Newton yasaları. Newton'un İkinci Kanunu. Newton yasaları - üslup

gözlem, hipotez, deney, teori: deney temelinde doğal fenomenlerin çalışma sadece tüm aşamalarında uyulması koşulu altında mümkündür. belirlemek ve gerçekleri karşılaştırır Gözlem, hipotez deneysel olarak onaylanması gerekiyor, bu mümkün onlara detaylı bilimsel bir açıklama yapar. trafik izleme organları yapılması ilginç bir sonuca yol açmıştır: Vücudun hızındaki değişikliğin sadece başka bir vücutta etkisi altında mümkündür.

Eğer merdivenlerden yukarı hızlı çalıştırırsanız Örneğin, sadece karşısındaki duvara çalıştırmak etmemek için, korkuluk (yön değiştirme) kapmak veya (hız değişikliğinin büyüklüğünü) duraklatma açmanız gerekmektedir.

Benzer fenomenlerin Gözlemler fizik bölümünün yaratılmasına yol açmıştır, öğrenci bedenlerini neden veya gerilme hızını değiştirmek.

dinamiklerinin Temelleri

Fiziksel beden hiçbir şekilde veya istirahat hareket neden bu tasarlanmıştır konuşmacının yıllık Soruya cevap.

kalanı durumunu düşünün. kavramına dayanarak hareket görelilik, biz kesinlikle hareketsiz cisimler olamayacağını sonuca varabiliriz. Her kişi, birbirine göre hareket eden referans bir gövde ile ilişkili olarak sabitlenmiştir. Örneğin, masanın üstünde duran bir kitap, masanın göre sabit olan, ancak geçen kişiye nazaran konumunu düşünün, sonra doğal sonuca yapın: Kitap hareket ediyor.

Bu nedenle, eylemsiz referans sistemlerinde kaplı cisimlerin hareket yasaları. Bu nedir?

Vücut istirahat veya bir düzgün ve yürütür atalet referans sistemi adı verilen doğrusal hareketi diğer konular veya nesnelere maruz yokluğunda.

Yukarıdaki örnekte, bir tablo ile ilişkili referans sistemi atalet olarak adlandırılabilir. düz bir hat üzerinde tek biçimli bir hareketle bir adam, ISO bir referans gövdesi olarak hizmet edebilir. Onun hareketi hızlandırılacak, o zaman eylemsizlik CO olamaz onunla ilişkilendirmek.

Aslında, bu tür bir sistem, katı dünya yüzeyine sabitlenmiş organları ile korele edilebilir. Bununla birlikte, gezegen kendisi homojen, kendi ekseni etrafında dönen, ISO referans gövdesi olarak hizmet edebilir. Vücut yüzeyi merkezcil ivme var.

atalet nedir?

eylemsiz bir olgu ile doğrudan ISO ile ilgilidir. Hareketli bir araba aniden durursa ne olur, hatırla Yolcular en riskli yanı projeler sürdürülmektedir onların hareketi. ön veya emniyet kemerleri koltuk durdurun. Yolcu eylemsizlik sürecini açıklar. Bu doğru mu?

Atalet - diğer organlara maruz yokluğunda gövdesinin sabit hız korunması öne olgu. Yolcu koltukları veya sandalyeler altındadır. eylemsiz bir olgu gözlenmemiştir.

açıklama vücudun özelliklerinde yatıyor ve ona göre anında bir nesnenin hızı imkansız değiştirin. O - atalet. Örneğin, termometrenin içindeki cıva atalet biz termometreyi sallamak eski olup olmadığını bar çıkarmanıza olanak sağlar.

