Định luật Newton "dễ hiểu"
Đối với việc nghiên cứu chuyển động được sử dụng làm cơ sở Định luật Newton. Trong đó, các mối quan hệ giữa chuyển động và lực được thiết lập.
Trong các định luật này, các hiện tượng tự nhiên liên quan đến chuyển động được giải thích. Quan sát tự nhiên, nguyên tắc quán tính đã đạt được, khi quan sát thấy các vật thể đang chuyển động tự duy trì nó mà không bị ai đẩy.
Quán tính của một vật có thể được khắc phục bằng cách tác dụng một lực lên nó, vật thể hiện một gia tốc. Định luật thứ hai thiết lập mối quan hệ để xác định gia tốc mà một vật thể chịu tác dụng của một lực.
Là Ba định luật của Newton, cơ sở của cơ học, được trình bày một cách đơn giản, những nguyên lý này: quán tính, khối lượng và nguyên tắc hành động và phản ứng, với các bài tập dễ hiểu.
CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN "để hiểu các định luật Newton"
Khối lượng:
Khối lượng của một cơ thể là lượng vật chất tạo nên nó. Nó được đo bằng kilogam (kg) hoặc pound (lb). [1]
Phong trào:
Thay đổi vị trí của cơ thể, đối với hệ quy chiếu. [hai]
Chuyển động dòng thống nhất:
Đó là chuyển động của một vật với tốc độ không đổi (độ lớn và hướng), với một đường thẳng. [3]. Xem hình 1.
Sự tăng tốc:
Thay đổi tốc độ của một vật trên một đơn vị thời gian.
Sức mạnh:
Hành động do cơ thể này tác động lên cơ thể khác, tạo ra chuyển động hoặc biến dạng.
Định luật đầu tiên của Newton "Nguyên lý quán tính"
Quán tính là thuộc tính của vật chất, theo đó, nếu một cơ thể đang chuyển động, nó có xu hướng tiếp tục chuyển động, nếu nó dừng lại, nó có xu hướng dừng lại. Xem hình 2. Một vật có khối lượng càng lớn thì quán tính của nó càng lớn.
Nguyên lý quán tính, được thiết lập bởi Isaac Newton, giả định rằng "Nếu không có lực nào tác động lên một cơ thể hoặc một số lực triệt tiêu lẫn nhau thì cơ thể đang ở trạng thái nghỉ hoặc chuyển động thẳng đều.". [4]. Xem hình 3.
Cảm giác khó chịu trong dạ dày khi thang máy khởi động đột ngột là do quán tính, sức cản của cơ thể di chuyển. Quán tính cũng được quan sát khi người điều khiển xe tăng tốc và hành khách trên xe ngả người về phía sau, nếu người lái xe phanh gấp thì hành khách nghiêng người về phía trước, có xu hướng tiếp tục chuyển động của mình.
Định luật thứ hai của Newton "Nguyên tắc của khối lượng"
Để khắc phục quán tính của vật, người ta có thể tác dụng một lực. Định luật thứ hai của Newton thiết lập mối quan hệ giữa lực tác dụng, khối lượng của vật thể và gia tốc mà nó có được.
Trong hình 4, bạn có hai con ngựa cùng tác dụng một lực vào một xe hàng, nhưng xe hàng bên phải có khối lượng nhiều hơn nên xe sẽ chuyển động chậm hơn, gia tốc nhỏ hơn.
Trong hình 5, có hai xe đẩy có cùng khối lượng. Lực lớn hơn được tác dụng vào xe bên phải vì nó có hai con ngựa nên xe sẽ chuyển động với gia tốc lớn hơn xe bên trái.
Định luật thứ hai của Newton có phát biểu rằng "Gia tốc mà một vật có được, dưới tác dụng của một lực, tỷ lệ thuận với lực tỷ lệ nghịch với khối lượng của nó". Xem hình 6.
Bài tập 1 Ô tô màu xanh trong hình 7 thu được gia tốc nào khi được kéo một lực 2000 N? Xe có khối lượng 1.000 kg.
Giải pháp:
Áp dụng định luật II Newton, gia tốc là thương số giữa lực tác dụng và khối lượng của ô tô
Như vậy ô tô sẽ có gia tốc 2 m / s2. Cứ mỗi giây trôi qua thì tốc độ của nó tăng thêm 2m / s.
Trọng lượng của một vật
Trọng lượng của một cơ thể là lực mà trái đất kéo nó về phía nó. Nếu một vật được thả rơi tự do, nó thu được gia tốc xấp xỉ 9,81 m / s2, được gọi là “gia tốc trọng trường (g)”.
Trọng lượng là lực luôn hướng vào mặt đất. Theo định luật thứ hai của Newton, nó được cho bởi: Trọng lượng = mg
Ở bất kỳ nơi nào trên hành tinh, khối lượng của một vật là như nhau, không thay đổi, tuy nhiên, gia tốc trọng trường thay đổi từ điểm này đến điểm khác trên trái đất, do đó, trọng lượng cũng khác nhau. Điều này là do Trái đất hoạt động như thể tất cả sức hút của nó đều được tích tụ ở trung tâm của nó, vị trí càng gần trung tâm thì lực hút càng lớn, trọng lượng càng lớn. Xem hình 8.
Bài tập 2 Khối lượng của một người phụ nữ nặng 600 N là bao nhiêu?
Giải pháp
Để xác định trọng lượng của một vật, người ta áp dụng định luật thứ hai của Newton, như trong Hình 9.
Bài tập 3 Xác định khối lượng của một người đàn ông có khối lượng 70 kilôgam, khi anh ta ở vị trí:
a) Biển. Ở mực nước biển, gia tốc trọng trường là g = 9,81 m / s2
b) Ở cực bắc, nơi có trọng lực g = 9,83 m / s2
c) Ở xích đạo, với g = 9,78 m / s2
Giải pháp
Hình 10 cho thấy việc tính toán trọng lượng của con người ở mực nước biển, ở cực bắc và ở đường xích đạo. Vì lực hấp dẫn khác nhau, trọng lượng khác nhau, nhưng khối lượng không đổi.
Định luật thứ ba của Newton "Nguyên tắc của Hành động và Phản ứng"
Định luật thứ ba của Newton phát biểu rằng "Bất cứ khi nào một cơ thể tác động một lực (tác động) lên cơ thể khác, nó sẽ phản ứng với một lực ngang bằng và ngược chiều tác dụng lên cơ thể thứ nhất". [5].
Trong hình 11 có thể quan sát nguyên tắc này: khi một người trên thuyền A đẩy thuyền B. Với mái chèo, thuyền B chuyển động sang phải, còn thuyền A chuyển động sang trái do phản lực của thuyền B đối với thuyền A.
Bài tập 4 Xác định lực mà mặt bàn đẩy sách.
Giải pháp:
Theo định luật tác dụng và phản lực (định luật thứ ba của Newton), lực tác dụng của cuốn sách lên bàn giống như lực tác dụng của chiếc bàn lên cuốn sách, chỉ khác là có chiều ngược lại. Vì độ lớn của các lực có cùng độ lớn, nhưng ngược hướng, nên tổng các lực bằng không và cuốn sách vẫn đứng yên (định luật I Newton). Xem hình 13.
KẾT LUẬN:
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.