Newton se wette "maklik om te verstaan"
Vir die studie van beweging word as basis gebruik Newton se wette. Daarin word die verhoudings tussen bewegings en magte gevestig.
In hierdie wette word die natuurverskynsels met betrekking tot beweging verduidelik. Met inagneming van die natuur, is die traagheidsbeginsel bereik wanneer daar waargeneem word dat liggame wat in beweging is, dit self onderhou sonder om deur iemand gedruk te word.
Die traagheid van 'n liggaam kan oorkom word deur 'n krag daarop uit te oefen, die liggaam het 'n versnelling. Die tweede wet stel die verhouding vas om die versnelling wat 'n liggaam onder die werking van 'n krag ervaar, te bepaal.
Synde die Newton se drie wette, die basis van meganika, word op 'n eenvoudige manier hierdie beginsels blootgelê: van traagheid, massa en die beginsel van aksie en reaksie, met maklik verstaanbare oefeninge.
BASIESE KONSEPTE "om Newton se wette te verstaan"
Massa:
Die massa van 'n liggaam is die hoeveelheid materie waaruit dit bestaan. Dit word gemeet in kilogram (kg) of pond (lb). [1]
beweging:
Verandering van posisie van 'n liggaam ten opsigte van 'n verwysingstelsel. [twee]
Eenvormige lynbeweging:
Dit is die beweging van 'n liggaam teen konstante spoed (grootte en rigting), met 'n reguit pad. [3]. Sien figuur 1.
Versnelling:
Verandering in die spoed van 'n voorwerp per tydseenheid.
Sterkte:
Optrede wat die een liggaam op die ander uitoefen, veroorsaak beweging of vervorming.
Newton se eerste wet "Beginsel van traagheid"
Traagheid is die eienskap van materie, waardeur, as 'n liggaam in beweging is, dit geneig is om aan te hou beweeg, as dit in rus is, is dit geneig om in rus te bly. Sien figuur 2. Hoe groter die massa van 'n liggaam, hoe groter is die traagheid daarvan.
Die traagheidsbeginsel, ingestel deur Isaac Newton, postuleer dit "As geen krag op 'n liggaam inwerk nie, of verskeie kragte wat mekaar kanselleer, werk dit, dan is die liggaam in rus of in eenvormige reglynige beweging". [4]. Sien figuur 3.
Die onaangename gevoel in die maag wat 'n mens voel as 'n hysbak skielik begin, is as gevolg van traagheid, die weerstand van die liggaam om te beweeg. Traagheid word ook waargeneem wanneer die bestuurder van 'n voertuig versnel en die passasiers van die voertuig agteroor leun. As die bestuurder skielik rem, leun die passasiers vorentoe en is geneig om voort te gaan met die beweging wat hulle gehad het.
Newton se tweede wet 'Misbeginsel'
Om die traagheid van 'n liggaam te oorkom, kan 'n krag toegepas word. Newton se tweede wet bepaal die verband tussen die toegepaste krag, die massa van die voorwerp en die versnelling wat dit verkry.
In figuur 4 het u twee perde wat dieselfde krag op 'n wa uitoefen, maar in die wa aan die regterkant is daar meer massa, sodat die wa stadiger sal beweeg, met minder versnelling.
In figuur 5 is daar twee waens met dieselfde massa. Groter krag word op die wa aan die regterkant uitgeoefen, aangesien dit twee perde het, sodat die wa met groter versnelling sal beweeg as die een aan die linkerkant.
Staan Newton se tweede wet dit "Die versnelling wat 'n liggaam verkry, onder die werking van 'n krag, is direk eweredig aan die krag in omgekeerd eweredig aan sy massa". Sien figuur 6.
Oefening 1 Watter versnelling kry die blou motor in figuur 7 as dit met 'n krag van 2000 N getrek word? Die motor het 'n massa van 1.000 XNUMX kg.
oplossing:
Die toepassing van Newton se tweede wet is die versnelling die kwosiënt tussen die toegepaste krag en die massa van die motor
Die motor sal dus 'n versnelling van 2 m / s2 hê. Vir elke sekonde wat verbygaan, sal die spoed met 2m / s styg.
Gewig van 'n voorwerp
Die gewig van 'n liggaam is die krag waarmee die aarde dit na hom toe trek. As 'n voorwerp vry laat val, verkry dit 'n versnelling van ongeveer 9,81 m / s2, bekend as die "versnelling van swaartekrag (g)".
Gewig is 'n krag wat altyd op die grond gerig is. Volgens Newton se tweede wet word dit gegee deur: Gewig = mg
Oral op die planeet is die massa van 'n liggaam dieselfde, dit wissel nie, maar die versnelling van swaartekrag wissel van punt tot punt op aarde, daarom wissel die gewig ook. Dit is omdat die aarde optree asof al sy aantrekkingskrag in sy middel versamel is, hoe nader aan die middelpunt dit is, hoe groter die aantrekkingskrag, hoe groter die gewig. Sien figuur 8.
Oefening 2 Wat is die massa van 'n vrou wat 600 N weeg?
Oplossing
Om die gewig van 'n liggaam te bepaal, word die tweede wet van Newton toegepas, soos getoon in Figuur 9.
Oefening 3 Bepaal die gewig van 'n man met 'n massa van 70 kilogram as hy geleë is op:
a) Die see. Op seevlak is die versnelling van swaartekrag g = 9,81 m / s2
b) Aan die noordpool, waar swaartekrag g = 9,83 m / s2 is
c) Aan die ewenaar, met g = 9,78 m / s2
Oplossing
Figuur 10 toon die berekening van die gewig van die mens op seevlak, by die noordpool en by die ewenaar. Aangesien swaartekrag anders is, is die gewigte anders, maar die massa bly konstant.
Newton se derde wet "beginsel van aksie en reaksie"
Newton se derde wet bepaal dit "Wanneer 'n liggaam 'n krag (werking) op 'n ander liggaam uitoefen, reageer dit met 'n gelyke en teenoorgestelde krag wat op die eerste liggaam toegepas word". [5].
In figuur 11 kan hierdie beginsel waargeneem word: wanneer iemand op boot A boot B. stoot. Met die roeispaan beweeg boot B na regs, terwyl boot A na links beweeg deur die reaksiekrag van boot B op boot A.
Oefening 4 Bepaal die krag waarmee die tafel die boek stoot.
oplossing:
Volgens wet van aksie en reaksie (Newton se derde wet) is die krag wat die boek op die tafel uitoefen, dieselfde as die krag wat die tafel op die boek uitoefen, maar dit is in die teenoorgestelde rigting. Aangesien die groottes van die kragte van dieselfde grootte is, maar in die teenoorgestelde rigting, is die som van die kragte nul en bly die boek in rus (die eerste wet van Newton). Sien figuur 13.
GEVOLGTREKKINGS:
El principio de inercia establece las relaciones entre los movimientos y las fuerzas que se aplican sobre un cuerpo. Si la fuerza es nula, el movimiento es rectilíneo y uniforme, o el cuerpo se mantiene en reposo. Si la fuerza sobre el cuerpo no es nula hay una aceleración (cambio de velocidad).
El principio de masa, la segunda Ley de Newton, establece la relación entre la fuerza aplicada, la masa del objeto y la aceleración que experimenta. La aceleración es directamente proporcional a la fuerza aplicada, e inversamente proporcional a la masa del cuerpo.
El principio de acción y reacción, o tercera Ley de Newton, enuncia que la fuerza ejercida de un cuerpo A sobre un cuerpo B, es igual en magnitud y opuesta en dirección a la ejercida por el cuerpo B sobre el cuerpo A.