Vücut kütle ataleti olarak adlandırılan bir ölçüsüdür. Daha küçük bir kütleye sahip organlar için daha hızlı hız değişikliğini reaksiyona sokarak. Final için beton duvarın ile otomobil çarpışması neredeyse iz bırakmadan çalışır. önemli bir deformasyon vardır, hız değişimini: Taşıtlar genellikle geri dönüşümsüz değişikliklere uğrarlar. Beton duvarın atalet arabanın atalet çok daha yüksek olduğu ortaya çıktı.

doğal atalet fenomen karşılamak mümkün mü? Uzay aracı kapalı motorla hareket ettiği derin uzay, - beden diğer organları ile hiçbir ilişkisi olduğu durumlar. Ama bu durumda bile, yerçekimsel tork mevcuttur.

temel değerler

Pilotun dinamiklerini incelenmesi fiziksel büyüklüklerin ölçümleri ile deneyim düzeyini barındırır. En ilginç:

• Hız değiştirme oranı gövdelerinin bir ölçüsü olarak hızlandırma; harfi ile gösterilen bir, m ölçülen / ^s2;
• kitle olarak bir ölçüsüdür atalet; Bu kg cinsinden ölçülen harfli m, anlamına gelir;
• cisimlerin karşılıklı etkinin bir ölçüsü olarak kuvveti; genellikle, N (Newton) ölçülen F harfi ile gösterilen.

Ilişkisi bu değişkenler is set üzerinden üç düzensizlikler türetilmiş büyük İngiliz fizikçi. Newton kanunları farklı kurumlar arasındaki etkileşimin karmaşıklığını anlatmak için tasarlanmıştır. Hem de kontrol ettikleri süreçler olarak. Matematiksel ilişkiler ile bağlantılıdır "kuvvet" Newton'un yasalarının, "ağırlık" kavramının "ivme" dir. Bunun ne anlama geldiğini anlamaya çalışalım.

istisnai bir fenomen - Eylem tek kuvvettir. Örneğin, bir yapay uydu, dünya çevresindeki yörüngelerinde dönen, sadece yerçekimi etki altına.

çıkan

çeşitli kuvvetlerin etki tek bir kuvvet ile ikame edilmiş olabilir.

gövde üzerine etki eden kuvvetlerin geometrik toplamı, sonuçta ortaya çıkan adı.

Bir vektör miktarı, uygulama bakış açısından, hem de etki yönü de bağlıdır - Bu kuvvet, çünkü geometrik bir toplamı söz edilmektedir.

oldukça büyük bir gardırop taşımanız gerekiyorsa Örneğin, siz arkadaşlarınızı davet edebilirsiniz. istenen sonuca ulaşmak için ortak çabalar. Ama sadece bir tane, çok güçlü bir adam davet edebilirsiniz. Bütün arkadaşlarının eylem eşit O'nun çaba. kuvvet tatbik kahraman Nihai olarak da adlandırılabilir.

Newton'ın hareket yasaları "bileşkesinin" kavramının temelinde formüle edilmiştir.

eylemsizlik yasası

En sık fenomeni Newton kanunlarını incelemek için başlayın. o nedenleri tek tip hareket veya durma organları ayarlar nedeniyle ilk yasa yaygın eylemsizlik yasasını denir.

bu kuvvet yapılmadığı veya eylem telafi edilir, eğer gövde muntazam ve doğrusal ya da geri kalan hareket eder.

Durumda elde edilen sıfır olduğu tartışılabilir. Bu durum, örneğin, yolun düz bir yolda sabit bir hızda hareket eden bir araç. Yerçekimi kuvveti yer tepkime kuvveti telafi edilir, ve modülün itme kuvveti harekete karşı direnç kuvvetine eşittir.

Yerçekimi kuvveti olan fikstür gerilim ile dengeli olarak tavanda avize, aittir.

Dengelenen sadece aynı gövdesine uygulanan kuvvetlerin olabilir.

Newton'un ikinci yasası

Gel. Newton'un ikinci yasasını dikkate organlarının hız değiştirme nedenleri,. Ne söylüyor?

gövde üzerine etki eden kuvvetler elde edilen vücut ağırlığı hızlanma etkisi altında satın alınan ürünü olarak tanımlanır.

2 Newton kanunu (formül: F = ma) maalesef arasında bir neden-sonuç ilişkilerini kurmak değil kinematik temel kavramları ve dinamikleri. O organlarının hızlanma nedeni ne hassasiyetle belirleyemezsiniz.

Bize başka bir şekilde formüle edelim: hızlanma, bir gövde elde edilen kuvvet ile orantılıdır ve vücut kütlesi ile ters orantılıdır elde edilmiştir.

