Newtonove zákony. Druhého Newtonovho zákona. Newtonove zákony - formulácia

Štúdium prírodných javov na základe experimentu je možné len za podmienky dodržania všetkých fázach: pozorovanie, hypotéza, experiment, teória. Pozorovanie bude identifikovať a porovnávať fakty, hypotézy umožňuje im podrobný vedecké vysvetlenie, vyžaduje experimentálne potvrdenie. Vykonávajúci monitoring prevádzky tela viedlo k zaujímavému záveru: zmena rýchlosti telesa je možné len pod vplyvom iného orgánu.

Napríklad, ak sa dostanete rýchlo po schodoch hore, stačí otočiť chytiť zábradlia (zmena smeru) alebo pauzy (veľkosť zmeny rýchlosti), aby nedošlo k spusteniu do protiľahlej steny.

Vyjadrenie podobných javov viedlo k vytvoreniu sekcie fyziky študent spôsobuje ich tela alebo zmenu rýchlosti deformácie.

základy dynamiky

Odpovedať na večnú otázku, prečo fyzické telo sa pohybuje akýmkoľvek spôsobom, alebo v pokoji, je určený reproduktor.

Hodnotí stav pokoja. na koncepcii založenej relativite pohybu, môžeme konštatovať, že tam môže byť absolútne nehybné tela. Každý predmet, je upevnený vo vzťahu k jednému orgánu odkazom pohybu voči sebe navzájom. Napríklad kniha ležala na stole, je fixovaný vzhľadom k stolu, ale ak vezmete do úvahy svoju pozíciu vo vzťahu k prechádzajúce osoby, potom to prirodzený záver: kniha je v pohybe.

Preto zákony pohybu telies uvedených v inerciálnych vzťažných sústavách. Čo je to?

Nazýva inerciálnej referenčný systém, v ktorom je telo je v pokoji, alebo vykonáva jednotný a priamočiary pohyb v neprítomnosti vystavenie iných predmetov alebo objektov.

Vo vyššie uvedenom príklade je referenčný systém spojený s tabuľkou môže nazývať inerciálnej. Muž v uniforme pohybe v priamom smere, môže slúžiť ako referenčný orgán ISO. Ak sa urýchli jeho pohyb, potom sa spojiť sa s ním nemôže byť inerciálnej CO.

V skutočnosti sa takýto systém môže byť v korelácii s telami pevne pripevnených k povrchu Zeme. Avšak, planéta sama o sebe nemôže slúžiť ako telo referencia pre ISO ako rovnomerne otáča okolo svojej vlastnej osi. povrchu tela má dostredivé zrýchlenie.

Čo je zotrvačnosť?

Zotrvačnosť javom priamo súvisí s ISO. Pamätajte si, že to, čo sa stane, keď pohybujúce sa auto náhle zastaví? Cestujúci sú v ohrození, ako pokračujú v pohybe. Prestať sa môže usadiť v predných alebo bezpečnostných pásov. Vysvetliť proces cestujúcich zotrvačnosti. Je to pravda?

Zotrvačnosť - jav, čo naznačuje, zachovanie konštantnej rýchlosti telesa v neprítomnosti vystavenia iných orgánov. Cestujúci pod sedadlami alebo stoličky. Zotrvačnosť jav nie je pozorovaný.

Vysvetlenie spočíva vo vlastnostiach tela, a podľa neho, okamžite meniť rýchlosť objektu je nemožné. It - zotrvačnosť. Napríklad zotrvačnosť ortuti v teplomere umožňuje vynechať baru, ak máme starý triasť teplomer.

Opatrenia nazvaný body mass zotrvačnosť. Reakciou rýchlejšiu zmenu rýchlosti pre subjekty s menšou hmotnosťou. auto kolízie s betónovou stenu finálnou beží takmer bez stopy. Vozidlá často podstúpi nezvratné zmeny: zmenou rýchlosti, existuje významné deformácie. Ukazuje sa, že zotrvačnosť betónové múry ďaleko presahuje zotrvačnosti vozidla.

