Newtons love "lette at forstå"
Til studiet af bevægelse bruges som grundlag Newtons love. Det etablerer forholdet mellem bevægelser og kræfter.
I disse love forklares naturens fænomener med hensyn til bevægelse. Iagttagelse af naturen blev træghedsprincippet nået, når man observerede, at organer, der er i bevægelse, opretholder det af sig selv uden at blive skubbet af nogen.
Trægheden i en krop kan overvindes ved at udøve en kraft på den, hvor kroppen præsenterer en acceleration. Den anden lov fastlægger forholdet for at bestemme den acceleration, som et legeme oplever under en styrkes handling.
At være den Newtons tre love, mekanikens baser, udsættes på en enkel måde for disse principper: af inerti, af masse og princippet om handling og reaktion, med lette at forstå øvelser.
GRUNDLÆGGENDE BEGREB "at forstå Newtons love"
Masse:
Massen af et legeme er den mængde stof, der udgør det. Det måles i kg (kg) eller pund (lb). [1]
bevægelse:
Ændring af kroppens position i forhold til et referencesystem. [to]
Ensartet linjebevægelse:
Det er denne bevægelse af et legeme med konstant hastighed (størrelse og retning) med en lige sti. [3]. Se figur 1.
Acceleration:
Ændring i et objekts hastighed pr. Tidsenhed.
Styrke:
Handling, som en krop udøver på en anden, fremkalder bevægelse eller deformation.
Newtons første lov "Inerti-princippet"
Træghed er materiens egenskab, hvormed hvis et legeme er i bevægelse, har det en tendens til at bevæge sig, hvis det er i ro, har det en tendens til at forblive i ro. Se figur 2. Jo større en krops masse er, jo større er dens inerti.
Træghedsprincippet, der blev oprettet af Isaac Newton, postulerer det "hvis ingen kraft virker på et legeme eller flere kræfter, der annullerer hinanden, så er kroppen i ro eller i ensartet retlinet bevægelse". [4]. Se figur 3.
Den ubehagelige fornemmelse i maven, der mærkes, når en elevator starter brat, skyldes inerti, kroppens modstand mod bevægelse. Inerti observeres også, når føreren af et køretøj accelererer, og passagererne i køretøjet læner sig bagud. Hvis føreren pludselig bremser, læner passagererne sig fremad og har tendens til at fortsætte med den bevægelse, de havde.
Newtons anden lov "Masseprincip"
For at overvinde en krops inerti kan en kraft påføres. Newtons anden lov fastslår forholdet mellem den anvendte kraft, genstandens masse og den acceleration, den får.
I figur 4 har du to heste, der udøver den samme kraft på en vogn, men i vognen til højre er der mere masse, så vognen bevæger sig langsommere med mindre acceleration.
I figur 5 er der to vogne, der har samme masse. Der udøves større kraft på vognen til højre, da den har to heste, så vognen bevæger sig med større acceleration end den til venstre.
Angiver Newtons anden lov det "Den acceleration, som et legeme erhverver, under en krafts handling, er direkte proportional med kraften, omvendt proportional med dens masse". Se figur 6.
Øvelse 1 Hvilken acceleration får den blå bil i figur 7, når den trækkes med en kraft på 2000 N? Bilen har en masse på 1.000 kg.
Opløsning:
Ved at anvende Newtons anden lov er accelerationen kvotienten mellem den påførte kraft og bilens masse
Således vil bilen have en acceleration på 2 m / s2. For hvert sekund, der går, stiger dens hastighed med 2 m / s.
Vægt af et objekt
Vægten af et legeme er den kraft, hvormed jorden trækker det mod sig. Hvis et objekt tabes frit, får det en acceleration på ca. 9,81 m / s2, kendt som "tyngdeacceleration (g)".
Vægt er en kraft, der altid er rettet mod jorden. Ved Newtons anden lov er den givet ved: Vægt = mg
På ethvert sted på planeten er kroppens masse den samme, den varierer ikke, men tyngdeaccelerationen varierer fra et punkt til et andet på jorden, derfor varierer vægten også. Dette skyldes, at Jorden opfører sig som om al sin tiltrækningskraft var akkumuleret i dens centrum, jo tættere på centrum det er placeret, jo større tiltrækningskraft, jo større vægt. Se figur 8.
Øvelse 2 Hvad er massen af en kvinde, der vejer 600 N?
Opløsning
Newtons anden lov anvendes til at bestemme vægten af et legeme, som vist i figur 9.
Øvelse 3 Bestem vægten af en mand, hvis masse er 70 kg, når han befinder sig ved:
a) Havet. Ved havoverfladen er tyngdeaccelerationen g = 9,81 m / s2
b) Ved nordpolen, hvor tyngdekraften er g = 9,83 m / s2
c) Ved ækvator med g = 9,78 m / s2
Opløsning
Figur 10 viser beregningen af menneskets vægt ved havoverfladen, på nordpolen og ved ækvator. Da tyngdekraften er forskellig, er vægten forskellig, men massen forbliver konstant.
Newtons tredje lov "Princippet om handling og reaktion"
Newtons tredje lov siger, at "Når et legeme udøver en kraft (handling) på et andet legeme, reagerer det med en lige og modsat kraft påført det første legeme". [5].
I figur 11 kan dette princip overholdes: når en person på båd A skubber båd B. Med åren bevæger båd B sig til højre, mens båd A bevæger sig mod venstre af båd B's reaktionskraft på båd A.
Øvelse 4 Bestem den kraft, hvormed bordet skubber bogen.
Opløsning:
Ved handling og reaktion (Newtons tredje lov) er den kraft, der udøves af bogen på bordet, den samme som den kraft, der udøves af bordet på bogen, kun den er i den modsatte retning. Da styrkenes størrelse er af samme størrelse, men i den modsatte retning, er summen af kræfterne nul, og bogen forbliver i ro (Newtons første lov). Se figur 13.
KONKLUSIONER:
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.