Vsebina
- Uravnotežene proti neuravnoteženim silam
- Inercija proti pospeševanju
- Brezpogojno proti pogojnemu stanju
- Primer
Isaac Newtonovi zakoni gibanja so postali hrbtenica klasične fizike. Ti zakoni, ki jih je Newton prvič objavil leta 1687, še vedno natančno opisujejo svet, kot ga poznamo danes. Njegov prvi zakon o gibanju določa, da predmet v gibanju ostane v gibanju, če nanj ne deluje druga sila. Ta zakon je včasih zamenjen z načeli njegovega drugega zakona o gibanju, ki navaja razmerje med silo, maso in pospeševanjem. V teh dveh zakonih pa Newton razpravlja o ločenih načelih, ki kljub temu, da so pogosto prepleteni, kljub temu opisujejo dva različna vidika mehanike.
Uravnotežene proti neuravnoteženim silam
Newtonov prvi zakon obravnava uravnotežene sile ali tiste, ki so v ravnovesju. Ko sta dve sili uravnoteženi, se medsebojno prekličeta in nimata neto učinka na predmet. Na primer, če se s prijateljem oba povlečete na nasprotnih koncih vrvi z enako silo, se središče vrvi ne premakne. Vaše enake, a nasprotne sile se med seboj odpovedo. Drugi zakon Newtona pa opisuje predmete, na katere vplivajo neuravnotežene sile ali sile, ki jih ne prekličejo. Ko se to zgodi, pride do gibanja mreže v smeri močnejše sile.
Inercija proti pospeševanju
Po Newtonovem prvem zakonu, ko so vse sile, ki delujejo na neki objekt, uravnotežene, bo ta objekt ostal v stanju, v katerem je. Če se premika, se bo še naprej premikal z isto hitrostjo in v isti smeri. Če se ne premika, se ne bo nikoli premaknil. To je znano kot zakon vztrajnosti. Po drugem zakonu Newtona, če se status quo spremeni tako, da sile, ki delujejo na objekt, postanejo neuravnotežene, se bo objekt pospešil s hitrostjo, opisano z enačbo F = ma, pri čemer je "F" enaka neto sili, ki deluje na objekt , "m" je enak njegovi masi, "a" pa je enak posledičnemu pospešku.
Brezpogojno proti pogojnemu stanju
Inercija in pospešek opisujeta različne lastnosti predmeta. Inercija je brezpogojna lastnost, ki jo ima vsak predmet ves čas, ne glede na to, kaj se z njim zgodi. Predmet pa ne pospeši vedno. To se zgodi le pod določenim naborom pogojev; zato lahko pospešek opišete kot pogojno stanje. Pogojna je tudi hitrost pospeška, saj je odvisna od mase predmetov in količine neto sile. Na primer, sila 1-newton, ki deluje na kroglico, ki tehta 1 g, ne bo povzročila, da bi se žoga pospešila toliko kot sila 2-newton-a.
Primer
Inercija opisuje, zakaj morajo biti ljudje v vozilu, ki se gibljejo, zadržani. Če bi se avtomobil nenadoma ustavil, se bodo ljudje v notranjosti še naprej premikali naprej, razen če varnostni pas ne uporabi nasprotne sile. Pospešek opisuje, zakaj se je avto nenadoma ustavil. Ker je pojemanje negativno pospeševanje, ga ureja drugi zakon. Ko je sila, ki nasprotuje gibanju avtomobilov naprej, postala večja od sile, ki je poganjala njegovo gibanje, se je avtomobil upočasnil, dokler se ni ustavil.