Sir Isaac Newtoni kolm seadust kirjeldavad massiivsete kehade liikumist ja kuidas nad suhtlevad.
Kuigi Newtoni seadused võivad täna meile tunduda ilmselge, peeti enam kui kolm sajandit tagasi revolutsiooniliseks.
Sisu:
Newton on ilmselt kõige kuulsam oma töö kohta planeetide raskusastme ja liikumise kohta. Astronoomiline galeem, mis on ette nähtud pärast tunnustust, et paar aastat enne seda kaotas ta elliptiliste orbiidide tõendi, avaldas Newton oma seadused oma seadused 1687. aastal oma algses töös "Philosophi Naturalisis Principia Mathematica" (loodusfilosoofia matemaatilised põhimõtted), kus massiivsed asutused vormistatud väliste jõudude mõju all.
Kolme seaduse sõnastamine, Newton lihtsustas massiivsete kehade ravi, arvestades nende matemaatilisi punkte ilma suuruse või rotatsioonita. See võimaldas tal ignoreerida selliseid tegureid nagu hõõrdumine, õhukindlus, temperatuur, materjali omadused jne ja keskenduda fenomenidele, mida saab kirjeldada ainult kaalu, pikkuse ja aja järgi. Järelikult ei saa kolme seadust kasutada suurte jäigate või deformeeruvate objektide käitumise täpsuse kirjeldamiseks. Paljudel juhtudel pakuvad nad siiski sobivaid täpseid ühtlustamist.
Newtoni seadused on seotud massiivsete kehade liikumisega inertsiaalsele võrdlussüsteemis, mida mõnikord nimetatakse Newtoni võrdlussüsteemiks, kuigi Newton ise ei kirjeldanud sellist süsteemi kunagi. Isertsiaalse võrdlussüsteemi saab kirjeldada kolmemõõtmelise koordinaatidena, mis on kas statsionaarne või ühtlaselt lineaarne, st mitte kiirendatud ega pöörleta. Ta leidis, et liikumist sellises inertsiaalis võrdlussüsteemi saab kirjeldada kolme lihtsa seadusega.
Ta ütleb: Kui keha ei tegutse keha või nende tegevust kompenseeritakse, on see keha puhata või ühtlase sirgjoonelise liikumise ajal. See lihtsalt tähendab, et asjad ei saa alustada, peatada ega muuta suunda ise.
Nõuab, et jõud nende väljastpoolt, et põhjustada sellist muutust. See massiivsete organite vara seista nende liikumise muutusi, mida mõnikord nimetatakse Inertiaks.
Kaasaegses füüsikas oli esimene Newtoni seadus tavapärane sõnastada järgmiselt:
Seal on võrdlussüsteemid, mida nimetatakse inertsiaalseks, mille suhtes on materjali punktid, kui neil ei ole jõude (või jõudude seadus vastastikku tasakaalustatud) on puhke- või ühtlase sirgjoonelise liikumise tõttu.
Kirjeldab, mis juhtub massiivse kehaga, kui väline jõud mõjutab seda. Ta ütleb: objektile tegutsev jõud on võrdne selle kiirenduse objekti massiga. See on kirjutatud matemaatilises vormis kui f \u003d mA, kus F on jõud, m - mass, a - kiirendus. Rasva tähed näitavad, et võimsus ja kiirendus on vektori väärtused, mis tähendab, et neil on nii summa kui ka suund. Tugevus võib olla üks võimsus või see võib olla vektori kogus rohkem kui üks jõud, mis on pärast kõigi jõudude kombinatsiooni puhta tugevuse.
Kui pidev jõud toimib tohutu keha, see põhjustab selle kiirendada, st muuta oma kiirust pideva kiirusega. Kõige lihtsamal juhul põhjustab fikseeritud objektile kinnitatud jõud jõudu kiirendamiseks. Kui objekt on juba liikumas või kui seda olukorda vaadatakse liikuva võrdlussüsteemist, võib see keha näib olevat kiirendav, aeglustades või muutuvat suunda sõltuvalt jõu suunalist ja juhistest, milles objekt ja võrdlussüsteem liigub üksteise suhtes võrreldes.
Kaasaegses füüsikas on Newtoni teine \u200b\u200bseadus tavapäraseks järgmiselt:
Isertsiaalsele võrdlussüsteemis on kiirendus, mis võtab vastu konstantse massiga materjalipunkti, on otseselt võrdne kõigi sellega seotud jõud ja vastupidiselt proportsionaalselt selle mass.
Sobiva valikuga mõõtühikuid, seda seadust saab kirjutada valemi:
Isik: iga tegevuse puhul on võrdne opositsioon. See seadus kirjeldab, mis juhtub kehaga, kui see annab võimsuse teisele kehale. Jõud on alati paarikaupa, nii et kui üks keha surub teist, on teine \u200b\u200bkeha tõrjutud nii palju. Näiteks, kui vajutate käru, tõrjutakse ostukorv sinult; Kui tõmmate köis, köidab köis sind; Kui raskusaste tõmbab teid maapinnale, lükkab maa teid ja kui rakett süttib selle taga, suurendades heitgaaside laiendamist raketile, sundides seda kiirendama.
