Նյուտոնի օրենքները «հեշտ հասկանալի են»
Համար ուսումնասիրության շարժման օգտագործվում են որպես հիմք Նյուտոնի օրենքները, Դրանում հաստատվում են շարժումների և ուժերի միջև կապերը:
Այս օրենքներում բացատրվում են բնության երևույթները շարժման նկատմամբ: Դիտարկելով բնությունը `իներցիայի սկզբունքը հասավ այն ժամանակ, երբ դիտարկելով, որ շարժման մեջ գտնվող մարմիններն այն ինքնուրույն են պահպանում` առանց նրանց որևէ մեկի հրելու:
Մարմնի իներցիան հնարավոր է հաղթահարել ՝ դրա վրա ուժ գործադրելով ՝ մարմինը ներկայացնելով արագացում: Երկրորդ օրենքը հաստատում է փոխհարաբերությունները որոշելու համար այն արագացումը, որը մարմինը զգում է ուժի գործողության ներքո:
Լինելով Նյուտոնի երեք օրենքները ՝ մեխանիկայի հիմքերը, պարզ կերպով բացահայտում են այս սկզբունքները. Իներցիայի, զանգվածի և գործողության և արձագանքի սկզբունքը, հեշտ հասկանալի վարժություններով:
ՀԻՄՆԱԿԱՆ ՀԱՍԿԱՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԸ «հասկանալ Նյուտոնի օրենքները»
masa:
Մարմնի զանգվածը կազմում է այն նյութի քանակը, որը կազմում է այն: Այն չափվում է կիլոգրամներով (կգ) կամ ֆունտով (ֆունտ): [1]
Շարժումը `
Մարմնի դիրքի փոփոխություն `հղումային համակարգի մասով: [երկու]
Միասնական գծի շարժում.
Դա մարմնի այդ շարժումն է անընդհատ արագությամբ (մեծություն և ուղղություն), ուղիղ ուղիով: [3] Տե՛ս նկար 1-ը:
Արագացում
Anամանակի միավորի վրա օբյեկտի արագության փոփոխություն:
Ուժ:
Գործողություն, որն իրականացվում է մի մարմնի կողմից մյուսի վրա ՝ առաջացնելով շարժում կամ դեֆորմացիա:
Նյուտոնի առաջին օրենքը "Իներցիայի սկզբունքը"
Իներցիան նյութի հատկությունն է, որով, եթե մարմինը շարժման մեջ է, այն հակված է շարունակելու շարժվել, եթե հանգստանում է ՝ հակված է հանգստության: Տեսեք նկար 2. Որքան մեծ է մարմնի զանգվածը, այնքան մեծ է նրա իներցիան:
Իսահակ Նյուտոնի կողմից հաստատված իներցիայի սկզբունքը ենթադրում է, որ դա "Եթե մարմնի վրա որևէ ուժ չի գործում, կամ միմյանց չեղարկող մի քանի ուժեր գործում են, ապա մարմինը հանգստանում է կամ ուղղահայաց ուղղաձիգ շարժման մեջ է:". [4] Տե՛ս նկար 3:
Ստամոքսի տհաճ սենսացիան, որը զգացվում է վերելակի կտրուկ գործարկման ժամանակ, պայմանավորված է իներցիայով, մարմնի շարժման դիմադրողականությամբ: Իներցիա է նկատվում նաև այն ժամանակ, երբ մեքենայի վարորդը արագացնում է, և մեքենայի ուղևորները հետ են թեքվում, եթե վարորդը հանկարծակի արգելակում է, ուղևորները հենվում են առաջ ՝ ձգտելով շարունակել իրենց ունեցած շարժումը:
Նյուտոնի երկրորդ օրենքը «անգվածի սկզբունքը»
Մարմնի իներցիան հաղթահարելու համար կարող է ուժ գործադրվել: Նյուտոնի երկրորդ օրենքը սահմանում է գործադրվող ուժի, առարկայի զանգվածի և նրա ստացած արագացման միջև կապը:
Նկար 4-ում դուք ունեք երկու ձի, որոնք նույն ուժն են գործադրում սայլի վրա, բայց աջ կողմում գտնվող սայլի մեջ ավելի մեծ զանգված կա, ուստի սայլը ավելի դանդաղ է շարժվելու ՝ ավելի քիչ արագացումով:
Նկար 5-ում կա երկու սայլ, որոնք ունեն նույն զանգվածը: Ավելի մեծ ուժ է գործադրվում աջ կողմում գտնվող սայլի վրա, քանի որ այն ունի երկու ձի, ուստի սայլը կշարժվի ավելի մեծ արագացումով, քան ձախում:
