Newtoni seadused on "kergesti mõistetavad"
Uuringu liikumise aluseks Newtoni seadused. Selles luuakse liikumiste ja jõudude vahelised suhted.
Nendes seadustes on looduse nähtused seoses liikumisega selgitatud. Loodust jälgides jõuti inertsuse põhimõtteni, kui täheldati, et liikuvad kehad hoiavad seda ise, kellegi poolt surumata.
Keha inertsist saab üle, kui avaldada sellele jõudu, keha esitab kiirendust. Teine seadus loob suhte kiiruse määramiseks, mida keha jõu toimel kogeb.
Olles Newtoni kolm seadust, mehaanika alused, paljastavad lihtsal viisil need põhimõtted: inerts, mass ning tegevuse ja reaktsiooni põhimõte, hõlpsasti mõistetavate harjutustega.
PÕHIMÕISTED "Newtoni seaduste mõistmiseks"
Mass:
Keha mass on aine moodustav kogus. Seda mõõdetakse kilogrammides (kg) või naelades (lb). [1]
Liikumine:
Keha asendi muutmine võrdlussüsteemi suhtes. [kaks]
Ühtlane joone liikumine:
See on keha liikumine ühtlase kiirusega (suurus ja suund) sirge teega. [3]. Vaata joonist 1.
Kiirendus:
Objekti kiiruse muutus ajaühikus.
Tugevus:
Ühe keha poolt teisele avaldatud tegevus, mis põhjustab liikumist või deformatsiooni.
Newtoni esimene seadus "Inertsuse põhimõte"
Inerts on aine omadus, mille abil kui keha on liikumas, kipub ta liikuma, puhkeolekus puhkeasendis. Vaata joonist 2. Mida suurem on keha mass, seda suurem on selle inerts.
Isaac Newtoni kehtestatud inertsi põhimõte postuleerib seda "Kui kehale ei mõju jõud või mitu jõudu, mis teineteist tühistavad, on keha puhkeasendis või ühtlase sirgjoonelise liikumisega". [4]. Vaata joonist 3.
Mao ebameeldiv tunne, mis on tunda lifti järsu käivitamise korral, on tingitud inertsist, keha liikumisvastasusest. Inertsust täheldatakse ka siis, kui sõiduki juht kiirendab kiirust ja sõiduki kaassõitjad tahapoole kalduvad, kui juht äkki pidurdab, kalduvad reisijad ettepoole, kipudes jätkama oma liikumist.
Newtoni teine seadus "Missa põhimõte"
Keha inertsist ülesaamiseks saab rakendada jõudu. Newtoni teine seadus kehtestab suhte rakendatud jõu, objekti massi ja selle saavutatava kiirenduse vahel.
Joonisel 4 on teil kaks hobust, kes rakendavad vankrile sama jõudu, kuid paremal asuvas vankris on rohkem massi, nii et vanker liigub aeglasemalt, vähem kiirendades.
Joonisel 5 on kaks sama massiga vankrit. Parempoolsele vankrile avaldatakse suuremat jõudu, kuna sellel on kaks hobust, nii et vanker liigub suurema kiirendusega kui vasakpoolne.
Kas Newtoni teine seadus väidab seda "Kiirendus, mille keha jõu mõjul omandab, on otseselt proportsionaalne jõuga, mis on pöördvõrdeline tema massiga". Vaata joonist 6.
Harjutus 1 Millise kiirenduse omandab joonisel 7 olev sinine auto, kui seda tõmmatakse 2000 N jõuga? Auto mass on 1.000 kg.
lahendus:
Rakendades Newtoni teist seadust, on kiirendus rakendatud jõu ja auto massi jagatis
Seega on auto kiirendus 2 m / s2. Iga sekundi möödudes kasvab selle kiirus 2m / s.
Eseme kaal
Keha kaal on jõud, millega maa teda enda poole tõmbab. Kui objekt vabalt maha kukutatakse, saavutab see kiirenduse umbes 9,81 m / s2, mida nimetatakse raskuskiirenduseks (g).
Kaal on jõud, mis on alati suunatud maa poole. Newtoni teise seaduse järgi annab selle: kaal = mg
Planeedi mis tahes kohas on keha mass sama, see ei varieeru, kuid gravitatsiooni kiirendus varieerub maakera eri punktides ja seetõttu varieerub ka kaal. Selle põhjuseks on asjaolu, et Maa käitub nii, nagu oleks kogu tema külgetõmbejõud kogunenud tema keskmesse, mida lähemale keskmele ta asub, seda suurem on tõmbejõud, seda suurem on kaal. Vaata joonist 8.
2. harjutus Kui suur on 600 N kaaluv naine?
Lahus
Keha kaalu määramiseks rakendatakse Newtoni teist seadust, nagu on näidatud joonisel 9.
3. harjutus Määrake 70 kilogrammi kaaluva mehe kaal, kui ta asub:
a) Meri. Merepinnal on raskuskiirendus g = 9,81 m / s2
b) Põhjapoolusel, kus gravitatsioon on g = 9,83 m / s2
c) ekvaatoril g = 9,78 m / s2
Lahus
Joonis 10 näitab inimese kaalu arvutamist merepinnal, põhjapoolusel ja ekvaatoril. Kuna raskusjõud on erinev, on kaalud erinevad, kuid mass jääb konstantseks.
Newtoni kolmas seadus "Tegevuse ja reageerimise põhimõte"
Newtoni kolmas seadus väidab seda "Kui keha avaldab jõudu (tegevust) teisele kehale, reageerib see esimese keha suhtes rakendatava võrdse ja vastupidise jõuga". [5].
Joonisel 11 võib järgida seda põhimõtet: kui inimene paadil A lükkab paati B. Aeruga liigub paat B paremale, paat A aga vasakule paadi B reaktsioonijõu mõjul paadil A.
4. harjutus Määrake jõud, millega laud raamatut surub.
lahendus:
Toimimis- ja reaktsiooniseaduse järgi (Newtoni kolmas seadus) on raamatu lauale avaldatav jõud sama, mis tabeli poolt raamatule avaldatav jõud, ainult et see on vastupidises suunas. Kuna jõudude suurusjärk on sama suur, kuid vastupidises suunas, on jõudude summa null ja raamat jääb puhkama (Newtoni esimene seadus). Vaata joonist 13.
JÄRELDUSED:
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.