Kui üks objekt on palju massiivsem kui teine, eriti juhul, kui seondumise esimese objekti maa peale, peaaegu kõik kiirendus edastatakse teisele objektile ja kiirendus esimese objekti saab ohutult ignoreerida, näiteks kui Sa viskasid palli läände, te ei vaja arvatavasti, et sa tegelikult sunnitud maa pöörama kiiremini, kuni pall oli õhus. Siiski, kui te seisate rulluisukatetes ja te viskasite palli bowlingule, hakkate tagasi pöörduma märgatava kiirusega.
Kaasaegses füüsikas on Newtoni kolmas seadus tavapäraseks sõnastamiseks järgmiselt:
Materiaalsed täpid suhtlevad üksteisega sama iseloomuga, mis on suunatud piki sirget joont, mis ühendab neid punkte mooduliga võrdsete ja vastupidi suunas:
Kolm seadust testiti viimase kolme sajandi jooksul lugematutest katsetest ning seni kasutatakse neid laialdaselt esemete tüüpide ja kiiruste kirjeldamiseks, mida me igapäevaelus näeme. Need moodustavad aluseks, mida on nüüd tuntud kui klassikalise mehaanika, nimelt massiivsete objektide uuring, mis on rohkem kui väga väikesed kaalud, mida peetakse kvantmehaanika järgi ja mis liiguvad aeglasemalt kui väga suured kiirused, relativistlikud mehaanikud.
Väliste võimsuse mõju puudumisel liigub keha ühtlaselt sirgjooneliselt liikuma.
Liikuva keha kiirendus on proportsionaalne selle külge kinnitatud jõud ja vastupidi proportsionaalselt selle mass.
Iga tegevus võrreldakse tugevusega võrdse ja vastupidi vastulause vastu.
Newtoni seadused - sõltuvalt sellest, kuidas mõnus neid näha, on kas alguse lõpp või klassikalise mehaanika lõpu algus. Igal juhul on see pöördepunkt füüsilise teaduse ajaloos suurepärase koostamise kõikide teadmiste ajaloolisele hetkele füüsiliste kehade liikumise hetkele füüsilise teooria raames, mida nüüd kutsutakse klassikaline mehaanika. Võib öelda, et Newtoni liikumise seadused läksid kaasaegse füüsika ja üldise loodusteaduste ajaloo loenduse.
Kuid Isaac Newton võttis tema au mitte õhust nime saanud seadused. Tegelikult muutusid nad klassikalise mehaanika põhimõtete sõnastamise pika ajaloolise protsessi kulminatsiooniks. Mõelmine ja matemaatikud - me mainime ainult Galilee ( cm. Tasakaalu liikumise võrrandid) - sajandeid püüdnud valemit välja võtta, et kirjeldada materiaalsete asutuste liikumise seadused - ja pidevalt komistasin, mida ma isiklikult kutsun iseseisva tavapärasusega, nimelt nii põhiliste ideede kohta, millised põhimõtted on materjali maailma See on nii palju jätkusuutlikult sisenenud inimeste teadvusse, et nad näivad vaieldamatu. Näiteks ei tähendanud iidsed filosoofid isegi, et taevakehad võivad liikuda ringikujulistest erinevates orbiidides; Parimal juhul ilmuvad idee, et planeedid ja tähed ilmuvad maa peal mööda kontsentrilist (mis on üksteisega pesastatud) sfääriliste orbiidide ümber. Miks? Jah, sest kuna iidse Kreeka iidse mõtlejate aeg ei esinenud kellelegi, et planeedid võivad täiuslikkusest kõrvale kalduda, mille kehastus on range geomeetriline ring. JOHANNi Kepleri geenius oli selle probleemi ausalt vaatama erineva nurga all, analüüsige tegelike vaatluste ja näitamaneist, et tegelikkuses planeet pöördub päikese ümber elliptiliste trajektooride ümber ( cm. Kaasaja seadused).
Arvestades sellist tõsist, ajalooliselt kehtestatud ebaõnnestumist, sõnastatakse esimene Newtoni seadus tingimusteta revolutsiooniliselt. Ta väidab, et kui mõni materjal osakeste või keha lihtsalt ei puuduta, see jätkub otseselt liikuma pideva kiirusega iseenesest. Kui keha ühtlaselt liigutati sirgjoonel, liigub see sirgelt sirgelt. Kui keha puhanud, siis puhkab see seni, kuni väline tugevus ei meeldi sellele. Lihtsalt liikuda füüsilise keha kohast, peate enne Kinnitage keha tugevus. Võtke lennuk: See ei ole kunagi luhtunud kohast kuni mootorite töötamiseni. Tundub, et iseenesestmõistetava tähenduse jälgimine peaks siiski olema sirgjooneline liikumisest häiritud, kuna see lakkab selliselt tunduda. In inertsiaalse liikumise keha suletud tsüklilise trajektoor, selle analüüs alates asukohast esimesest Newtoni seadust ainult võimaldab teil täpselt kindlaks oma omadused.