Je možné samozrejme splniť zotrvačnosti fenomén? Podmienky, pri ktorom telo nie je žiadny vzťah s ostatnými subjektmi - hlboký priestor, v ktorom sonda pohybuje s vypnutým motorom. Ale aj v tomto prípade gravitačnej krútiaci moment je k dispozícii.

základné hodnoty

Študovať dynamiku pilota zahŕňa úroveň skúseností s merania fyzikálnych veličín. Najzaujímavejšie sú:

• zrýchlenie ako miera orgánov meniace rýchlosť frekvencie; označený písmenom A, merané v m / s ^2;
• hmota ako miera zotrvačnosti; To označuje písmeno m, merané v kg;
• Sila ako miera vzájomného pôsobenia subjektov; často označovaná písmenom F, merané v N (newtonov).

Vzťah týchto premenných je uvedený v troch zákonitostí odvodený najväčší anglický fyzik. Newtonove zákony sú navrhnuté tak, aby vysvetliť zložitosť interakcie medzi rôznymi subjektmi. Rovnako ako procesy, ktoré kontrolujú. Jedná sa o "zrýchlenie" pojmu "sila", "váhu" Newtonových zákonov sú prepojené matematickými vzťahy. Skúsme pochopiť, čo to znamená.

Akcia je len jedna sila - výnimočný jav. Napríklad umelá družica obiehajúca okolo Zeme, je pôsobí iba gravitácia.

výsledný

Pôsobenie niekoľkých síl môžu byť nahradené jediným silou.

Geometrická súčet síl pôsobiacich na telo, tzv výsledné.

Hovoríme o geometrické sumy, pretože sila - vektorové veličiny, ktorá závisí nielen z hľadiska aplikácie, ale tiež na smere pôsobenia.

Napríklad, ak potrebujete presunúť pomerne masívna skriňa, môžete pozvať svojich priateľov. Spoločné úsilie o dosiahnutie požadovaného výsledku. Ale môžete pozvať len jedného, veľmi silný muž. Jeho snaha sa rovná pôsobeniu všetkým priateľom. Sila, Hrdina môže byť nazývané výsledný.

Newtonove pohybové zákony sú formulované na základe konceptu "výslednica".

zákon zotrvačnosti

Začnú študovať zákony Newton s najčastejšie javu. Prvý zákon sa bežne nazýva zákon zotrvačnosti, pretože stanovuje príčiny rovnomerný pohyb alebo v kľudovom stave tela.

Telo sa pohybuje rovnomerne a priamočiaro alebo v pokoji, pokiaľ nie je vykonávaná silu alebo pôsobenie je kompenzovaný.

Možno tvrdiť, že výsledná je v tomto prípade nulová. Táto podmienka je, napríklad pohybujúce sa vozidlo pri konštantnej rýchlosti na rovnej úseku cesty. Gravitačná sila je kompenzovaná pozemné reakčnej sily, a sila ťahu modulu je rovná sile odporu proti pohybu.

Luster na strope spočíva, pretože gravitačná sila je dané napätím jeho príslušenstva.

Kompenzáciou môže byť iba sily, ktoré sa vzťahujú na rovnaké telo.

Newtonov druhý zákon

Poďte ďalej. Príčiny zmenou rýchlosti telies, vzhľadom druhého Newtonovho zákona. Čo hovorí?

Výsledné sily, pôsobiace na telo je definovaná ako súčin zakúpené pôsobením zrýchlenie telesnej hmotnosti.

2. Newtonov zákon (vzorec: F = ma), bohužiaľ, nezakladá príčiny a následku vzťahy medzi základnými pojmami kinematiky a dynamiky. Nemôže určiť presne to, čo je príčinou zrýchlenia telies.

Poďme formulovať inak: zrýchlenie, získa telo je priamo úmerná výslednej sily a nepriamo úmerné telesnej hmotnosti.

Tak je možné stanoviť, že rýchlosť zmeny dochádza len v závislosti na sile pôsobiacej na neho, a telesnej hmotnosti.

