Newtons lover "enkle å forstå"
For studiet av bevegelse brukes som grunnlag Newtons lover. Den etablerer forholdet mellom bevegelser og krefter.
I disse lovene blir naturfenomenene med hensyn til bevegelse forklart. Ved å observere naturen ble treghetsprinsippet nådd når man observerte at kropper som er i bevegelse opprettholder det av seg selv uten å bli presset av noen.
Tregheten til en kropp kan overvinnes ved å utøve en kraft på den, kroppen presenterer en akselerasjon. Den andre loven etablerer forholdet for å bestemme akselerasjonen som et legeme opplever under handlingen av en styrke.
Å være Newtons tre lover, grunnlaget for mekanikken, blir på en enkel måte avslørt disse prinsippene: av treghet, av masse og prinsippet om handling og reaksjon, med lettfattelige øvelser.
GRUNNLEGGENDE BEGREP "å forstå Newtons lover"
Masse:
Massen til en kropp er mengden materie som utgjør den. Det måles i kilo (kg) eller pund (lb). [1]
bevegelse:
Endring av kroppens posisjon, i forhold til et referansesystem. [to]
Ensartet linjebevegelse:
Det er den bevegelsen til en kropp med konstant hastighet (størrelse og retning), med en rett vei. [3]. Se figur 1.
Akselerasjon:
Endring i hastigheten på et objekt per tidsenhet.
Styrke:
Handling som utøves av en kropp på en annen, produserer bevegelse eller deformasjon.
Newtons første lov "Prinsipp for treghet"
Treghet er materiens egenskap, som, hvis et legeme er i bevegelse, har det en tendens til å fortsette å bevege seg, hvis det er i ro har det en tendens til å holde seg i ro. Se figur 2. Jo større kroppsmasse, jo større treghet.
Treghetsprinsippet, etablert av Isaac Newton, postulerer det "Hvis ingen krefter virker på kroppen, eller flere krefter som avbryter hverandre, er kroppen i ro eller i ensartet rettlinjet bevegelse". [4]. Se figur 3.
Den ubehagelige følelsen i magen som kjennes når en heis starter brått, skyldes treghet, kroppens motstand mot å bevege seg. Treghet observeres også når føreren av et kjøretøy akselererer og passasjerene i kjøretøyet lener seg bakover. Hvis føreren plutselig bremser, lener passasjerene seg fremover og pleier å fortsette med bevegelsen de hadde.
Newtons andre lov "Masseprinsipp"
For å overvinne tregheten til en kropp, kan en kraft påføres. Newtons andre lov etablerer forholdet mellom den påførte kraften, gjenstandens masse og akselerasjonen den får.
I figur 4 har du to hester som utøver samme kraft på en vogn, men i vognen til høyre er det mer masse, så vognen vil bevege seg langsommere, med mindre akselerasjon.
I figur 5 er det to vogner som har samme masse. Det utøves større styrke på vognen til høyre siden den har to hester, så vognen vil bevege seg med større akselerasjon enn den til venstre.
Sier Newtons andre lov det "Akselerasjonen som et legeme tilegner seg, under påvirkning av en styrke, er direkte proporsjonal med styrken i omvendt proporsjonal med dens masse". Se figur 6.
Oppgave 1 Hvilken akselerasjon får den blå bilen i figur 7 når den trekkes med en kraft på 2000 N? Bilen har en masse på 1.000 kg.
Løsning:
Ved å anvende Newtons andre lov er akselerasjonen kvotienten mellom den påførte kraften og bilens masse
Dermed vil bilen ha en akselerasjon på 2 m / s2. For hvert sekund som går vil hastigheten øke med 2m / s.
Vekt på et objekt
Vekten av et legeme er kraften som jorden trekker den mot seg. Hvis et objekt slippes fritt, får det en akselerasjon på omtrent 9,81 m / s2, kjent som "tyngdekraftens akselerasjon (g)".
Vekt er en kraft som alltid er rettet mot bakken. Ved Newtons andre lov er den gitt av: Vekt = mg
På et hvilket som helst sted på planeten er kroppens masse den samme, den varierer ikke, men tyngdekraftens akselerasjon varierer fra ett punkt til et annet på jorden, derfor varierer vekten også. Dette er fordi Jorden oppfører seg som om all sin tiltrekningskraft var samlet i sentrum, jo nærmere sentrum den er plassert, jo større tiltrekningskraft, jo større vekt. Se figur 8.
Oppgave 2 Hva er massen til en kvinne som veier 600 N?
Oppløsning
Newtons andre lov er brukt for å bestemme vekten til et legeme, som vist i figur 9.
Øvelse 3 Bestem vekten til en mann med en vekt på 70 kg når han befinner seg på:
a) Havet. Ved havnivå er tyngdekraften g = 9,81 m / s2
b) Ved nordpolen, hvor tyngdekraften er g = 9,83 m / s2
c) Ved ekvator, med g = 9,78 m / s2
Oppløsning
Figur 10 viser beregningen av menneskets vekt på havnivå, på nordpolen og ved ekvator. Siden tyngdekraften er forskjellig, er vektene forskjellige, men massen forblir konstant.
Newtons tredje lov "prinsipp for handling og reaksjon"
Newtons tredje lov sier det "Hver gang et legeme utøver en kraft (handling) på et annet legeme, reagerer det med en lik og motsatt kraft påført det første legemet". [5].
I figur 11 kan dette prinsippet observeres: når en person på båt A skyver båt B. Med åra beveger båt B seg til høyre, mens båt A beveger seg til venstre ved reaksjonskraften til båt B på båt A.
Øvelse 4 Bestem hvilken kraft bordet skyver boken med.
Løsning:
I henhold til handlingsloven og reaksjonen (Newtons tredje lov) er styrken som utøves av boken på bordet den samme som kraften som utøves av bordet på boka, bare den er i motsatt retning. Siden størrelsen på kreftene er av samme størrelse, men i motsatt retning, er summen av kreftene null og boka forblir i ro (Newtons første lov). Se figur 13.
KONKLUSJONER:
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.