Kujutage ette midagi sellist nagu sportlik haamer - kernel stringi lõpus, mis on teie pea ümber kroonitud. Kerneli käesoleval juhul ei liigu sirgjoonel, vaid ümbermõõdul tähendab see vastavalt Newtoni esimesele seadusele, tal on midagi; See on "midagi" - ja seal on tsentripetaalne jõud, mida te kernelile kinnitate, ketramine. Tõesti, sa ise tunned seda tunda - athletic haamri käepide annab teile märgatavalt palmi. Kui sa tuua kätt ja vabastada haamri, see on puudumisel väliste jõudude - kohe läheb tee tee sirgjoonel. Täpsem on täpsem, et nii haamra käitub ideaalses tingimustes (näiteks avatud ruumis), kuna maa gravitatsioonijõu mõju mõjul lendab see rangelt otseselt ainult hetkel, mil sa selle väljastamisel Ja tulevikus on lennutrajektoori enam kõrvale maapinna suunas. Kui te üritate haameri tõesti vabastada, selgub, et ringkirja orbiidist vabanenud haamer läheb teele rangelt sirgjoonel, mis on puutuja (risti ringi raadiusega, mille kohaselt see kestis) lineaarse kiirus, mis võrdub selle orbiidi kiirusega.
Nüüd asendame planeedi sportliku haameri südamiku, Hammerman - päike ja string - gravitatsioonilise atraktsiooni jõud: siin on päikesesüsteemi Newtoni mudel.
Selline analüüs, mis toimub ühe keha käitlemisel teise ümmarguse orbiidi ümber, tundub esmapilgul, kuid ärge unustage, et ta on imendunud mitmeid teadusliku esindajate järeldusi Eelmise põlvkonna mõte (piisavalt Galileo Galilea). Probleem on selles, et seisaku ümmarguse orbiidi ümber sõitmisel tundub taevane (ja muu) keha väga rahulik ja tundub olevat jätkusuutliku dünaamilise ja kinemaatilise tasakaalu seisundis. Siiski, kui te aru see välja, ainult püsib moodul (absoluutväärtus) sellise keha lineaarse kiirusega suund See muutub pidevalt gravitatsioonipõhise atraktiivsuse mõju all. See tähendab, et taevakeha liigub võrdlev. Muide, Newton ise nimetas "liikumise muutus" kiirendus.
Esimene Newtoni seadus mängib teist olulist rolli materiaalse maailma loomulikult laiendatud olemuse osas. Ta ütleb meile, et keha liikumise olemuses muudatused näitavad, et väliste jõudude olemasolu toimib. Allkirjastavalt rääkides, kui me näeme, kuidas raua sawders, näiteks põrgatama ja kleepuma magnetini või, saame aluspesu kuivatist, leiame, et asjad on libisenud ja vallandanud ühe teise poole, me võime rahulikult ja enesekindlalt: need mõjud on Hakka loodusjõudude tagajärg (antud näidetes, see on vastavalt magnetilise ja elektrostaatilise atraktsioon jõud).
Kui esimene Newtoni seadus aitab meil kindlaks teha, kas keha on väliste jõudude mõju all, kirjeldab teine \u200b\u200bseadus, mis juhtub füüsilise kehaga nende mõju all. Mida suurem on kehaga seotud välisjõudude kogus, ütleb see seadus, seda suurem kiirendus Omandab keha. Seekord. Samal ajal kui massiivne keha, mille suhtes kohaldatakse võrdset hulka väliseid jõude, omandab see vähem kiirendus. Need on kaks. Intuitiivselt need kaks fakti on iseenesestmõistetavad ja matemaatilises vormis registreeritakse nad järgmiselt:
F. = mA.
kus F - jõud, m - kaal, aga - kiirendus. See on ilmselt kõige kasulikum ja kõige laiem kasutatud rakendatud eesmärkidel kõigist füüsilistest võrranditest. Piisab sellest, kui teate mehaanilises süsteemis tegutsevate kõikide jõudude ulatust ja suunda ja materjali keha massi, millest see koosneb, ja see on võimalik arvutada selle käitumist õigeaegselt ammendava täpsusega.
See on NEWTONi teine \u200b\u200bseadus, kes annab talle erilist ilu kõigile klassikalisele mehaanikale - see hakkab tunduma, et kogu füüsiline maailm korraldatakse kronomeetri üksusena ja midagi ei välista see uudishimuliku vaatleja seisukohast. Helista mulle universumis kõigi materjalipunktide ruumilise koordinaatide ja kiiruse kiireks koordinaatideks, justkui Newton ütleb meile, märkige kõigi selles tegutsevate jõudude suund ja intensiivsus ja ma ennustan mis tahes selle tulevase seisundi. Ja selline pilk asjade olemus universumis oli kuni kvantmehaanika tekkimiseni.