Bu nedenle, değişim oranları yalnızca kendisine uygulanan kuvvetin fonksiyon ve vücut ağırlığı gibi oluşur kurmak mümkündür.

çünkü bu durum fizik bölümleri arasında bir bağlantı kurmak için yaptığı için, bir vektör, temel olarak, yani bir = F / m: 2 Newton yasaları, formül olan bir olabilir. Burada, - elde edilen kuvvet, m - - gövde, K ivme vektörü gövdesinin kütle.

motor itme direniş hareketinin kuvvetini aşarsa arabanın Hızlandırılmış hareketi mümkündür. çekme ve ivme artışlarında bulunmaktadır. Onların kitle binek otomobillerin kitle çok daha büyük olduğu için Kamyon, ağır motorlarla donatılmıştır.

onlar asgari gerekli parçaları sabit ve motor gücü mümkün olduğu ölçüde artar, böylece yüksek hızda yarışları için oluşturulan yarış otomobilleri ile kolaylaştırıldı. 100 km / s bir spor araba hızlanma zamanının en önemli özelliklerinden biri. Yüksek hızlı otomobilin özellikleri daha iyi, aralık daha küçük.

etkileşimin kanunu

Doğanın güçlerine dayanan Newton yasaları, herhangi bir etkileşim kuvvetlerinin bir çift eşlik söylerler. top pamuk ipliğine ise, etkisini yaşıyor. İplik da topun hareketi altında gerilir.

Üçüncü desen Newton'un yasalarının formülasyonu tamamlar. Kısacası öyle: aksiyon reaksiyonunu eşittir. Ne anlama geliyor?

birbirlerine vücudu etkileyen kuvvetler, büyüklük olarak eşittir yönde karşıt olan ve organların merkezleri birleştiren hat boyunca yönlendirilir. Onlar farklı organları hareket çünkü onları adli olamaz telafi olması ilginçtir.

yasaların uygulanması

"At ve arabası" tanınmış sorun şaşırtamazsın. Atlı taşıyıcıyı nokta olarak kaydırır dedi. Newton'un üçüncü yasasına göre, bu iki nesne eşit modülo güçlerle birbirlerine uygularlar fakat pratikte, at desen tabanını sığmayan bir sepeti taşıyabilirsiniz.

biri organlarının bu sistem kapalı olmadığını görürse Çözüm, bulunacaktır. Yol iki organa şekilde etkiler. toynak statik sürtünme etki eden kuvvet arabasının tekerlekleri yuvarlanma sürtünmesi gücünün değerinden daha büyüktür. Sonuçta, hareketin zaman sepeti taşımak için bir girişim ile başlar. durum değişirse, hiçbir koşulda at nokta olarak hareket etmeyecektir. Onun Toynaklar yolda kayacak ve trafik olacak.

Çocuklukta, kızak üzerindeki her diğer hadde, bu tür bir örnek karşılaşabilir. Kızak iki veya üç çocuk oturup, birinin çabaları taşımak için yeterli değildir.

Aristo ile açıklanabilir dünya yüzeyindeki organlarının sonbahar, ( "Her vücudun kendi yerini bilir") yukarıda temelinde yalanlanan edilebilir. konu onun için yeryüzünde aynı kuvvetin etkisi altında toprağa yolunda ilerliyor. parametrelerini karşılaştırmak (toprak kütlesi Newton'un ikinci kanununa göre, ağırlık daha fazladır), İstem yeryüzünde ivme daha birçok kat daha büyük bir nesnenin ivme. Biz, Dünya yörüngesine dışına hareket etmez bir vücut hızında bir değişiklik görüyoruz.

uygulanabilirlik sınırları

Newton yasalarının Modern fizik inkar, sadece kendileri için uygulanabilirliğinin sınırlarını belirlemektedir yoktur. XX yüzyıl fiziğinin başlangıcı öncesinde bu yasalar tüm doğal olayları açıklamak şüphesi yoktu.

1, 2, 3, Newton'un yasalarına tamamen makroskopik organlarının davranışlarının nedenlerini ortaya koymaktadır. Tam Bu önermelerin tarafından tarif edilen küçük hızlarla nesnelerin hareket etmesi.

