ニュートンの法則は「理解しやすい」
運動の研究のために基礎として使用されます ニュートンの法則。 それは動きと力の間の関係を確立します。
これらの法則では、運動に関する自然現象が説明されています。 自然を観察すると、動いている物体が誰にも押されることなく自然を維持していることを観察すると、慣性の原理に到達しました。
物体に力を加えることにより、物体の慣性を克服することができ、物体は加速度を示します。 第二法則は、力の作用下で物体が経験する加速度を決定するための関係を確立します。
であること 力学の基礎であるニュートンのXNUMXつの法則は、簡単な方法で、慣性、質量、および作用と反作用の原理を公開しています。 わかりやすい演習で。
基本概念「ニュートンの法則を理解する」
質量：
体の質量は、それを構成する物質の量です。 キログラム（kg）またはポンド（lb）で測定されます。 [1]
Movimiento：
参照系に対する体の位置の変更。 [二]
均一なラインの動き：
それは、まっすぐな経路で、一定の速度（大きさと方向）での物体の動きです。 [3]。 図1を参照してください。
加速度：
単位時間あたりのオブジェクトの速度の変化。
力：
ある物体が別の物体に及ぼす作用で、動きや変形を引き起こします。
ニュートンの第一法則 「慣性の原理「
慣性は物質の特性であり、それによって、体が動いている場合、それは動き続ける傾向があり、それが静止している場合、それは静止し続ける傾向があります。 図2を参照してください。物体の質量が大きいほど、その慣性は大きくなります。
アイザックニュートンによって確立された慣性の原理は、 「物体に力が作用しない場合、または互いに打ち消し合う複数の力が作用する場合、物体は静止しているか、均一な直線運動をしています。"。 [4]。 図3を参照してください。
エレベータが突然始動したときに感じる胃の不快感は、慣性によるものであり、体の動きに対する抵抗によるものです。 慣性は、車両の運転者が加速し、車両の乗客が後ろに傾いたときにも観察されます。運転者が急ブレーキをかけた場合、乗客は前に傾いて、彼らが持っていた動きを続ける傾向があります。
ニュートンの第二法則「質量の原理」
物体の慣性を克服するために、力を加えることができます。 ニュートンの第XNUMX法則は、加えられた力、物体の質量、および物体が獲得する加速度の間の関係を確立します。
図4では、カートに同じ力を加えるXNUMX頭の馬がいますが、右側のカートでは質量が大きいため、カートの動きは遅くなり、加速は少なくなります。
図5には、同じ質量のXNUMXつのカートがあります。 右側のカートはXNUMX頭の馬がいるため、より大きな力がかかり、左側のカートよりも大きな加速度で移動します。
ニュートンの第XNUMX法則は、次のように述べていますか？ 「力の作用下で物体が獲得する加速度は、その質量に反比例して力に正比例します」. 図6を参照してください。
演習1図7の青い車は、2000 Nの力で引っ張られたときに、どのような加速度を獲得しますか？ 車の質量は1.000kgです。
解決策：
ニュートンの第XNUMX法則を適用すると、加速度は加えられた力と車の質量の間の商です。
したがって、車の加速度は2 m / s2になります。 2秒が経過するごとに、その速度はXNUMXm / sずつ増加します。
オブジェクトの重量
物体の重さは、地球が物体を引き寄せる力です。 物体を自由に落下させると、「重力加速度（g）」と呼ばれる約9,81 m / s2の加速度が発生します。
重量は常に地面に向けられる力です。 ニュートンの第XNUMX法則により、次の式で与えられます。重量= mg
地球上のどこでも、物体の質量は同じで変化しませんが、重力の加速度は地球上のある地点から別の地点まで変化するため、重量も変化します。 これは、地球がその中心にすべての引力が蓄積されているかのように振る舞うためです。地球が中心に近いほど、引力が大きくなり、重量が大きくなります。 図8を参照してください。
演習2体重600Nの女性の質量はどれくらいですか。
ソリューション
図9に示すように、ニュートンの第XNUMX法則は、物体の重量を決定するために適用されます。
演習3次の場所にいるときの体重が70キログラムの男性の体重を測定します。
a）海。 海面での重力加速度はg = 9,81 m / s2です。
b）重力がg = 9,83 m / s2である北極で
c）赤道で、g = 9,78 m / s2
ソリューション
図10は、海面、北極、赤道での人間の体重の計算を示しています。 重力が異なるため、重量は異なりますが、質量は一定のままです。
ニュートンの第XNUMX法則「行動と反作用の原理」
ニュートンの第XNUMX法則は、 「ある物体が別の物体に力（作用）を及ぼすときはいつでも、最初の物体に加えられた等しく反対の力に反応します」。 [5]。
図11では、この原理を観察できます。ボートAの人がボートBを押すと、ボートBは右に移動し、ボートAはボートAのボートBの反力によって左に移動します。
演習4テーブルが本を押す力を決定します。
解決策：
行動と反作用の法則（ニュートンの第13法則）により、本がテーブルに及ぼす力は、テーブルが本に及ぼす力と同じですが、反対方向にあるだけです。 力の大きさは同じ大きさですが、反対方向であるため、力の合計はゼロであり、本は静止したままです（ニュートンの最初の法則）。 図XNUMXを参照してください。
結論：
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.