قوانين نيوتن "سهلة الفهم"
لدراسة الحركة تستخدم كأساس قوانين نيوتن. في ذلك ، يتم تأسيس العلاقات بين الحركات والقوى.
في هذه القوانين يتم شرح ظاهرة الطبيعة فيما يتعلق بالحركة. مع ملاحظة الطبيعة ، تم الوصول إلى مبدأ القصور الذاتي ، عند ملاحظة أن الأجسام التي تتحرك تحافظ عليها من تلقاء نفسها دون أن يدفعها أحد.
يمكن التغلب على القصور الذاتي للجسم عن طريق ممارسة قوة عليه ، حيث يقدم الجسم تسارعًا. يحدد القانون الثاني العلاقة لتحديد التسارع الذي يمر به الجسم تحت تأثير القوة.
كونها قوانين نيوتن الثلاثة ، قواعد الميكانيكا ، تكشف ، بطريقة بسيطة ، هذه المبادئ: القصور الذاتي ، والكتلة ، ومبدأ الفعل ورد الفعل ، مع تمارين سهلة الفهم.
المفاهيم الأساسية "لفهم قوانين نيوتن"
ماسا:
كتلة الجسم هي كمية المادة التي تتكون منها. يقاس بالكيلوجرام (كجم) أو بالجنيه (رطل). [1]
Movimiento:
تغيير موقف الهيئة فيما يتعلق بالنظام المرجعي. [اثنين]
حركة خط موحدة:
إنها حركة الجسم بسرعة ثابتة (المقدار والاتجاه) بمسار مستقيم. [3]. انظر الشكل 1.
التسريع:
تغيير في سرعة جسم ما لكل وحدة زمنية.
القوة:
عمل يقوم به جسم على آخر ينتج عنه حركة أو تشوه.
قانون نيوتن الأول "مبدأ القصور الذاتي"
القصور الذاتي هو خاصية المادة ، والتي من خلالها ، إذا كان الجسم في حالة حركة ، فإنه يميل إلى الاستمرار في الحركة ، وإذا كان في حالة راحة ، فإنه يميل إلى البقاء في حالة راحة. انظر الشكل 2. كلما زادت كتلة الجسم ، زاد قصوره الذاتي.
مبدأ القصور الذاتي ، الذي وضعه إسحاق نيوتن ، يفترض ذلك "إذا لم تكن هناك قوة تؤثر على جسم ، أو عدة قوى تلغي عملًا آخر ، يكون الجسم في حالة راحة أو في حركة مستقيمة منتظمة". [4]. انظر الشكل 3.
الإحساس غير السار في المعدة الذي يشعر به المرء عندما يبدأ المصعد فجأة ، ناتج عن القصور الذاتي ، إلى مقاومة الجسم للحركة. ويلاحظ أيضًا القصور الذاتي عندما يتسارع سائق السيارة وينحني ركاب السيارة للخلف ، وإذا كبح السائق فجأة ، ينحني الركاب إلى الأمام ، ويميلون إلى الاستمرار في الحركة التي لديهم.
قانون نيوتن الثاني "مبدأ الكتلة"
للتغلب على القصور الذاتي للجسم ، يمكن استخدام القوة. يحدد قانون نيوتن الثاني العلاقة بين القوة المطبقة وكتلة الجسم والتسارع الذي يكتسبه.
في الشكل 4 ، لديك حصانان يمارسان نفس القوة على عربة ، ولكن في العربة الموجودة على اليمين هناك كتلة أكبر ، لذلك ستتحرك العربة بشكل أبطأ ، مع تسارع أقل.
في الشكل 5 ، هناك عربتان لهما نفس الكتلة. تُبذل قوة أكبر على العربة الموجودة على اليمين حيث تحتوي على حصانين ، وبالتالي فإن العربة ستتحرك بسرعة أكبر من تلك الموجودة على اليسار.