Onlara yakın hızlarda cisimlerin hareketinin temelini açıklamaya çalışan ışık hızında, o başarısızlığa mahkûmdur. Uzay ve zamanın özelliklerinin tam bir değişim bu hızlarda Newton'un dinamiklerinin kullanımına izin vermez. Buna ek olarak, yasalar olmayan eylemsizlik CO içinde görüşlerini değişiyor. Kullanımları için atalet kuvvetlerinin kavramını tanıtır.

gök cisimlerinin hareketini açıklar, kendi konumu ve etkileşim için kurallar Newton'un yasalardır. Yerçekimi kanunu bu amaçla tanıtıldı. güç yetersiz olduğu için küçük organlarının cazibe sonucunu görmek için imkansızdır.

karşılıklı çekim

Bilinen efsaneye göre hangi Bay Newton, kimdi oturma içinde bahçe ve orada is düşüş elma, ziyaret parlak bir fikir: açıklamak hareketi nesneler yakın Dünya yüzeyinin ve hareketi arasında gök cisimleri üzerinde temeli karşılıklı cazibe. Şimdiye kadar gerçeği değil. Gözlem ve ilgili doğru hesaplama elma sadece sonbahar değil, aynı zamanda aya taşıyın. Bu hareketin kanunları kütle ve etkileşim organlarıyla çekim kuvveti artar aralarındaki mesafeyi arttıkça azalır sonucuna götürür.

olarak formüle yerçekimi Newton'un yasası, ikinci ve üçüncü yasalara dayanarak aşağıdaki gibidir: evrenin tüm organları cisimlerin kütlesiyle orantılı ve organların merkezleri arasındaki uzaklığın karesi ile ters orantılı cisimlerin, merkezlerini birbirine bağlayan bir çizgi boyunca yönlendirilmiş bir kuvvet ile birbirine çekmek.

Matematiksel ifade F = GMM / ^r2, burada F - çekim kuvveti, E, m, - etkileşim cisimlerin kütle, r - aralarındaki mesafe. Orantı faktörü (G = 6.62 x 10 ^-11 Nm ² / kg ²⁾ yerçekimi sabiti olarak adlandırılır.

fiziksel anlamı: Bu sabit Kuvvet ihmal edilebilir küçük kütleli organları için çok önemsiz olduğu açıktır 1 m bir mesafede 1 kg kitlelerinin iki gövde arasındaki çekim kuvvetine eşittir .. Gezegenler, yıldızlar, galaksiler, çekim kuvveti tamamen kendi hareketini tanımlayan o kadar büyüktür ki.

Bu bir jet oluşturabilir yakıt Dünya'nın etkisini aşmak için itme roketleri başlatmak için gereken cazibe devletler Newton kanunu oldu. Bunun için gerekli olan hız - 8 km / s kaçış hızı.

Modern teknoloji roketler imalatı onları keşfetmek için diğer gezegenlere güneşin yapay uydular gibi insansız istasyonlar başlatmasına izin verir. Hız, böyle bir cihazda geliştirilen - İkinci uzay hızı 11 km / saniyeye eşit.

kanunların Algoritması

Problem çözme dinamikleri eylemleri belirli dizisine bağlıdır:

• Sorunu analiz etmek için, hareket veri türünü belirlemek.
• Çizim bütün vücuda etki eden kuvvetleri ve hızlanma yönünde (eğer varsa) gösteren çalıştırın. Bir koordinat sistemi seçin.
• Vektör formunda olsun gövde ivmesi bağlı olarak, birinci ya da ikinci yasasını kaydedin. (: Hızlanma varsa, öncelikle, bedenin hız değişmezse ve ikinci bileşke kuvvet, Newton yasaları) Tüm güçleri eşleştirin.
• Denklem seçilen koordinat ekseni üzerinde çıkıntılar tekrar yazılabilir.
• denklem çıkan sistem yeterli değilse, o zaman diğer kayıt: vb kuvvetler kinematik denklemler belirleyen ...
• bilinmeyen miktar için denklem sistemi çözün.
• boyutları tarafından işletilen formüllerin doğruluğunu saptamak için.
• Hesaplayın.

Genellikle bu eylemler tüm standart görevleri çözmek için yeterlidir.