2. Newtonov zákon, vzorec, ktorý môže byť: a = F / m, vektor je považovaná za nevyhnutnú, pretože umožňuje vytvoriť spojenie medzi úsekmi fyziky. Tu je - vektor zrýchlenie telesa, F - výsledné sily, m - hmotnosť telesa.

Zrýchlený pohyb vozidla je možné v prípade, že ťah motora prekročí silu hnutia odporu. So zvyšujúcou sa trakčné a zrýchlenie zvyšuje. Nákladné automobily sú vybavené motormi veľkého výkonu, pretože ich hmotnosť je oveľa väčšia ako hmotnosť osobných automobilov.

Pretekárske vozidlá, vytvorené pre vysokorýchlostné preteky sú uľahčený tak, aby boli stanovené minimálne potrebné diely a výkon motora sa zvýši v maximálnej možnej miere. Jedným z najdôležitejších charakteristík doby rozbehu športového vozidla až 100 km / h. Čím menší je odstup, tým lepšie vlastnosti vysokej rýchlosti vozidla.

zákon interakcie

Newtonove zákony, ktoré vychádzajú z prírodných síl, hovoria, že akákoľvek interakcia je sprevádzaná niekoľkých síl. Ak lopta visí na vlásku, to má svoj účinok. Priadza je naťahovaný pri pôsobení gule.

Dokončí formulácia Newtonových zákonov tretích vzorov. Stručne povedané sa jedná: akcie sa rovná reakciu. Čo to znamená?

Sily, ktoré pôsobia na telo na sebe, sú rovnakej veľkosti, opačný smer a smerujú pozdĺž línie, spájajúcej stredy telies. Je zaujímavé, že kompenzuje im nemôže byť menovaný, pretože pôsobia na rôzne subjekty.

Uplatňovanie zákonov

Známy problém "kone a vozík" môže peň. Kočoch, aby povedal presúva ho z miesta. Podľa Newtonova tretieho zákona, tieto dva objekty pôsobiť na seba navzájom s rovnakými modulo síl, ale v praxi, kôň môže pohybovať vozík, ktorý sa nezmestí vzoru základne.

Riešenie budú nájdené, ak vezmeme do úvahy, že tento systém orgánov nie je uzavretý. Cestné uplatňuje svoje účinky na oboch telies. Sila pôsobiaca na kopyto koní statického trenia je väčší, než je hodnota výkonu koľajových trenia kolesá vozíka. Koniec koncov, čas pohybu začína snahe premiestniť vozidlo. Ak sa zmení situácia, kôň za žiadnych okolností nebude presunúť z miesta. Jeho kopytá bude kĺzať na ceste a prevádzka bude.

V detstve, valcovanie seba na saniach, jeden mohol naraziť taký príklad. Ak sa postupnosť sedieť dva alebo tri deti, snaha jedného nie je dosť pohybovať nimi.

Pád subjekty na zemskom povrchu, vysvetlil Aristotela ( "Každý subjekt vie svoje miesto"), môže byť vyvrátená na základe vyššie uvedeného. Objekt sa pohybuje smerom k zemi pod vplyvom rovnakou silou ako na zemi pre neho. Porovnanie ich parametre (hmotnosť Zeme je oveľa viac než hmotnosť), podľa druhého Newtonovho zákona, tvrdí, že zrýchlenie objektu toľkokrát väčší ako zrýchlenie Zeme. Sme svedkami zmeny v rýchlosti telesa je, že Zem sa nepohybuje z obežnej dráhy.

medze použiteľnosti

Moderné fyzika Newtonových zákonov nepopieram, ale iba stanovuje limity ich použiteľnosti. Pred začiatkom fyziky XX storočia nepochyboval, že tieto zákony vysvetliť všetky prírodné javy.

1, 2, 3, Newtonov zákon plne odhaľuje dôvody pre správanie makroskopických telies. Pohyb predmetov s malými rýchlosťami plne popísaných v týchto postulátov.