Selle seaduse, kõige tõenäolisem, Newton ja austanud mitte ainult füüsiliste teadlaste, vaid ka humanitaarsete teadlaste ja lihtsalt laia masside poolt. See armastab tsiteerida (äri ja juhtumiteta), laiema paralleeli läbiviimine asjaoluga, et me oleme sunnitud meie igapäevaelus jälgima ja meelitama peaaegu kõrvu, et õigustada arutelude käigus kõige vastuolulisemaid sätteid, Alustades inimsuhete ja training rahvusvaheliste suhete ja globaalse poliitikaga. Newton investeeris siiski tema seejärel kolmandasse õiguse, mis on täiesti konkreetne füüsiline tähendus ja vaevalt joonistas teda teises tootmisvõimsusena kui täpse vahendina võimsuse suhte kirjeldamiseks. See seadus ütleb, et kui keha tegutseb mõnevõimsusega keha B-ga, mõjutab keha ka keha a keha A-ga võrdse suurusega ja vastupidi jõu suunas. Teisisõnu, seistes põrandal, te tegutsete põrandale jõuga, keha proportsionaalne mass. NEWTONi kolmanda õiguse kohaselt mõjutab põrand samal ajal teil täiesti sama suurt tugevust, kuid mitte allapoole, vaid rangelt. Seda seadust kontrollitakse eksperimentaalselt. See ei ole raske: tunnete pidevalt, nagu maa paneb teie tallad.
Oluline on mõista ja meeles pidada, et Newtoni kõne on umbes kaks täielikult erineva iseloomuga jõudu ja iga jõud mõjutab "selle" objekti. Kui Apple kuulub puu, see maa mõjutab õuna jõuga oma gravitatsiooni atraktsioon (selle tulemusena õun on võrdselt kiirustades pinna maa), kuid samal ajal Apple meelitab Maa võrdse võimsusega. Ja asjaolu, et meile tundub, et see on õuna, mis langeb maapinnale, mitte vastupidiseks, see on juba Newtoni teise õiguse tagajärg. Apple'i mass võrreldes maapinna massiga on madal mitte-võrreldavusega, mistõttu on selle kiirendus märgatavalt vaatleja silma jaoks. Massi mass, võrreldes õuna kaaliga, on suur, nii et selle kiirendus on peaaegu märkamatu. (Apple'i languse korral vahetab Maa keskus vähem kui aatomi tuuma raadiusest.)
Agregaadi poolt andis Newtoni kolm seadust füüsikuid vahendeid, et alustada kõigi meie universumis esinevate nähtuste põhjalikku vaatlust. Ja hoolimata kõigist teaduse kolossaalsetest liikumistest, mis toimusid Newtoni ajast, et kujundada uus auto või saata kosmoseaparaadi Jupiterile, kasutate kõiki sama kolme Newtoni seadust.
Vaata ka:
1609, 1619 |
Kepleri seadused |
1659 |
Tsentrifugaaljõud |
1668 |
Lineaarse impulsi säilitamise seadus |
1736 |
Impulss hetk |
1738 |
Bernoulli võrrand |
1835 |
Coriolise efekt |
1851 |
Piirangu määr langemise määr |
1891 |
Samaväärsuse põhimõte |
1923 |
Vastavuspõhimõte |
Isaac Newton, 1642-1727
Inglane, keda paljud peavad üldiselt iga aegu ja rahvaste suurimaid teadlasi. Sündinud väikeste üllas üllase perekonnas Vulstorpi läheduses (Lincolnshire'i maakond, Inglismaa). Isa elus ei leidnud (ta suri kolm kuud enne poja sündi). Olles sõlminud uuesti abielu, siis lahkus ema oma vanaema hoolduseks kaheaastase Isaac. Täiskasvanute teadlase omapärane ekstsentriline käitumine Paljud tema elulugu teadlased omistatakse just asjaolule, et kuni ühe aasta vanuseni, kui tema kasuisa surm järgnes, poiss oli täielikult vanemliku hoolitsuseta.
Mõne aja jooksul õppis noored Isaac käsitöökoolis põllumajanduse tarkust. Kuna see juhtub sageli suure järeldusega inimestega, kõnnib tema lihtsus oma elu lihtsus legende massist. Niisiis, eriti nad ütlevad, et ühel päeval saatis ta karjamaade karjata, mis on ohutult hajutatud tundmatusse suunas, samas kui poiss istus puu all ja luges oma huvitatud raamatut entusiastlikult. Nii et see on nii, aga teismeline tõukejõud teadmistele täheldati - ja saatis tagasi gümnaasiumi G Granhamile, mille lõpus sisenes noormees Cambridge'i Trinity College'i edukalt.
