قوانین نیوتن "درک آسان"
برای مطالعه حرکت به عنوان پایه استفاده می شود قوانین نیوتن. در آن ، روابط بین حرکات و نیروها برقرار می شود.
در این قوانین پدیده های طبیعت با توجه به حرکت توضیح داده شده اند. با مشاهده طبیعت ، هنگام مشاهده اجسامی که در حال حرکت هستند ، خود آن را حفظ می کنند بدون اینکه کسی آنها را تحت فشار قرار دهد ، به اصل اینرسی رسیدند.
با اعمال نیرویی بر روی آن ، بدن می تواند شتاب ایجاد کند ، می توان بر اینرسی غلبه کرد. قانون دوم رابطه ای را برای تعیین شتابی که بدن تحت تأثیر نیرو تجربه می کند برقرار می کند.
بودن سه قانون نیوتن ، پایه های مکانیک ، به روشی ساده ، این اصول را نشان می دهد: اینرسی ، جرم و اصل عمل و واکنش ، با تمرینات آسان برای درک
مفهوم های اساسی "برای درک قوانین نیوتن"
جرم:
جرم یک بدن مقدار ماده تشکیل دهنده آن است. این مقدار به کیلوگرم (کیلوگرم) یا پوند (پوند) اندازه گیری می شود. [1]
جنبش
تغییر وضعیت بدن ، با توجه به سیستم مرجع. [دو]
حرکت خط یکنواخت:
این حرکت یک بدن با سرعت ثابت (اندازه و جهت) ، با یک مسیر مستقیم است. [3] شکل 1 را ببینید.
شتاب:
تغییر در سرعت یک جسم در واحد زمان.
استحکام - قدرت:
عملی که توسط یک بدن روی بدن دیگر انجام می شود و باعث ایجاد حرکت یا تغییر شکل می شود.
قانون اول نیوتن "اصل اینرسی"
اینرسی خاصیت ماده است که توسط آن ، اگر جسمی در حرکت باشد ، تمایل به حرکت دارد ، اگر در حالت استراحت باشد ، تمایل به آرامش دارد. شکل 2 را ببینید: هرچه جرم یک بدن بیشتر باشد ، اینرسی آن بیشتر است.
اصل اینرسی ، ایجاد شده توسط آیزاک نیوتن ، فرض می کند که "اگر هیچ نیرویی بر روی جسمی وارد نشود ، یا چند نیرویی که یکدیگر را لغو می کنند ، عمل کنند ، بدن در حالت استراحت یا در حرکت مستقیم خطی است". [4] شکل 3 را ببینید.
احساس ناخوشایند در معده که هنگام شروع ناگهانی آسانسور احساس می شود ، به دلیل اینرسی ، مقاومت بدن در برابر حرکت است. همچنین وقتی راننده وسیله نقلیه شتاب می گیرد و سرنشینان خودرو به عقب خم می شوند ، اینرسی مشاهده می شود ، اگر راننده به طور ناگهانی ترمز بگیرد ، سرنشینان به جلو خم می شوند و تمایل دارند به حرکتی که داشتند ادامه دهند.
قانون دوم نیوتن "اصل توده"
برای غلبه بر اینرسی یک بدن ، می توان نیرویی اعمال کرد. قانون دوم نیوتن رابطه بین نیروی اعمال شده ، جرم جسم و شتابی را که بدست می آورد برقرار می کند.
در شکل 4 ، شما دو اسب دارید که همان نیروی را به گاری وارد می کنند ، اما در گاری سمت راست جرم بیشتری وجود دارد ، بنابراین گاری با شتاب کمتری حرکت کند.
در شکل 5 ، دو گاری وجود دارد که جرم یکسانی دارند. از آنجا که دو اسب دارد ، نیروی بیشتری به گاری سمت راست وارد می شود ، بنابراین گاری با شتاب بیشتری نسبت به سمت چپ حرکت خواهد کرد.
