Newtonove zákony „ľahko pochopiteľné“
Pri štúdiu pohybu sa používajú ako základ Newtonove zákony. V ňom sa ustanovujú vzťahy medzi pohybmi a silami.
V týchto zákonoch sú vysvetlené prírodné javy týkajúce sa pohybu. Pri pozorovaní prírody sa dosiahol princíp zotrvačnosti, keď sa zistilo, že telesá, ktoré sú v pohybe, si ju udržiavajú samy bez toho, aby na nich niekto tlačil.
Zotrvačnosť tela sa dá prekonať pôsobením sily, ktorá predstavuje zrýchlenie. Druhý zákon ustanovuje vzťah na určenie zrýchlenia, ktoré telo zažíva pri pôsobení sily.
Byť Tri Newtonove zákony, základy mechaniky, sú jednoduchým spôsobom vystavené týmto princípom: zotrvačnosti, hmotnosti a princípu akcie a reakcie, s ľahko pochopiteľnými cvičeniami.
ZÁKLADNÉ POJMY „porozumieť Newtonovým zákonom“
hmotnosť:
Hmotnosť tela je množstvo hmoty, ktorá ho tvorí. Meria sa v kilogramoch (kg) alebo librách (lb). [1]
pohyb:
Zmena polohy tela vzhľadom na referenčný systém. [dva]
Rovnomerný pohyb čiary:
Jedná sa o pohyb tela konštantnou rýchlosťou (veľkosť a smer), s priamou cestou. [3]. Pozri obrázok 1.
Zrýchlenie:
Zmena rýchlosti objektu za jednotku času.
Sila:
Činnosť vyvíjaná jedným telom na druhé, spôsobujúca pohyb alebo deformáciu.
Prvý zákon Newtona "Princíp zotrvačnosti"
Zotrvačnosť je vlastnosť hmoty, pomocou ktorej, ak je telo v pohybe, má tendenciu sa stále pohybovať, ak je v pokoji, má tendenciu zostať v pokoji. Pozri obrázok 2. Čím väčšia je hmotnosť telesa, tým väčšia je jeho zotrvačnosť.
Princíp zotrvačnosti stanovený Isaacom Newtonom to predpokladá "Ak na telo nepôsobí žiadna sila alebo pôsobí viac síl, ktoré sa navzájom rušia, je telo v pokoji alebo v rovnomernom priamočiarom pohybe". [4]. Pozri obrázok 3.
Nepríjemný pocit v žalúdku, ktorý človek pocíti pri náhlom spustení výťahu, je dôsledkom zotrvačnosti, odporu tela v pohybe. Zotrvačnosť sa tiež pozoruje, keď vodič vozidla akceleruje a cestujúci sa nakláňajú dozadu. Ak vodič náhle zabrzdí, cestujúci sa naklonia dopredu a majú tendenciu pokračovať v pohybe, ktorý mali.
Newtonov druhý zákon „princíp omše“
Na prekonanie zotrvačnosti tela môže byť použitá sila. Druhý Newtonov zákon ustanovuje vzťah medzi aplikovanou silou, hmotnosťou objektu a získaným zrýchlením.
Na obrázku 4 máte dva kone, ktoré vyvíjajú rovnakú silu na vozík, ale v košíku napravo je viac hmoty, takže vozík sa bude pohybovať pomalšie a s menšou akceleráciou.
Na obrázku 5 sú dva vozíky, ktoré majú rovnakú hmotnosť. Na kôš vpravo pôsobí väčšia sila, pretože má dva kone, takže vozík sa bude pohybovať s väčším zrýchlením ako ten vľavo.
Uvádza to druhý Newtonov zákon „Zrýchlenie, ktoré teleso získa pôsobením sily, je priamo úmerné sile nepriamo úmernej jej hmotnosti“. Pozri obrázok 6.
Cvičenie 1 Aké zrýchlenie získa modré auto na obrázku 7, keď je ťahané silou 2000 1.000 N? Auto má hmotnosť XNUMX XNUMX kg.
riešenie:
Pri použití druhého Newtonovho zákona je zrýchlenie kvocientom medzi použitou silou a hmotnosťou automobilu
Automobil tak bude mať akceleráciu 2 m / s2. S každou ďalšou sekundou sa jeho rýchlosť zvýši o 2 m / s.
Hmotnosť predmetu
Váha tela je sila, pomocou ktorej ho Zem priťahuje k sebe. Ak predmet spadne voľne, dosiahne zrýchlenie približne 9,81 m / s2, známe ako „gravitačné zrýchlenie (g)“.
Váha je sila, ktorá smeruje vždy k zemi. Podľa druhého Newtonovho zákona je daný: Hmotnosť = mg
Hmotnosť telesa kdekoľvek na planéte je rovnaká, nemení sa. Avšak gravitačné zrýchlenie sa líši od jedného bodu k druhému na Zemi, preto sa tiež líši hmotnosť. Je to preto, že Zem sa chová, akoby sa všetka jej sila príťažlivosti akumulovala v jej strede, čím bližšie k stredu sa nachádza, tým väčšia je sila príťažlivosti, tým väčšia je váha. Pozri obrázok 8.
Cvičenie 2 Aká je hmotnosť ženy vážiacej 600 N?
Riešenie
Na určenie hmotnosti tela sa použije Newtonov druhý zákon, ako je to znázornené na obrázku 9.
Cvičenie 3 Určte hmotnosť človeka, ktorého hmotnosť je 70 kilogramov, keď sa nachádza na adrese:
a) more. Na hladine mora je gravitačné zrýchlenie g = 9,81 m / s2
b) Na severnom póle, kde je gravitácia g = 9,83 m / s2
c) Na rovníku, s g = 9,78 m / s2
Riešenie
Obrázok 10 zobrazuje výpočet hmotnosti človeka na úrovni mora, na severnom póle a na rovníku. Pretože gravitácia je iná, hmotnosti sa líšia, ale hmotnosť zostáva konštantná.
Tretí Newtonov zákon „Princíp činnosti a reakcie“
Tretí Newtonov zákon to hovorí „Kedykoľvek teleso vyvíja silu (akciu) na iné teleso, reaguje rovnakou a opačnou silou, akou pôsobí na prvé teleso“. [5].
Na obrázku 11 je možné pozorovať túto zásadu: keď osoba na lodi A tlačí loď B. Veslom sa loď B pohybuje doprava, zatiaľ čo loď A sa pohybuje vľavo silou reakcie lode B na loď A.
Cvičenie 4 Určte silu, ktorou stôl tlačí knihu.
riešenie:
Podľa zákona akcie a reakcie (tretí Newtonov zákon) je sila vyvíjaná knihou na stole rovnaká ako sila vyvíjaná tabuľkou na knihu, iba je opačným smerom. Keďže veľkosti síl sú rovnako veľké, ale v opačnom smere je súčet síl nulový a kniha zostáva v pokoji (Newtonov prvý zákon). Pozri obrázok 13.
ZÁVERY:
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.