Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Newtonov prvi zakon: neuravnotežene sile in gibanje
- Newtonov drugi zakon: Kaj je sila?
Isaac Newton je v svojih treh znanih zakonih najbolje opisal povezavo med silo in gibanjem, učenje o njih pa je ključni del učenja fizike. Povedo vam, kaj se zgodi, ko se sila nanese na maso, in opredelijo tudi ključni pojem sile. Če želite razumeti razmerje med silo in gibanjem, sta prva dva Newtonova zakona najpomembnejša, ki ju je treba upoštevati, in ju je enostavno dojeti. Pojasnjujejo, da vsaka sprememba od premika do premika ali obratno zahteva neuravnoteženo silo in da je količina gibanja sorazmerna z velikostjo sile in obratno sorazmerna z maso predmeta.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Če ni sile ali če so edine sile popolnoma uravnotežene, bo predmet ali ostal miren ali pa se bo nadaljeval z natančno enako hitrostjo. Le neuravnotežene sile povzročajo spremembe hitrosti predmeta, vključno s spreminjanjem njegove hitrosti iz nič (t.j. stacionarne) na več kot nič (premikanje).
Newtonov prvi zakon: neuravnotežene sile in gibanje
Newtonov prvi zakon pravi, da bo predmet bodisi v mirovanju (ne v gibanju) bodisi v gibanju s povsem enako hitrostjo in v povsem isti smeri, razen če ga bo izvajala "neuravnotežena" sila. Preprosteje rečeno, piše, da se nekaj premakne le, če ga kaj drugega potisne, in da se stvari le ustavijo, spremenijo smer ali se začnejo hitreje premikati, če ga nekaj potisne.
Razumevanje pomena „neuravnotežene sile“ pojasnjuje ta zakon. Če na objekt delujeta dve sili, ena ga potisne v levo, druga pa v desno, se bo premaknila le, če je ena od sil večja od druge. Če imajo popolnoma enako moč, bo predmet le ostal tam, kjer je.
Eden od načinov, kako si lahko to zamislimo, je razmišljanje o naboru tehtnic z utežmi na obeh straneh. Uteži se s težo vlečejo in edino, kar vpliva na to, koliko jih gravitacija potegne, je, koliko mase ima. Če imate na obeh straneh enako maso, tehtnica miruje. Lestvica se premakne le, če jo dobesedno naredite neuravnoteženo glede na maso. Razlika v masi pomeni, da so sile, ki delujejo na obeh straneh lestvice, neuravnotežene in tako se lestvica premika.
Težje je predstavljati stalno gibanje z isto hitrostjo, saj tega v vsakodnevnem življenju ne srečujete. Pomislite, kaj bi se zgodilo, če bi avtomobil z igračami sedel na popolnoma gladki (brez trenja) površini in v prostoru ni bilo zraka. Avto bi ostal miren, razen če bi bil potisnjen, kot je opisano zgoraj. Toda kaj se zgodi po potisku? Ni trenja s površino, ki bi ga upočasnilo, in ni zraka, ki bi ga upočasnil. Površina uravnoveša silo gravitacije (z nečim, ki se imenuje "normalna reakcija", povezana z Newtonovim tretjim zakonom) in na njej ne delujejo sile levo ali desno. V tem primeru bi avto nadaljeval z enako hitrostjo po površini. Če bi bila površina neskončno dolga, bi se avtomobil za vedno premikal s to hitrostjo.
Newtonov drugi zakon: Kaj je sila?
Newtonov drugi zakon določa koncept sile. Navaja, da je sila, uporabljena na predmet, enaka njegovi masi, pomnoženi s pospeškom, ki ga sila povzroči. V simbolih je to:
F = ma
Newton enota je Newton - priznati osebo, ki jo je opredelila - kar je kratek način izražanja kilogramov na sekundo na kvadrat (kg m / s)2). Če imate maso 1 kg in jo želite pospešiti za 1 m / s vsako sekundo, morate uporabiti silo 1 N.
Pisanje Newtonovega zakona na naslednji način pomaga razjasniti povezavo med silo in gibanjem:
a = F ÷ m
Pospešek na levi strani pove, koliko se nekaj premika. Desna stran kaže, da večja sila vodi v več gibanja, če je masa predmeta enaka. Če uporabimo določeno silo, tudi ta enačba kaže, da je količina pospeška odvisna od mase, ki jo poskušate premakniti. Večji, težji predmet se premika manj kot manjši, lažji predmet, ki je podvržen isti velikosti potiska. Če brcate nogometno žogo, se bo pomerila veliko bolj, kot če brcate žogo z enako močjo.