Նյուտոնի երկրորդ օրենքում այդ մասին ասվում է «Արագացումը, որը մարմինը ձեռք է բերում ուժի գործողության ներքո, ուղիղ համեմատական է ուժին ՝ հակադարձ համեմատական իր զանգվածին». Տե՛ս նկար 6-ը:
Վարժություն 1 Ի՞նչ արագացում է ձեռք բերում նկար 7-ում պատկերված կապույտ մեքենան, երբ այն քաշվում է 2000 Ն ուժով: Մեքենայի զանգվածը 1.000 կգ է:
Solution:
Կիրառելով Նյուտոնի երկրորդ օրենքը ՝ արագացումը գործակից ուժի և մեքենայի զանգվածի միջև եղած քանակն է
Այսպիսով մեքենան կունենա 2 մ / վ 2 արագացում: Անցած յուրաքանչյուր վայրկյանի համար դրա արագությունը կավելանա 2 մ / վ-ով:
Առարկայի քաշը
Մարմնի քաշը այն ուժն է, որով երկիրը քաշում է այն դեպի իրեն: Եթե օբյեկտը ազատ է ընկնում, այն ձեռք է բերում մոտավորապես 9,81 մ / վրկ արագություն, որը հայտնի է որպես «ինքնահոս արագացում (գ)»:
Քաշը ուժ է, որը միշտ ուղղված է դեպի գետնին: Նյուտոնի երկրորդ օրենքով այն տրվում է ՝ Քաշ = մգ
Մոլորակի ցանկացած վայրում մարմնի զանգվածը նույնն է, այն չի տարբերվում, այնուամենայնիվ, ծանրության արագացումը տատանվում է երկրի վրա մի կետից մյուսը, հետևաբար, կշիռը նույնպես փոփոխվում է: Դա պայմանավորված է նրանով, որ Երկիրն իրեն այնպես է պահում, կարծես իր ներգրավման ողջ ուժը կուտակված է իր կենտրոնում, որքան ավելի մոտ է գտնվում այն կենտրոնին, այնքան մեծ է ներգրավման ուժը, այնքան մեծ է քաշը: Տե՛ս նկար 8:
Վարժություն 2 Ո՞րն է 600 Ն քաշով կնոջ զանգվածը:
Լուծում
Նյուտոնի երկրորդ օրենքը կիրառվում է մարմնի քաշը որոշելու համար, ինչպես ցույց է տրված Նկար 9-ում:
Վարժություն 3 Որոշեք այն մարդու քաշը, որի զանգվածը 70 կիլոգրամ է, երբ նա գտնվում է.
ա) ծովը: Seaովի մակարդակում ինքնահոս արագացումը g = 9,81 մ / վրկ է
բ) հյուսիսային բևեռում, որտեղ ձգողականությունը g = 9,83 մ / վ 2 է
գ) Հասարակածում `g = 9,78 մ / վրկ
Լուծում
Նկար 10-ը ցույց է տալիս մարդու քաշի հաշվարկը ծովի մակարդակում, հյուսիսային բևեռում և հասարակածում: Քանի որ ծանրությունը տարբեր է, կշիռները տարբեր են, բայց զանգվածը մնում է հաստատուն:
Նյուտոնի երրորդ օրենքը «Գործողության և ռեակցիայի սկզբունքը»
Նյուտոնի երրորդ օրենքը ասում է, որ «Ամեն անգամ, երբ մարմինը ուժ է գործադրում (գործողություն) այլ մարմնի վրա, այն արձագանքում է առաջին մարմնի վրա կիրառվող հավասար և հակառակ ուժով», [5]
11-րդ նկարում կարելի է պահպանել այս սկզբունքը. Երբ A նավակում գտնվող մարդը հրում է նավակը B. Թիակով, B մակույկը շարժվում է աջ, իսկ A մակնիշը A նավի վրա գտնվող B մակույկի արձագանքի ուժով տեղափոխվում է ձախ:
Վարժություն 4 Որոշեք այն ուժը, որով սեղանը հրում է գիրքը:
Solution:
Գործողության և արձագանքի օրենքով (Նյուտոնի երրորդ օրենք), գրքի վրա սեղանին դրված ուժը նույնն է, ինչ գրքի վրա սեղանն է գործադրում, միայն թե այն հակառակ ուղղությամբ է: Քանի որ ուժերի մեծությունները նույն մեծության են, բայց հակառակ ուղղությամբ, ուժերի գումարը զրո է, իսկ գիրքը մնում է հանգիստ վիճակում (Նյուտոնի առաջին օրենք): Տե՛ս նկար 13-ը:
Եզրակացություններ.
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.