- Mis on Newtoni seadused?
- Newtoni esimene seadus ehk inertsiseadus
- Dünaamika teine seadus või põhiseadus
- Kolmas seadus ehk tegevuse ja reaktsiooni põhimõte
- Isaac Newtoni elulugu
Selgitame, mis on Newtoni seadused, kuidas need seletavad inertsust, dünaamikat ja tegevus-reaktsiooni põhimõtet.
Newtoni seadused võimaldavad meil mõista liikumist.Mis on Newtoni seadused?
Newtoni seadused või Newtoni liikumisseadused on kolm aluspõhimõtet, millel põhineb klassikaline mehaanika, üks harudest. füüsiline. Neid postuleeris Sir Isaac Newton oma töös Philosohiae naturalis principia mathematica ("Loodusfilosoofia matemaatilised põhimõtted") 1687. aastast.
See füüsikaliste seaduste kogum muutis revolutsiooni selle kohta käivates põhikontseptsioonides liikumine kehadest, mis inimkonnal olid. Koos Galileo Galilei panustega moodustab see alusedünaamiline. Kui kombineeridaUniversaalne gravitatsiooniseadus Albert Einstein, võimaldab meil tuletada ja selgitada Kepleri seadusi planeetide liikumise kohta.
Newtoni seadused kehtivad aga ainult inertsiaalsetes võrdlusraamistikes, st nendes, mida ei kiirendata ja millesse sekkuvad ainult reaalsed jõud. Lisaks kehtivad need seadused objektidele, mis liiguvad kiirusest palju aeglasemalt valguse kiirus (300 000 km/s).
Newtoni seadused algavad liikumise käsitlemisest nihe ühelt objektilt ühest kohast teise, võttes arvesse selle esinemiskohta, mis võib samuti liikuda konstantse kiirusega teise koha suhtes.
Newtoni esimene seadus ehk inertsiseadus
The Newtoni esimene seadus on vastuolus dokumendis sõnastatud põhimõttega antiikajast kreeka targa Aristotelese poolt, kelle jaoks võiks keha oma liikumist säilitada vaid siis, kui a jõudu püsivad. Selle asemel väidab Newton, et:
"Iga keha püsib puhkeseisundis või ühtlases sirgjoonelises liikumises, välja arvatud juhul, kui sellele mõjuvad jõud sunnivad oma olekut muutma."
Seetõttu ei saa liikuv või paigal olev objekt seda olekut muuta, välja arvatud juhul, kui sellele rakendatakse mingit tüüpi jõudu.
Selle põhimõtte kohaselt hõlmab liikumine suurusi, mis on vektorid (millel on suund ja tunne). Kiirenduse saab arvutada alg- ja lõppkiiruse järgi. Lisaks teeb ta ettepaneku, et liikuvad kehad kalduvad alati nihkuma sirgel ja ühtlasel teel.
Täiuslik näide seadusestinerts ta moodustab olümpiamängude kaaluheitja. Sportlane saab hoogu juurde ringikujuliselt liikudes, pöörates köiega seotud raskust ümber oma telje (ringliikumine), kuni see jõuabkiirendus vaja see vabastada ja vaadata, kuidas see sirgjooneliselt lendab (ühtlane sirgjooneline liikumine).
See sirgjooneline liikumine jätkub kunigravitatsiooni selle trajektoor on kõver. Samal ajal objekti hõõrdumine õhuga aeglustub (negatiivne kiirendus), kuni see langeb.
Dünaamika teine seadus või põhiseadus
Newtoni teine seadus on seotud jõu, massi ja kiirendusega.
Selles seaduses defineerib Newton jõu mõiste (mida esindab F), märkides, et:
"Liikumise muutus on otseselt võrdeline sellele trükitud jõuga ja toimub vastavalt sirgjoonele, mida mööda see jõud trükitakse."
See tähendab, et liikuva objekti kiirendus reageerib alati sellele antud hetkel rakendatava jõu suurusele, et muuta selle trajektoori või kiirust.