Newton õppis kiiresti õppekava ja kolis selle aja juhtivate teadlaste teoste uurimisele, eriti Descartesi Prantsuse filosoofi Rene järgijatele (René Descartes, 1596-1650), mis järgiti universumi mehaanilistele vaatetele. 1665. aasta kevadel sai ta teadusliku bakalaureusekraadi ja siis oli teaduse ajaloos kõige uskumatumad sündmused. Samal aastal puhkes Inglismaal bubonilise katku viimast epideemiat, ringlus kellad olid üha enam jaotatud ja Cambridge'i ülikool suleti. Newton naasis Wolstorpile peaaegu kaks aastat, olles talle edukalt lüüa ainult mõned raamatud ja selle mitte-pahatahtliku luure.
Kui kaks aastat hiljem, Cambridge'i Ülikooli taasavatud, Newton juba välja töötanud diferentsiaalkalkulatsiooni - eraldi matemaatika osa, (2) välja toob kaasaegse värvi teooria alused, (3) tõi maailma kogukonna seaduse ja (4 ) otsustas mitmed matemaatilised ülesanded, mis tema ees ei saa lahendada. Nagu Newton ise ütles: "Neil päevadel olin ma oma leidliku jõudude ja matemaatika ja filosoofia õitsengus, sest siis ma pole kunagi mind nii palju konfiskeerinud." (Ma küsida sageli oma õpilastelt, ütlen neile veel kord Newtoni saavutuste kohta: "Ja mis sa õnnestus teha suvepuhkuste eest? ")
Varsti pärast naasmist Cambridge Newton valiti Teadlane Nõukogu Trinity College, tema kuju tutvustab ikka veel ülikooli kirik. Ta luges loenguid värviteooria loengute käigus, mis näitas, et värverinevusi selgitatakse valguse laine põhiomadustega (või nagu nad ütlevad nüüd lainepikkusega) ja et valgusel on korpuse olemus. Ta ehitas ka peegli teleskoobi ja see leiutis meelitas kuningliku ühiskonna tähelepanu. Heignial uuringud valguse ja värvide avaldati 1704 oma põhitöö "optika" ( Optika.).
Newton setting "vale" teooria valguse (kuigi laine ideid domineerivad) viis konflikti Robert Golov ( cm. Litsõiguse), kuningliku ühiskonna juht. Vastuseks, Newton väljendas hüpoteesi, mis ühendas korpuse ja laine ideid valguse kohta. GUK süüdistas Newtonit plagieerimises ja rääkis selle avamise prioriteediks. Konflikt jätkus kuni mõru surmani 1702. aastal ja muutis sellise rõhuva mulje Newtonile, et ta oli kuue keeldunud intellektuaalses elus osalemisest. Kuid mõned psühholoogid sel ajal selgitavad seda närvilise häire, mis süvendati pärast surma tema ema.
1679. aastal naasis Newton tööle ja heitis oma au, uurides planeete ja nende satelliitide liikumise trajektore. Nende uuringute tulemusena kaasnevad ka paksema esmatähtsate vaidlused, maailma kogukonna seadus ja Newtoni mehaanika seaduste sõnastati, nagu me neid nüüd nimetame. Newton kokku oma teadusuuringute raamatus "Loodusliku filosoofia matemaatilised algajad" ( Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) esindab kuninglik ühiskond 1686. aastal ja avaldati aasta hiljem. See töö, mis tähistas algusesse siis teadusliku revolutsiooni, tõi ülemaailmse tunnustamise Newtoni.
Tema usulisi seisukohti, tema kindel pühendumine protestantismile meelitas ka inglise intellektuaalse eliidi laia ringkondade tähelepanu Newtonile ja eriti filosoofi John Locke'ile (John Locke, 1632-1704). Londonis üha enam aja läbiviimine on koostatud kapitali poliitilises elusse ja 1696. aastal määras MINT-i hooldaja. Kuigi see positsioon oli traditsiooniliselt peetud Sinekur, Newton pöördus tema töö kõigi tõsidusega, arvestades nimekirja inglise mündi tõhusa meetme vastu võitlejate vastu võitlejate. Just sel ajal osales Newton teise prioriteetse vaidlusega, seekord Gottfreid Leibniziga, 1646-1716-ga), mis puudutab diferentsiaalkalkulatsiooni avamist. LIFE lõpus avaldas Newton oma peamiste tööde uued väljaanded ja töötas ka Royal Society presidendina, võttes samal ajal rahapaja direktori eluasendit.
Klassikalise mehaanika peamised seadused on kolm Newtoni õigust. Nüüd vaatame nende üksikasju.
Esimene õigus Newton
Tähelepanekud ja kogemused näitavad, et asutused saavad maa kiirendamist maa suhtes, st nad muudavad oma kiirust maa suhtes võrreldes ainult nende teiste kehade tegevuse all.
