- Koji su Newtonovi zakoni?
- Prvi Newtonov zakon ili zakon inercije
- Drugi zakon ili temeljni zakon dinamike
- Treći zakon ili Načelo djelovanja i reakcije
- Biografija Isaaca Newtona
Objašnjavamo što su Newtonovi zakoni, kako objašnjavaju inerciju, dinamiku i princip akcija-reakcija.
Koji su Newtonovi zakoni?
Newtonovi zakoni ili Newtonovi zakoni gibanja tri su temeljna principa na kojima se temelji klasična mehanika, jedna od grana fizički. Postulirao ih je Sir Isaac Newton u svom djelu Philosohiae naturalis principia mathematica ("Matematički principi prirodne filozofije") iz 1687. godine.
Ovaj skup fizikalnih zakona revolucionirao je osnovne koncepte u vezi s pokret tijela koja je čovječanstvo imalo. Zajedno s doprinosima Galilea Galileija, čini osnovudinamičan. Kada se kombinira saZakon univerzalne gravitacije Alberta Einsteina, omogućuje nam da zaključimo i objasnimo Keplerove zakone o gibanju planeta.
Međutim, Newtonovi zakoni vrijede samo unutar inercijskih referentnih okvira, odnosno onih koji nisu ubrzani i u koje interveniraju samo stvarne sile. Nadalje, ovi zakoni vrijede za objekte koji se kreću brzinom mnogo sporijom od brzine brzina svjetlosti (300.000 km/s).
Newtonovi zakoni polaze od razmatranja gibanja kao pomak s jednog objekta s jednog mjesta na drugo, uzimajući u obzir mjesto gdje se javlja, koji se također može kretati konstantnom brzinom u odnosu na drugo mjesto.
Prvi Newtonov zakon ili zakon inercije
The Prvi Newtonov zakon proturječi načelu formuliranom u antike od strane grčkog mudraca Aristotela, za kojeg je tijelo moglo zadržati svoje kretanje samo ako a sila održiv. Umjesto toga Newton navodi da:
"Svako tijelo ustraje u svom stanju mirovanja ili ujednačenog pravocrtnog gibanja osim ako nije prisiljeno promijeniti svoje stanje silama koje su mu pritisnute."
Stoga, objekt koji se kreće ili miruje ne može promijeniti to stanje, osim ako se na njega ne primjenjuje neka vrsta sile.
Prema ovom principu, kretanje uključuje vektorske veličine (obdarene smjerom i smislom). Ubrzanje se može izračunati iz početne i konačne brzine. Osim toga, on predlaže da tijela u kretanju uvijek imaju tendenciju pomicanja ravnom i jednolikom putanjom.
Savršen primjer zakona oinercija konstituiran je od bacača utega na Olimpijskim igrama. Sportaš dobiva zamah krećući se u krug, rotirajući uteg vezan užetom oko vlastite osi (kružno kretanje), dok ne dosegneubrzanje potrebno ga otpustiti i gledati kako leti u ravnoj liniji (jednoliko pravocrtno gibanje).
Ovo pravolinijsko gibanje se nastavlja sve dogravitacija njegova putanja je krivudava. Istodobno se trenje predmeta o zrak usporava (negativno ubrzanje) sve dok ne padne.
Drugi zakon ili temeljni zakon dinamike
Drugi Newtonov zakon povezuje silu, masu i ubrzanje.
U ovom zakonu Newton definira pojam sile (predstavlja ga F), navodeći da:
"Promjena kretanja izravno je proporcionalna sili otisnutoj na njemu i odvija se prema ravnoj liniji duž koje je ta sila otisnuta."
To znači da ubrzanje objekta u pokretu uvijek odgovara količini sile koja se na njega primjenjuje u danom trenutku, kako bi se promijenila njegova putanja ili brzina.
Iz ovih razmatranja proizlazi temeljna jednadžba dinamičan za objekte stalne mase:
Rezultirajuća sila (Fresultant) = masa (m) x ubrzanje (a)
Neto sila djeluje na tijelo masa konstantan i daje vam određeno ubrzanje. U slučajevima kada masa nije konstantna, formula će se više fokusirati na zamah (p), prema sljedećoj formuli:
Količina gibanja (p) = masa (m) x brzina (v). Dakle: Fneta = d (m.v) / dt.
Dakle, sila se može povezati s ubrzanjem i masom, bez obzira na to je li potonja promjenjiva ili ne.
Za ilustraciju ovog drugog zakona idealan je slučaj slobodnog pada: ako ispustimo tenisku lopticu sa zgrade, ubrzanje koje ona doživljava povećat će se kako vrijeme protekne, od sila gravitacije. Dakle, njegova će početna brzina biti nula, ali će se na njega primijeniti stalna sila u ravnoj liniji, prema dolje.
Treći zakon ili Načelo djelovanja i reakcije
Prema trećem Newtonovom zakonu,
"Svakom djelovanju odgovara jednaka reakcija ali u suprotnom smjeru: što znači da su međusobno djelovanje dvaju tijela uvijek jednako i usmjereno u suprotnom smjeru."
Na taj način, kad god sila djeluje na predmet, ona djeluje sličnom silom adresa suprotnog i jednakog intenziteta, pa ako su dva objekta (1 i 2) u međusobnoj interakciji, sila koju jedan na drugi djeluje bit će po veličini jednaka onoj koju drugi djeluje na prvi, ali suprotnog predznaka.
To jest: F1-2 = F2-1. Prva sila bit će poznata kao "akcija", a druga sila kao "reakcija".
Da bismo demonstrirali ovaj treći zakon, dovoljno je promatrati što se događa kada dvije osobe slične težine trče u suprotnim smjerovima i sudare se: obje će primiti silu druge i bit će odbačene u suprotnom smjeru. Isto se događa kada se lopta odbije od zida i ubaci adresa naprotiv, sa silom sličnom onoj koju projiciramo kada je bacimo.
Biografija Isaaca Newtona
Isaac Newton (1642-1727) rođen je u Lincolnshireu u Engleskoj. Sin puritanskih seljaka, njegovo rođenje bilo je traumatično, a na svijet je došao tako mršav i slab da su pretpostavljali da neće dugo živjeti.
Međutim, odrastao je u ekscentrično dijete, s ranim talentima za matematike i filozofija prirodnim. S osamnaest godina upisao se na Sveučilište u Cambridgeu kako bi nastavio studij. Priča se da je vrlo malo ulazio u učionicu, budući da mu je glavni interes bilo knjižnica i samouki trening.
To nije omelo njegov akademski razvoj. Postao je važan fizičar, teolog, filozof i matematičar, priznat od strane Kraljevskog društva. Zaslužan je za izum matematičkog računa, kao i za razne studije o optici i svjetlo.
Osim toga, dao je ogroman doprinos razvoju matematike i fizike: otkrio je spektar boja svjetlosti, formulirao zakon o toplinska vodljivost, drugi o podrijetlu od zvijezde, o brzini zvuk na zrak i mehanika tekućine, i ogroman itd. Njegovo veliko djelo bilo je Philosophiae naturalis principia mathematica.
Newton je umro 1727., nakon što je bio cijenjeni i cijenjeni znanstvenik, primivši lordovsko imenovanje ("gospodine") od engleske kraljice Anne. Bolovao je od bubrežnih kolika i drugih bubrežnih tegoba koje su ga, nakon višesatnog delirija, konačno odvele u grob 31. ožujka.