هل ينص قانون نيوتن الثاني على ذلك "التسارع الذي يكتسبه الجسم ، تحت تأثير القوة ، يتناسب طرديًا مع القوة في تناسق عكسي مع كتلته". انظر الشكل 6.
تمرين 1 ما هي التسارع الذي تحصل عليه السيارة الزرقاء في الشكل 7 عندما تجذب بقوة 2000 نيوتن؟ كتلة السيارة 1.000 كجم.
الحل:
بتطبيق قانون نيوتن الثاني ، فإن التسارع هو حاصل القسمة بين القوة المطبقة وكتلة السيارة
وبالتالي ستحصل السيارة على تسارع 2 م / ث 2. لكل ثانية تمر ، ستزداد سرعته بمقدار 2 م / ث.
وزن الجسم
وزن الجسم هو القوة التي تسحبها الأرض نحوه. إذا تم إسقاط جسم ما بحرية ، فإنه يكتسب تسارعًا يقارب 9,81 م / ث 2 ، يُعرف باسم "تسارع الجاذبية (g)".
الوزن هو القوة التي يتم توجيهها دائمًا نحو الأرض. وفقًا لقانون نيوتن الثاني ، يتم الحصول عليها من خلال: الوزن = ملغ
في أي مكان على الكوكب تكون كتلة الجسم هي نفسها ، فهي لا تختلف ، ومع ذلك ، فإن تسارع الجاذبية يختلف من نقطة إلى أخرى على الأرض ، لذلك يختلف الوزن أيضًا. هذا لأن الأرض تتصرف كما لو أن كل قوتها الجذابة قد تراكمت في مركزها ، فكلما اقتربت من المركز ، كلما زادت قوة الجذب ، زاد الوزن. انظر الشكل 8.
تمرين 2 ما هو وزن المرأة 600 نيوتن؟
حل
لتحديد وزن الجسم ، يتم تطبيق قانون نيوتن الثاني ، كما هو موضح في الشكل 9.
التمرين 3: حدد وزن الرجل الذي تبلغ كتلته 70 كيلوجرامًا عندما يكون موجودًا في:
أ) البحر. عند مستوى سطح البحر يكون تسارع الجاذبية g = 9,81 m / s2
ب) في القطب الشمالي حيث الجاذبية g = 9,83 م / ث 2
ج) عند خط الاستواء ، حيث g = 9,78 م / ث 2
حل
يوضح الشكل 10 حساب وزن الرجل عند مستوى سطح البحر والقطب الشمالي وعند خط الاستواء. بما أن الجاذبية مختلفة ، فإن الأوزان مختلفة ، لكن الكتلة تظل ثابتة.
قانون نيوتن الثالث "مبدأ الفعل ورد الفعل"
ينص قانون نيوتن الثالث على ذلك "عندما يمارس جسم قوة (فعل) على جسم آخر ، فإنه يتفاعل بقوة مساوية ومعاكسة تطبق على الجسم الأول". [5].
في الشكل 11 ، يمكن ملاحظة هذا المبدأ: عندما يدفع شخص على القارب A القارب B. بالمجداف ، يتحرك القارب B إلى اليمين ، بينما يتحرك القارب A إلى اليسار بقوة رد فعل القارب B على القارب A.
التمرين 4 حدد القوة التي تدفع بها الطاولة الكتاب.
الحل:
بموجب قانون الفعل ورد الفعل (قانون نيوتن الثالث) ، فإن القوة التي يمارسها الكتاب على الطاولة هي نفس القوة التي يمارسها الجدول الموجود في الكتاب ، إلا أنها في الاتجاه المعاكس. نظرًا لأن مقادير القوى لها نفس الحجم ، ولكن في الاتجاه المعاكس ، فإن مجموع القوى يساوي صفرًا ويظل الكتاب في حالة سكون (قانون نيوتن الأول). انظر الشكل 13.
الاستنتاجات:
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.