Kujutage ette, et õhu toru "püstol" liikub edasijõudnud kolvi poolt kokkusurutud gaasi tegevuse all, st. Sellisena sellise järjepideva jõu ahela selgub:
Power juhtiv liikumise kolb \u003d\u003e kolvivütt, tihendav gaasi silinder \u003d\u003e gaasi võimsus, mis juhtivad pistiku liikumise.
Selles ja teistes sarnastel juhtudel, kiiruse muutmine, st. Kiirenduse esinemine on selle organite jõudude tulemus.
Kui keha ei tööta keha (või jõudude kompenseeritakse, st), keha jääb üksi (maa peal) või liikuge ühtlaselt ja lihtsamalt, st. ilma kiirenduseta.
Selle põhjal võimaldas tal luua Newtoni esimene seadus, mida sagedamini nimetatakse inertsiseadmeks:
Seal on sellised inertsiaalsed võrdlussüsteemid, mille suhtes keha puhkab (eriline juhtum) või liigub ühtlaselt ja otseselt, kui nende jõudude jõud või meetmed kompenseeritakse kehale.
See seadus on nende seaduste kontrollimise praktiliselt võimatu, sest kõikide ümbritsevate jõudude tegevus on võimatu täielikult kõrvaldada, eriti hõõrdumise mõju.
Hoolikat katseid organite liikumise uurimise kohta koostas esmalt Itaalia füüsik Galileem Galileo lõpusXVI ja varajane XVII sajandeid. Hiljem rohkem kui rohkem üksikasju, seda seadust kirjeldas Iisac Newton, nii et see seadus nimetati tema eest.
Sarnaseid Inertsiasutuste ilminguid kasutatakse laialdaselt igapäevaelus ja tehnikas. Tolmuse riba raputamine, "kukutamine" Mercury kolonn termomeetris.
Teine Newtoni seadus
Erinevad katsed näitavad, et kiirendus kattub jõusuundaga, põhjustades selle kiirenduse. Seetõttu on võimalik sõnastada õiguse sõltuvused vägede kohaldatavate jõudude kiirendus:
Isertsiaalis võrdlussüsteemis on massi ja kiirenduse toode võrdne tulemusega (saadud jõud on keha suhtes kohaldatavate kõikide jõudude geomeetriline summa).
Kehakaal on selle sõltuvuse proportsionaalsuse koefitsient.Kiirenduse määratluse järgi () me kirjutame seaduse teises vormis jajärgmisena selgub, et võrdsuse parempoolse osa lugemistes on impulss δ muutusp.Sest δ. p \u003d M.Δv.
Niisiis, teine \u200b\u200bseadus saab kirjutada selles vormis:
Selles vormis Newton ja salvestas oma teise õiguse.
See seadus kehtib ainult kiiruste, palju väiksema kiiruse ja inertsiaalsete võrdlussüsteemide puhul.
Kolmas Newtoni seadus
Kahe keha kokkupõrke korral muudavad nad oma kiirust, st Hankige mõlemad keha. Maa meelitab mooni ja teeb selle liikumiseks kõverate trajektooris; Samas kohas meelitab Kuu ka maad (maailma esiletõstmise tugevus).
Need näited näitavad, et jõud esineb alati paarikaupa: kui üks keha toimib jõuga teisele, siis teine \u200b\u200bkeha toimib esimesel sama jõuga. Kõik jõud on vastastikune iseloom.
Siis saate sõnastada kolmanda Newtoni õiguse:
Asutused üksteisele üksteise vastu suunatud jõududega, mis on suunatud sirgele, mooduliga võrdse ja vastupidi suunas.
Sageli nimetatakse seda seadust raskeks õiguseks, sest Ei mõista selle seaduse tähendust. Seaduse mõistmise lihtsuse jaoks saate selle ümber sõnastadaseadus ( "Tegevus on võrdne opositsiooni vastu") « Vastulause vastand on võrdne tegutsemise võimsusega ", Kuna neid jõude rakendatakse erinevate kehade suhtes.
Isegi kehade langus on rangelt obeys vastu võitlemise seadus. Apple paneb maapinnale, sest see meelitab maailma; aga täpselt sama jõuga ja Apple meelitab kõiki meie planeedi.
Lorentzi tugevuse jaoks ei ole Newtoni seadus täidetud.
NEWTONi mehaanika peamised seadused sõnastati tema raamatus "Loodusliku filosoofia matemaatiline algus".
Seega võib järeldada, et kõik need kolm Newtoni seadused on põhilised klassikalised mehaanika; Ja iga seadus voolab teise.
Newtoni dünaamika (klassikalise dünaamika) seadused on piiratud kohaldatavuse ala. Need kehtivad kiirusega liikuvate makroskoopiliste kehade puhul, mis on palju väiksemad kui valguse kiirus vaakumis.
