Dem Newton seng Gesetzer "einfach ze verstoen"
Fir d'Studie vu Bewegung ginn als Basis benotzt Newtons Gesetzer. Et etabléiert d'Bezéiungen tëscht Bewegungen a Kräften.
An dëse Gesetzer ginn d'Phänomener vun der Natur a Bezuch op d'Bewegung erkläert. D'Observatioun vun der Natur, de Prinzip vun der Inertie gouf erreecht, wann een observéiert datt Kierper déi a Bewegung sinn eleng behalen ouni vu jidderengem gedréckt ze ginn.
D'Inertie vun engem Kierper kann iwwerwonne ginn andeems hien eng Kraaft ausübt, de Kierper presentéiert eng Beschleunegung. Dat zweet Gesetz etabléiert d'Relatioun fir d'Beschleunegung ze bestëmmen déi e Kierper ënner der Handlung vun enger Kraaft erlieft.
Sinn den Dem Newton seng dräi Gesetzer, d'Basis vun der Mechanik, ginn op eng einfach Manéier dës Prinzipien ausgesat: vun der Inertie, der Mass an dem Prinzip vun der Handlung an der Reaktioun, mat liicht verständlechen Übungen.
BASIC CONCEPTS "Newton d'Gesetzer ze verstoen"
Mass:
D'Mass vun engem Kierper ass d'Quantitéit vun der Matière déi et ausmécht. Et gëtt a Kilogramm (kg) oder Pond (lb) gemooss. [1]
Bewegung:
Positiounsännerung vun engem Kierper, am Bezuch op e Bezuchssystem. [zwee]
Eenheetlech Linnebewegung:
Et ass dës Bewegung vun engem Kierper mat konstanter Geschwindegkeet (Magnitude a Richtung), mat engem richtege Wee. [3]. Kuckt d'Figur 1.
Beschleunegung:
Ännerung an der Geschwindegkeet vun engem Objet pro Zäitenheet.
Kraaft:
Handlung déi vun engem Kierper op en anert ausgeübt gëtt a Bewegung oder Deformatioun produzéiert.
Dem Newton säin éischt Gesetz "Prinzip vun der Inertie"
Inertie ass d'Eegeschafte vun der Matière, duerch déi, wann e Kierper a Bewegung ass, et tendéiert sech weider ze beweegen, wann et a Rou ass, ass et éischter am Rescht ze bleiwen. Kuckt d'Figur 2. Wat méi grouss d'Mass vun engem Kierper ass, wat seng Inertie méi grouss ass.
De Prinzip vun der Inertie, etabléiert vum Isaac Newton, postuléiert dat "Wa keng Kraaft op e Kierper wierkt, oder e puer Kräften, déi sech géigesäiteg handelen annuléieren, da steet de Kierper a Rou oder an enger eenheetlecher rechteger Bewegung". [4]. Kuckt d'Figur 3.
Déi désagréabel Sensatioun am Mo déi gefillt gëtt wann e Lift abrupt ufänkt, ass wéinst Inertie, dem Widderstand vum Kierper ze bewegen. Inertie gëtt och beobachtet wann de Chauffer vun engem Gefier beschleunegt an d'Passagéier vum Gefier no hannen hänken, wann de Chauffer plötzlech bremst, leie sech d'Passagéier no vir, tendéiere weider mat der Bewegung déi se haten.
Dem Newton säin Zweet Gesetz "Prinzip vun der Mass"
Fir d'Inertie vun engem Kierper ze iwwerwannen, kann eng Kraaft ugewannt ginn. Dem Newton säin zweet Gesetz etabléiert d'Relatioun tëscht der ugewandter Kraaft, der Mass vum Objet an der Beschleunegung déi et kritt.
An der Figur 4 hutt Dir zwee Päerd déi déiselwecht Kraaft op e Won ausüben, awer am Won riets ass méi Mass, sou datt de Won méi lues geet, mat manner Beschleunegung.
An der Figur 5 ginn et zwou Karren déi déiselwecht Mass hunn. Méi grouss Kraaft gëtt op de Won op der rietser Säit ausgeübt well et zwee Päerd huet, sou datt de Won mat méi héijer Beschleunegung wäert bewege wéi deen op der lénker Säit.