Nendest kaalutlustest tuleneb põhivõrrand dünaamiline konstantse massiga objektide puhul:
Tulemusjõud (Fresultant) = mass (m) x kiirendus (a)
Netojõud mõjub kehale mass konstantne ja annab teile teatud kiirenduse. Juhtudel, kui mass ei ole konstantne, keskendub valem rohkem impulsile (p) vastavalt järgmisele valemile:
Liikumise maht (p) = mass (m) x kiirus (v). Seega: Fneta = d (m.v) / dt.
Seega saab jõudu seostada kiirenduse ja massiga, sõltumata sellest, kas viimane on muutuv või mitte.
Selle teise seaduse näitlikustamiseks on vaba langemise juhtum ideaalne: kui me kukutame tennisepalli hoonest maha, suureneb selle kogetav kiirendus, kui ilm möödub, kuna gravitatsioonijõud. Seega on selle algkiirus null, kuid sellele rakendatakse pidevat jõudu sirgjooneliselt allapoole.
Kolmas seadus ehk tegevuse ja reaktsiooni põhimõte
Newtoni kolmanda seaduse järgi
"Iga tegevus vastab võrdsele reaktsioonile, kuid vastupidises suunas: mis tähendab, et kahe keha vastastikused tegevused on alati võrdsed ja suunatud vastupidises suunas."
Sel viisil, kui jõud mõjub objektile, avaldab see samasugust jõudu aadress vastupidine ja võrdse intensiivsusega, nii et kui kaks objekti (1 ja 2) interakteeruvad, on ühe poolt teisele avaldatav jõud suuruselt võrdne teise poolt esimesele, kuid vastupidise märgiga avaldatava jõuga.
See tähendab: F1-2 = F2-1. Esimest jõudu nimetatakse "tegevuseks" ja teist jõudu "reaktsiooniks".
Selle kolmanda seaduse demonstreerimiseks piisab, kui jälgida, mis juhtub siis, kui kaks sarnase kaaluga inimest jooksevad vastassuundades ja põrkuvad: mõlemad saavad teise jõu vastu ja paiskuvad vastassuunas. Sama juhtub siis, kui pall põrkab vastu seina ja visatakse sisse aadress vastupidi, jõuga, mis sarnaneb sellega, mida me selle viskamisel projitseerime.
Isaac Newtoni elulugu
Muuhulgas avastas Isaac Newton valguse värvispektri.Isaac Newton (1642-1727) sündis Inglismaal Lincolnshire'is. Puritaanist talupoegade poeg, tema sünd oli traumaatiline ja ta tuli maailma nii kõhna ja närusena, et nad eeldasid, et ta ei ela kaua.
Temast kasvas aga ekstsentriline laps, kellel oli varakult andeid matemaatika ja filosoofia loomulik. Kaheksateistkümneaastaselt astus ta Cambridge'i ülikooli, et jätkata õpinguid. Räägitakse, et ta sisenes klassiruumi väga vähe, kuna tema peamine huvi oli see raamatukogu ja iseõppinud koolitus.
See ei takistanud tema akadeemilist arengut. Temast sai Kuningliku Seltsi poolt tunnustatud füüsik, teoloog, filosoof ja matemaatik. Talle omistatakse matemaatilise arvutuse leiutamine, samuti mitmesugused optika- ja valgus.
Lisaks aitas ta tohutult kaasa matemaatika ja füüsika arengule: ta avastas värvi valguse, sõnastas seaduse soojusjuhtivus, teine päritolu kohta tähed, kiiruse kohta heli juures õhku ja mehaanika vedelikud, ja tohutu jne. Tema suur töö oli Philosophiae naturalis principia mathematica.
Newton suri 1727. aastal pärast seda, kui ta oli lugupeetud ja austatud teadlane, kes sai Inglismaa kuninganna Anne'ilt lordliku ametisse nimetamise ("sir"). Ta kannatas neerukoolikute ja muude neeruhaiguste all, mis pärast mitu tundi kestnud deliiriumi viisid ta lõpuks 31. märtsil hauda.