Pokus o vysvetlenie základ pohybe telies pri rýchlostiach blízkych rýchlosti svetla, je odsúdená na neúspech. Kompletné zmena vlastností priestoru a času nedovoľuje použitie Newtonových dynamiky pri týchto rýchlostiach. Okrem toho sú zákony menia svoje neinerciální CO. Pre ich použitie zavádza pojem zotrvačných síl.

Vysvetľujú pohyb nebeských telies, pravidlá ich umiestnenie a interakcie sú Newtonove zákony. Gravitačný zákon je zavedená na tento účel. Ak chcete vidieť výsledok príťažlivosti malých telies je nemožné, pretože sila je sporov.

vzájomná príťažlivosť

Známa legenda, podľa ktorej pán Newton, ktorý sedel v záhrade a tam je pokles jabĺk, navštívil geniálny nápad: vysvetliť pohyb objektov blízko zemského povrchu a pohyb nebeských telies na základe vzájomnej príťažlivosti. Nie je to tak ďaleko od pravdy. Pozorovanie a obavy presný výpočet nielen pád jablka, ale aj presunúť mesiac. Zákony tohto pohybu vedie k záveru, že sa príťažlivá sila sa zvyšuje s masových a interakciu telies znižuje s rastúcou vzdialenosťou medzi nimi.

Spoliehanie sa na druhom a treťom zákony Newtonova gravitačného zákona, formulovať takto: všetky subjekty vo vesmíre vzájomne priťahujú silou smerujúcou pozdĺž línie spájajúcej stredy telies, v pomere k hmotnosti tela a nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti medzi stredmi telies.

Matematické vyjadrenie: F = GMM / R ^2, kde F - príťažlivá sila, M, m - hmotnosť interagujúcich telies, R - vzdialenosť medzi nimi. Faktor proporcionality (G = 6,62 x 10 ^-11 Nm ² / kg ²⁾ sa nazýva gravitačná konštanta.

Fyzikálne význam: táto konštanta je rovná sile príťažlivosti medzi dvoma inštitúciami hmotnosťou 1 kg na vzdialenosť 1 m Je zrejmé, že sila je tak zanedbateľná pre orgány malej hmotnosti, ktoré môžu byť zanedbané .. Planéty, hviezdy, galaxie, príťažlivá sila je tak veľká, že úplne určuje ich pohyb.

Bolo Newtonov zákon príťažlivosti hovorí, že budete potrebovať na odpálenie rakiet palivo, ktoré môžu vytvárať prúd ťah prekonať vplyv na Zemi. Rýchlosť potrebná pre toto - úniková rýchlosť 8 km / s.

Moderné technológie umožňujú výrobu rakiet začať bezpilotné staníc umelých družíc Slnka s ostatnými planétami ich preskúmanie. Speed, ktorý bol vypracovaný v takom zariadení, - druhá priestorová rýchlosť rovná 11 km / s.

algoritmus zákonov

dynamika riešenie problémov sa vzťahuje na špecifickú sekvenciu akcií:

• Analyzovať problém, určiť dátový typ pohybu.
• Beh výkres zobrazujúci všetky sily, ktoré pôsobia na telo, a smer zrýchlenie (ak je k dispozícii). Vyberte systém súradníc.
• Zaznamená sa prvý alebo druhý zákon, v závislosti na tom, či zrýchlenie telesá vo forme vektora. Zodpovedali všetky sily (výsledná sila, Newtonove zákony: za prvé, ak je rýchlosť tela nemení, a druhý, ak je zrýchlenie).
• Rovnica prepísaná projekcie na zvolených osi súradníc.
• V prípade, že výsledný systém rovníc nestačí, potom zaznamená druhý: stanovenie sily kinematiky rovnice, etc ...
• Riešiť sústavu rovníc pre neznámu veličinou.
• Prevádzkujú rozmery určiť správnosť uvedených vzorcov.
• Spočítať.

Zvyčajne sa tieto akcie je dostatočne vyriešiť všetky štandardné úlohy.