Newtoni esimese õiguse sõnastus (seda tuntakse ka inertsiseadusena):
Esimene õigus Newton On selliseid võrdlussüsteeme nimetatakse inertsiaalseks, mille suhtes keha liigub sirge ja ühtlaselt, kui teised asutused või nende keha mõju kompenseeritakse.
Isertsiaalses võrdlussüsteemis liikub keha ühtlaselt ja otseselt tegutsevate jõudude puudumisel.
Inerts nähtus keha liikumise kiiruse säilitamise tõttu väliste mõjutuste puudumisel või kui neid kompenseeritakse inerts. Seetõttu nimetatakse esimest Newtoni seadust inertsiseadmeks.
Kui saadud kõik selle kehaga tegutsevad jõud on , liigub keha ühtlaselt ja sirgelt või mitte. Tegelikult on võrdsuse nulliga nullil nullil null. Kuid mõnede tegevuste abil saate tähelepanuta jätta ja valida selline liikumine, kui keha kiirus oluliselt ei muutu.
Esimest korda sõnastati inertsi seadus Galileo Galileem (1632) poolt. Newton kokkuvõte Galilea tulemused ja lisasid need liikumisõiguse seas.
ISO inertsiaalsed võrdlussüsteemid on võrdlussüsteemid, milles toimub Newtoni esimene seadus.
Seega on keha kiiruse muutmise põhjus inertsiaalses võrdlussüsteemis alati oma interaktsioon teiste kehadega. Keha liikumise kvantitatiivse kirjelduse jaoks teiste kehade mõju all peate sisestama kaks uut füüsilist kogust - inertne masskeha ja tugevus.
Mass on keha, mis iseloomustab selle inerset. Sama mõjuga ümbritsevate asutuste osale saab üks keha kiiresti oma kiirust muuta ja teine \u200b\u200bsamadel tingimustel on palju aeglasem. On tavaline öelda, et teisel neist kahel asutusel on suurem inertness või teisisõnu teisel asutusel on suurem mass.
Kui kaks asutust üksteisega suhtlevad, muutub mõlema organi kiirus, s.o koostoimeprotsessis mõlemad asutused omandavad kiirendus. Kahe andmeorgani kiirenduste suhe on kõigi mõjude jaoks konstantne. Füüsikas eeldati, et interakteeruvate organite massid on pöördvõrdelised organite poolt nende suhtluse tulemusena omandatud kiirendustega.
Kahe TEL-i masside võrdlemine.
[DFrac (M_1) (M_2) \u003d - DFrac (A_2) (A_1) \\ t
Selles vahekorras (A_1 \\ (A_2 ") suhet tuleks pidada vektorite prognoosideks (A_1 \\ (A_2 \\) OX-teljel. Valemi paremal küljel olev "miinus" märk tähendab, et interakteeruvate kehade kiirendamine on suunatud vastupidistesse isikutele.
Rahvusvahelises üksuste (te) süsteemi süsteemis mõõdetakse kehakaalu kilogrammid (kg).
Mis tahes keha mass võib määrata kogemustega võrreldes kaalumisstandard ((M _ (tekst (et)) \u003d 1 tekst (kg) \\ t). Las olla (M_1 \u003d M _ (tekst (et)) \u003d 1 tekst (kg) \\ t. Siis
[M_2 \u003d - dfrac (A_1) (A_2) m _ (tekst (et)) \\ t
Kehamass - scalaari väärtus. Kogemused näitavad, et kui kaks keha massidega (M_1 \\ t M_1 \\) ja nende organite (M_2 \\)
[M \u003d M_1 + M_2 \\]
Seda vara kutsutakse lisandlikkus.
Jõud - See on koostoime kvantitatiivne meede tel. Jõud on keha kiiruse muutmise põhjus. Newtoni mehaanikas võib võimsus olla erinev füüsiline iseloom: hõõrdumise tugevus, raskusaste, elastne tugevus jne vektori väärtus on mooduli, suuna ja rakenduse punkt.
Helistatakse kõikidele kehale tegutsevatele jõudude summa televisiooni võimsus.
Keha kiiruse muutmiseks on vaja tegutseda mõne jõuga. Loomulikult erinevad erinevates asutustes olevate jõudude ulatuse tulemusena erineva tegevuse tulemus.
Seal on 4 peamist tüüpi koostoime:
Kõik interaktsioonid on nende põhitüüpide ilmingud.
Jõude näited: raskuse tugevus, elastsuse tugevus, kehakaal, hõõrdejõud, väljatõmbamine (Archimedov) võimsus, tõstejõud.
Mis on võim? Tugevus - ühe keha mõju mõõtmine teisele.
Power - vektori suurus. Jõudu iseloomustab:
Et mõõta tugevust, mida peate installima võimsus ja võrdlusmeetod Teised väed selle viidetega.
