กฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน: แนวคิดและตัวอย่าง

ตามกฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน หรือที่เรียกว่า กฎความเฉื่อยร่างกายมักจะนิ่งหรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่หากไม่มีแรงกระทำ

นี่เป็นกฎข้อแรกในกฎสามข้อของ ไอแซกนิวตัน เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของร่างกายซึ่งถูกตีพิมพ์ในปี 1687 ในหนังสือของเขา หลักการทางคณิตศาสตร์ของปรัชญาธรรมชาติ

นิวตันอธิบายกฎความเฉื่อยโดยอ้างอิงจากการศึกษาที่ดำเนินการโดย กาลิเลโอ กาลิเลอีซึ่งพบว่ามีแนวโน้มที่วัตถุจะอยู่นิ่งหรือที่ความเร็วคงที่จากการสังเกตวงโคจรของดาวเคราะห์

ดูคำแถลงของกฎหมายนี้:

ทุกร่างยังคงอยู่ในสถานะพักหรือเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง เว้นแต่จะถูกบังคับให้เปลี่ยนสถานะนั้นด้วยแรงที่ใช้กับร่างกาย

กฎความเฉื่อย

กฎความเฉื่อยของไอแซก นิวตันระบุว่าร่างกายยังคงนิ่งหรือเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอหากไม่มีแรงภายนอกกระทำต่อวัตถุ

กฎข้อนี้จึงพิจารณาสองสถานการณ์: ร่างกายอยู่นิ่งและร่างกายเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงสม่ำเสมอ

ร่างกายได้พักผ่อน

กรณีนี้มีเหตุผลและเข้าใจง่ายกว่า เมื่อร่างกายหยุดนิ่ง มันก็จะอยู่กับที่และความเร็วของมันคือศูนย์

ลองใช้เป็นตัวอย่าง ลูกบอลที่อยู่นิ่งบนพื้นผิวเรียบ ถ้ามีคนเตะลูกนี้ มันจะเคลื่อนที่เพราะว่าได้ใช้แรงไป

อย่างไรก็ตาม ลูกบอลนี้จะไม่เคลื่อนที่ตลอดไป เนื่องจากพื้นออกแรง a

แรงเสียดทาน ซึ่งทำให้ความเร็วลดลงจนหยุดนิ่งอีกครั้ง

ร่างกายเคลื่อนไหวตรงสม่ำเสมอ

เมื่อร่างกายอยู่ในการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอ (MRU) หมายความว่ามีการเคลื่อนไหวด้วย ความเร็วคงที่ เป็นเส้นตรงและจะเคลื่อนที่ต่อไปหากไม่มีแรงภายนอกกระทำการใดๆ

สิ่งนี้จะเกิดขึ้นในสถานการณ์ที่ไม่มีแรงเสียดทานอื่น ๆ กระทำต่อร่างกายที่กำลังเคลื่อนไหว

เมื่อร่างกายอยู่ใน MRU ความเร็วของวัตถุจะคงที่ ดังนั้น ความเร่งเป็นศูนย์ - ความเร่งคือปริมาณที่กำหนดความแปรผันของความเร็ว อย่างไรก็ตาม หากแรงภายนอกกระทำต่อร่างกาย ร่างกายก็จะเร่งความเร็วขึ้นและความเร็วของมันก็จะเปลี่ยนไป

การใช้ลูกบอลเป็นตัวอย่างสำหรับกรณีนี้ เราคิดว่าลูกบอลอยู่ในตำแหน่งบนพื้นผิวเรียบที่ไม่มีแรงเสียดทานใดๆ นอกจากนี้ยังไม่มีการเสียดสีกับอากาศ กล่าวคือ แรงทั้งหมดบนลูกบอลจะเป็นศูนย์

ถ้ามีคนเตะลูกนี้ ลูกจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอและจะยังคงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่จนกว่าจะออกแรงอีก

กรณีนี้ใช้สัญชาตญาณน้อยกว่า เนื่องจากบนโลกมีแรงกระทำต่อวัตถุอยู่เสมอ เช่น แรงโน้มถ่วง แรงต้านอากาศ และแรงเสียดทานกับพื้นผิว

ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ กฎของนิวตัน.

แรงลัพธ์

ระยะแรงที่เป็นผลลัพธ์คือผลลัพธ์ของ ผลรวมของกำลังทั้งหมดที่ใช้กับร่างกาย.

ตัวอย่างเช่น เมื่อคนเตะบอล มีแรงหลายอย่างที่กระทำต่อเขา: แรงที่ใช้ โดยการเตะ การเสียดสีของลูกบอลกับพื้น แรงโน้มถ่วง และแรงต้านของอนุภาคในอากาศ

ในการคำนวณปริมาณแรงที่กระทำต่อร่างกายนั้น จำเป็นต้องรวมแรงเหล่านี้เข้าด้วยกัน ซึ่งก็คือ เวกเตอร์, นั่นคือ, มี ความเข้ม, ทิศทาง และ ความรู้สึก.

ถ้าลูกบอลอยู่นิ่งบนพื้นผิวและบุคคลใช้แรงจากซ้ายไปขวาและอีกอันหนึ่ง บุคคลนั้นใช้กำลังที่มีความเข้มข้นเท่ากันจากขวาไปซ้าย แรงเหล่านี้จะถูกยกเลิกและลูกบอลจะยังคงอยู่ใน and พักผ่อน

เข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับ ความแข็งแกร่ง.

ความเฉื่อย

ความเฉื่อยของร่างกายวัดโดย พาสต้า. ซึ่งหมายความว่ายิ่งมวลของวัตถุมากเท่าใด ความเฉื่อยของวัตถุก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น ยิ่งต้องใช้แรงสุทธิเพื่อเปลี่ยนสถานะพักหรือ MRU

ตัวอย่างเช่น ถ้ามีคนพยายามผลักกล่องไม้ขนาด 6 ปอนด์ เขาจะพบว่ามันค่อนข้างง่ายที่จะเอามันออกจากสภาวะพัก ตอนนี้ถ้ากล่องหนัก 200 กิโล ความยากจะเยอะขึ้นมาก

เข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับ ความเฉื่อย.

ตัวอย่างเชิงปฏิบัติของกฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน

• เมื่อรถบัสเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 100 กม./ชม. ผู้คนในรถก็จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วนั้นสัมพันธ์กับภายนอกรถด้วย หากคนขับเบรกอย่างแรง คนจะถูกเหวี่ยงไปข้างหน้า เนื่องจากพวกเขามักจะเคลื่อนที่ต่อไปที่ 100 กม./ชม.

• เมื่อรถบัสจอดนิ่ง ผู้คนในห้องโดยสารก็พักผ่อนเช่นกัน หากคนขับเร่งความเร็วกะทันหัน ร่างกายของพวกเขาจะถูกผลักกลับเนื่องจากพวกเขามักจะพัก

ดูเพิ่มเติมที่ กฎข้อที่สองของนิวตัน และ กฎข้อที่สามของนิวตัน.