Newton-en legeak "ulertzeko erraza"
Mugimenduaren azterketarako erabiltzen dira oinarri gisa Newtonen legeak. Bertan, mugimenduen eta indarren arteko harremanak finkatzen dira.
Lege hauetan mugimenduaren inguruko naturaren fenomenoak azaltzen dira. Natura behatuz, inertziaren printzipioa lortu zen, mugitzen ari diren gorputzek beraiek beraiek mantentzen dutela inor bultzatu gabe.
Gorputz baten inertzia gainetik indarra eginez, gorputzak azelerazioa aurkezten du. Bigarren legeak gorputza indar baten ekintzaren pean bizi duen azelerazioa zehazteko harremana ezartzen du.
Izatea Newtonen hiru legeak, mekanikaren oinarriak, modu errazean azaltzen dira printzipio hauek: inertzia, masa eta ekintza eta erreakzio printzipioa, erraz ulertzeko ariketekin.
OINARRIZKO KONTZEPTUAK "Newtonen legeak ulertzeko"
Mass:
Gorputz baten masa osatzen duen materia kantitatea da. Kilogramotan (kg) edo kilotan (libra) neurtzen da. [1]
mugimendua:
Gorputz baten posizio aldaketa, erreferentzia sistema bati dagokionez. [bi]
Lerro mugimendu uniformea:
Gorputz baten abiadura etengabeko (magnitudea eta norabidea) mugimendu hori da, bide zuzena duena. [3]. Ikus 1. irudia.
Azelerazioa:
Objektu baten abiadura denbora unitate bakoitzeko aldaketa.
Indarra:
Gorputz batek beste bati egiten dion ekintza, mugimendua edo deformazioa sortuz.
Newtonen lehen legea "Inertziaren printzipioa"
Inertzia materiaren propietatea da, eta, horren bidez, gorputza mugimenduan badago, mugitzen jarraitu ohi du, pausatuta badago atsedenean egoteko joera du. Ikus 2. irudia. Gorputz baten masa zenbat eta handiagoa izan, orduan eta inertzia handiagoa da.
Isaac Newtonek ezarritako inertzia printzipioak hori postulatzen du "Gorputzaren gainean indarrik edo elkarren indargabetzea eragiten duten hainbat indarrek ez badute eragiten, orduan gorputza atsedenean edo zuzen-zuzeneko mugimendu uniformean dago.". [4]. Ikus 3. irudia.
Igogailua bat-batean hasten denean sentitzen den urdaileko sentsazio desatsegina inertziaren ondorioz gertatzen da, gorputzak mugitzeko duen erresistentziagatik. Inertzia ere ikusten da ibilgailu baten gidariak azkartu egiten denean eta ibilgailuaren bidaiariak atzerantz makurtzen direnean, gidariak bat-batean balaztatzen badu, bidaiariak aurrera makurtzen dira, izan duten mugimenduarekin jarraitzeko joera izanik.
Newtonen bigarren legea "Masaren printzipioa"
Gorputz baten inertzia gainditzeko, indar bat aplika daiteke. Newtonen bigarren legeak indar aplikatuaren, objektuaren masaren eta eskuratzen duen azelerazioaren arteko erlazioa ezartzen du.
4. irudian, gurdi baten gainean indar bera egiten duten bi zaldi dituzu, baina eskuineko gurdian masa gehiago dago, beraz, gurdia motelago mugituko da, azelerazio gutxiagorekin.
5. irudian, masa bera duten bi gurdi daude. Eskuineko gurdiaren gainean indar handiagoa egiten da bi zaldi baititu, beraz gurdia ezkerrekoak baino azelerazio handiagoarekin mugituko da.
Ba al dio Newtonen bigarren legeak hori "Gorputzak eskuratzen duen azelerazioa, indar baten ekintzaren pean, indarrarekiko proportzionala da bere masarekiko alderantziz proportzionalean".. Ikus 6. irudia.
1. ariketa Zer azelerazio hartzen du 7. irudiko auto urdinak 2000 N-ko indarrarekin tiratzean? Autoak 1.000 kg-ko masa du.
Irtenbidea:
Newton-en bigarren legea aplikatuta, azelerazioa indar aplikatuaren eta autoaren masaren arteko zatidura da
Horrela autoak 2 m / s2-ko azelerazioa izango du. Pasatzen den segundo bakoitzeko, bere abiadura 2m / s handituko da.
Objektu baten pisua
Gorputzaren pisua lurrak berarantz tiratzen duen indarra da. Objektu bat libreki erortzen bada, gutxi gorabehera 9,81 m / s2-ko azelerazioa lortzen du, "grabitatearen azelerazioa (g)" izenarekin ezagutzen dena.
Pisua beti lurrera zuzentzen den indarra da. Newton-en bigarren legearen arabera, honako hau ematen da: Pisua = mg
Planetako edozein lekutan gorputzaren masa berdina da, ez da aldatzen, hala ere, grabitatearen azelerazioa lurreko puntu batetik bestera aldatzen da, beraz, pisua ere aldatu egiten da. Lurrak bere erakarpen indar guztia bere erdian metatuta balego bezala jokatzen duelako, zenbat eta zentrotik gertuago egon, orduan eta erakarpen indarra handiagoa da, orduan eta pisu handiagoa. Ikus 8. irudia.
2. ariketa Zein da 600 N pisatzen duen emakumearen masa?
konponbidea
Gorputz baten pisua zehazteko, Newtonen bigarren legea aplikatzen da, 9. irudian erakusten den moduan.
3. ariketa Zehaztu masa 70 kiloko masa duen gizonaren pisua, hau dagoen tokian dagoenean:
a) Itsasoa. Itsas mailan grabitatearen azelerazioa g = 9,81 m / s2 da
b) Ipar poloan, non grabitatea g = 9,83 m / s2 den
c) Ekuatorean, g = 9,78 m / s2-rekin
konponbidea
10. irudiak gizakiaren pisuaren kalkulua erakusten du itsas mailan, ipar poloan eta ekuatorean. Grabitatea ezberdina denez, pisuak desberdinak dira, baina masa konstante mantentzen da.
Newtonen hirugarren legea "Ekintzaren eta erreakzioaren printzipioa"
Newtonen hirugarren legeak hori dio "Gorputz batek beste gorputz baten gainean (ekintza) indar bat egiten duen bakoitzean, lehenengo gorputzari aplikatutako indar berdina eta kontrakoa erreakzionatzen du". [5].
11. irudian printzipio hau ikus daiteke: A itsasontzian dagoen pertsona batek B. itsasontzia bultzatzen duenean arraunarekin, B itsasontzia eskuinera mugitzen da, eta A itsasontzia, berriz, ezkerrera, B itsasontziaren A ontziaren erreakzioaren indarrez.
4. ariketa Zehaztu mahaiak liburua bultzatzen duen indarra.
Irtenbidea:
Ekintza eta erreakzio legearen arabera (Newtonen hirugarren legea), liburuak mahai gainean egiten duen indarra liburuak taulak egiten duen indarraren berdina da, soilik kontrako norabidean dago. Indarren magnitudeak magnitude berekoak direnez, baina kontrako noranzkoan, indarren batura zero da eta liburua atsedenean geratzen da (Newtonen lehen legea). Ikus 13. irudia.
ONDORIOAK:
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.