آیا قانون دوم نیوتن چنین چیزی را بیان می کند "شتابی که جسم بدست می آورد ، تحت تأثیر نیرو ، مستقیماً متناسب با نیرو است و از نظر عکس با جرم آن متناسب است". شکل 6 را ببینید.
تمرین 1 اتومبیل آبی رنگ در شکل 7 وقتی با نیروی 2000 N کشیده می شود ، چه شتابی به دست می آورد؟ جرم این خودرو 1.000 کیلوگرم است.
راه حل:
با اعمال قانون دوم نیوتن ، شتاب کمترین مقدار بین نیروی اعمال شده و جرم ماشین است
بنابراین ماشین شتاب 2 متر بر ثانیه خواهد داشت. هر ثانیه که بگذرد ، سرعت آن 2 متر بر ثانیه افزایش می یابد.
وزن یک جسم
وزن بدن نیرویی است که زمین آن را به سمت خود می کشد. اگر جسمی آزادانه رها شود ، شتاب تقریبی 9,81/2 متر بر ثانیه بدست می آورد که به عنوان "شتاب گرانش (g)" شناخته می شود.
وزن نیرویی است که همیشه به سمت زمین هدایت می شود. طبق قانون دوم نیوتن ، این ماده به شرح زیر است: وزن = میلی گرم
در هرجای کره زمین جرم یک بدن یکسان است ، تغییر نمی کند ، اما شتاب جاذبه از یک نقطه به نقطه دیگر روی زمین متفاوت است ، بنابراین وزن نیز متفاوت است. دلیل این امر آن است که کره زمین طوری رفتار می کند که گویی تمام قدرت جذب آن در مرکز آن جمع شده است ، هرچه به مرکز آن نزدیکتر باشد ، نیروی جذب بیشتر خواهد بود ، وزن نیز بیشتر است. شکل 8 را ببینید.
ورزش 2 جرم زن با وزن 600 N چقدر است؟
راه حل
همانطور که در شکل 9 نشان داده شده است ، قانون دوم نیوتن برای تعیین وزن بدن اعمال می شود.
تمرین 3 تعیین وزن مردی که 70 کیلوگرم وزن دارد ، در حالی که در این مکان قرار دارد:
الف) دریا. در سطح دریا شتاب جاذبه g = 9,81 متر بر ثانیه است
ب) در قطب شمال که جاذبه آن g = 9,83 متر بر ثانیه است
ج) در خط استوا ، با g = 9,78 متر بر ثانیه
راه حل
شکل 10 محاسبه وزن انسان را در سطح دریا ، در قطب شمال و در خط استوا نشان می دهد. از آنجا که گرانش متفاوت است ، وزن ها متفاوت هستند ، اما جرم ثابت می ماند.
قانون سوم نیوتن "اصل عمل و واکنش"
قانون سوم نیوتن چنین می گوید "هر زمان که جسمی به جسمی دیگر نیرویی وارد می کند ، با نیرویی برابر و متضاد به جسم اول واکنش نشان می دهد". [5]
در شکل 11 این اصل را می توان مشاهده کرد: هنگامی که شخصی در قایق A قایق B. را هل می دهد. با پارو ، قایق B به سمت راست حرکت می کند ، در حالی که قایق A با نیروی واکنش قایق B در قایق A به سمت چپ حرکت می کند.
تمرین 4 نیرویی را که جدول کتاب را هل می دهد تعیین کنید.
راه حل:
طبق قانون عمل و عکس العمل (قانون سوم نیوتن) ، نیرویی که کتاب روی میز وارد می کند همان نیرویی است که میز روی کتاب وارد می کند ، فقط در جهت مخالف است. از آنجا که بزرگی نیروها از همان اندازه هستند ، اما در جهت مخالف ، مجموع نیروها صفر است و کتاب در حالت استراحت باقی می ماند (قانون اول نیوتن). شکل 13 را ببینید.
نتیجه گیری:
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.