Stellt dem Newton säin zweet Gesetz dat "D'Beschleunegung, déi e Kierper kritt, ënner der Handlung vun enger Kraaft, ass direkt proportional zu der Kraaft an ëmgedréint proportional zu senger Mass". Kuckt d'Figur 6.
Übung 1 Wéi eng Beschleunegung kritt de bloen Auto an der Figur 7 wann e mat enger Kraaft vun 2000 N gezunn ass? Den Auto huet eng Mass vun 1.000 kg.
Solution:
Dem Newton säin zweet Gesetz anzesetzen ass d'Beschleunegung de Quotient tëscht der ugewandter Kraaft an der Mass vum Auto
Sou huet den Auto eng Beschleunegung vun 2 m / s2. Fir all Sekonn déi passéiert, wäert seng Geschwindegkeet ëm 2m / s eropgoen.
Gewiicht vun engem Objet
D'Gewiicht vun engem Kierper ass d'Kraaft mat där d'Äerd et Richtung et zitt. Wann en Objet fräi fällt, kritt en eng Beschleunegung vun ongeféier 9,81 m / s2, bekannt als "Gravitatiounsbeschleunegung (g)".
Gewiicht ass eng Kraaft déi ëmmer Richtung Buedem geriicht ass. Nom Newton sengem zweete Gesetz gëtt et vun: Gewiicht = mg
Iwwerall um Planéit ass d'Mass vun engem Kierper déiselwecht, et variéiert net, awer d'Beschleunegung vun der Schwéierkraaft variéiert vun engem Punkt zum aneren op der Äerd, dofir variéiert d'Gewiicht och. Dëst ass well d'Äerd verhält wéi wann all hir Attraktiounskraaft a sengem Zentrum géif accumuléiert ginn, wat méi no beim Zentrum se ass, wat méi grouss d'Kraaft vun der Attraktioun ass, wat méi Gewiicht ass. Kuckt d'Figur 8.
Übung 2 Wat ass d'Mass vun enger Fra déi 600 N waacht?
Solution
Dem Newton säin zweet Gesetz gëtt ugewannt fir d'Gewiicht vun engem Kierper ze bestëmmen, wéi an der Figure 9.
Übung 3 Bestëmmt d'Gewiicht vun engem Mann deem seng Mass 70 Kilogramm ass, wann e bei:
a) D'Mier. Um Mieresspigel ass d'Schwéierkraaftbeschleunigung g = 9,81 m / s2
b) Um Nordpol, wou d'Schwéierkraaft g = 9,83 m / s2 ass
c) Beim Äquator, mat g = 9,78 m / s2
Solution
Figur 10 weist d'Berechnung vum Gewiicht vum Mënsch um Mieresspigel, um Nordpol an um Äquator. Well d'Gravitatioun anescht ass, sinn d'Gewichte verschidden, awer d'Mass bleift konstant.
Dem Newton säin Drëtt Gesetz "Prinzip vun Aktioun a Reaktioun"
Dem Newton säin drëtt Gesetz seet dat "Wann ëmmer e Kierper eng Kraaft (Handlung) op en anere Kierper ausübt, reagéiert en mat enger gläicher an entgéintgesater Kraaft déi op den éischte Kierper applizéiert gëtt". [5] an.
An der Figur 11 kann dëse Prinzip observéiert ginn: wann eng Persoun um Boot A dréckt d'Boot B. Mat dem Roer beweegt d'Boot B no riets, wärend d'Boot A no lénks duerch d'Reaktiounskraaft vum Boot B um Boot A. réckelt.
Übung 4 Bestëmmt d'Kraaft mat där den Dësch d'Buch dréckt.
Solution:
Duerch Handlungs- a Reaktiounsgesetz (dem Newton säin drëtt Gesetz) ass d'Kraaft, déi vum Buch op den Dësch ausgeübt gëtt, déiselwecht wéi d'Kraaft, déi vum Dësch op d'Buch ausgeübt gëtt, nëmmen an der entgéintgesater Richtung. Well d'Gréisst vun de Kräfte vun der selwechter Magnitude sinn, awer an der entgéintgesater Richtung ass d'Zomm vun de Kräfte null an d'Buch bleift a Rou (dem Newton säin éischt Gesetz). Kuckt d'Figur 13.
CONCLUSIOUNEN:
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.