamená, že má väčšiu tendenciu zostať v pokoji alebo v rovnomernom priamočiarom pohybe.

Ako príklad si predstavme autobus, v ktorom vodič, ktorý je v určitej rýchlosti, narazí na psa a rýchlo zabrzdí vozidlo.

V tejto situácii majú cestujúci tendenciu neustále sa pohybovať, to znamená, že sú odhodení vpred.

Keď kôň náhle zotrvačnosťou zastavil, jazdca odhodilo

Newtonov druhý zákon

THE Newtonov druhý zákon je „Základný princíp dynamiky“. V tejto štúdii Newton zistil, že výsledná sila (vektorový súčet všetkých použitých síl) je priamo úmerná súčinu zrýchlenia telesa a jeho hmotnosti:

Kde:

: vyplývajúce zo síl pôsobiacich na telo
: telesná hmotnosť
: zrýchlenie

V medzinárodnom systéme (SI) sú jednotky merania: F (sila) je uvedená v Newtonoch (N); m (hmotnosť) v kilogramoch (kg) a a (získané zrýchlenie) v metroch za sekundu na druhú (m / s²).

Je dôležité zdôrazniť, že sila je vektor, to znamená, že má modul, smer a zmysel.

Týmto spôsobom, keď na telo pôsobí niekoľko síl, sčítajú sa vektorovo. Výsledkom tohto vektorového súčtu je čistá sila.

Šípka nad písmenami vo vzorci predstavuje, že veličiny sily a zrýchlenia sú vektory. Smer a smer zrýchlenia budú rovnaké ako čistá sila.

Newtonov tretí zákon

THE Newtonov tretí zákon nazýva sa to „Zákon akcie a reakcie“ alebo „Princíp akcie a reakcie“, v ktorom je každá sila pôsobenia spojená s silou reakcie.

Týmto spôsobom sa akčné a reakčné sily, ktoré pôsobia vo dvojiciach, nevyvážia, pretože sa pôsobia na rôzne telesá.

Pamätajte, že tieto sily majú rovnakú intenzitu, rovnaký smer a opačné smery.

Ako príklad si predstavme dvoch korčuliarov stojacich oproti sebe. Ak jeden z nich na druhého zatlačí, obaja sa pohnú opačným smerom.

Reakcia na výstup plynov vedie k pohybu rakety

Zhrnutie Newtonovho zákona

Na myšlienkovej mape nižšie máme hlavné pojmy zahrnuté v troch Newtonových zákonoch.

Vyriešené cvičenia

1) UERJ - 2018

V jednom experimente sú bloky I a II s hmotnosťou rovnajúcou sa 10 kg, respektíve 6 kg, prepojené ideálnym drôtom. Najskôr sa na blok I aplikuje sila intenzity F rovná sa 64 N, ktorá na drôte vytvorí napätie T._THE. Potom sa na blok II aplikuje sila rovnakej intenzity F, ktorá spôsobí ťah T_B. Pozrite sa na schémy:

Bez ohľadu na trenie medzi blokmi a povrchom S, pomer medzi trakciami znamenať:

Skontrolujte riešenie tohto problému vo videu nižšie:

leidenewtonuerj1

Pozri odpoveď

Alternatíva c:

2) UFRJ - 2002

Na nasledujúcom obrázku je znázornený systém pozostávajúci z neroztiahnuteľných drôtov a dvoch kladiek, všetko so zanedbateľnou hmotnosťou. Kladka A je pohyblivá a kladka B je pevná. Vypočítajte hodnotu hmotnosti m₁ aby systém zostal v statickej rovnováhe.

Pozri odpoveď

Pretože je kladka A pohyblivá, ťažná sila, ktorá vyrovnáva váhovú silu, sa vydelí dvoma. Ťahová sila na každý drôt bude teda polovičná ako váhová sila. Preto sa hmotnosť m₁ by sa mala rovnať polovici 2 kg.
takže m₁ = 1 kg

3) UERJ - 2011

Vo vnútri lietadla, ktoré sa pohybuje vodorovne vzhľadom na zem, s konštantnou rýchlosťou 1 000 km / h, spolujazdec odhodí pohár. Pozrite sa na obrázok nižšie, na ktorom sú vyznačené štyri body na podlahe uličky lietadla a poloha tohto cestujúceho.

Sklo pri páde dopadne na podlahu lietadla v blízkosti bodu označeného týmto písmenom:

a) str
b) Q
c) R
d) S

Pozri odpoveď

Alternatíva c: R

Určite sa o tejto téme dozviete viac pomocou nášho cvičebného textu: Newtonove zákony - cvičenia