Võimaluse viidetena saate kevadel võtta kevade, venitatud mõnele eelnevalt kindlaksmääratud pikkusele. Mooduli võimsus F.0, millega sel kevadel fikseeritud venitava toimib keha külge kinnitatud, kutsutakse võimsus. Muude jõudude võrdlemise meetod koos standardiga on järgmine: kui keha mõõdetud jõu (F)) ja võrdlusjõud (VEC (F_0)) all olevad (või liigub) ühtlaselt ja sirge), seejärel võrdne mooduli suhtes (VEC (F) \\ t) \u003d \\ (\\ TEC (F_0) \\ t
Võimu võrdlemine (VEC (F)) võrdlusalusega. \\ (VEC (F) \\) \u003d \\ (VEC (F_0) \\)
Kui mõõdetud Force \\ (VEC (F) \\ t on suurem (mooduli järgi) võrdlusjõu, siis saate ühendada kaks võrdlusvedrud paralleelselt. Sel juhul mõõdetud jõud on \\ (VEC (2 F_0)). Samamoodi jõude võib mõõta \\ (VEC (3 F_0) \\), \\ (VEC (4 F_0) \\), ja nii edasi.
Võimu võrdlemine (VEC (F)) võrdlusalusega. \\ (VEC (F) \\) \u003d \\ (VEC (2 F_0) \\)
Väiksemate jõudude mõõtmine Väiksemate (VEC (2 F_0) \\)
Võimu võrdlemine (VEC (F)) võrdlusalusega. \\ (VEC (f) \\) \u003d \u003d \\ (VEC (2 F_0) \\ t
Rahvusvahelise üksuste süsteemi võrdlusjõudu nimetatakse Newtoni (H).
1 h jõud annab keha kaaluga 1 kg kiirendus 1 m / s2
Mõõde [n]
[1 tekst (N) \u003d 1 DFrac (tekst (kg) CDOT tekst (m)) (tekst (c) ^ 2) \\]
Praktikas ei ole vaja kõiki mõõdetuna jõud võrrelda standard. Tugevuse mõõtmiseks kasutatavad vedrud ülalkirjeldatud meetodi täitmisel. Selliseid kalibreeritud vedrud nimetatakse dünamomeetrid . Jõudu mõõdetakse dünamomeetri venitamisega.
JavaScript on teie brauseris keelatud.Füüsika koolide koolis uurib Newtoni kolme seadust, mis on klassikalise mehaanika aluseks. Tänapäeval on iga koolipoiss tuttav, kuid suurte teaduste ajal peeti selliseid avastusi revolutsiooniliseks. Allpool kirjeldatakse lühidalt Newtoni seadused, nad aitavad mitte ainult mõista objektide mehaanika ja interaktsiooni põhjal, vaid aitab ka andmete kirjutamist võrrandi järgi.
Esmakordselt kolme seaduse Issak Newton kirjeldatud töö "matemaatiline algab loodusliku filosoofia" (1867), kus mitte ainult enda järeldusi teadlase kirjeldatud üksikasjalikult, kuid kõik teadmised selle teema avas teiste Filosoofid ja matemaatikud. Seega muutus tööjõuks mehaanika ajaloos ja hiljem füüsika. See käsitles tohutute kehade liikumist ja koostoimet.
Huvitav teada! Isaac Newton ei olnud mitte ainult andekas füüsik, matemaatik ja astronoom, vaid ka mehaanika geeni. Ta oli Londoni kuningliku ühiskonna presidendiks.
Iga avaldus hõlmab ühte koostoimete ja liikuvate objektide valdkondadest looduses, aga newton kaotas mõnevõrra, ja nad võeti teatud suurusega punkte (matemaatiline).
See on see lihtsustamine, mis võimaldas ignoreerida looduslikke füüsilisi nähtusi: õhukindlus, hõõrdumine, temperatuur või muud objekti füüsilised näitajad.
Saadud andmeid võib kirjeldada ainult ajas, massil või pikkuses. Selle põhjuseks on Newtoni sõnastus ainult sobivad, kuid ligikaudsed väärtused, mida ei saa kasutada suure või muutuva objektide täpse reaktsiooni kirjeldamiseks.
Määratlustes osaleva massiivsete objektide liikumine on tehtud inertsiaalsesse, esindatud kolme mõõtme koordinaatsüsteemi kujul ja samal ajal ei suurenda see kiirust ja ei pöördu ümber oma telje ümber.
Seda nimetatakse sageli Newtoni võrdlussüsteemiks, kuid samal ajal ei ole teadlane kunagi loodud ja ei kasutanud sarnast süsteemi, vaid kasutas irratsionaalset. See on selles süsteemis, et keha saab selle Newtoni kirjeldab.
Nimetatakse inertsiseadmeks. Praktilist valemit ei ole, kuid on mitu sõnastust. Füüsika õpikutes pakutakse välja järgmine Newtoni esimese seaduse sõnastamine: on inertsiaalsed võrdlussüsteemid, mille jaoks objekt, kui see on vaba mõju tahes vägede mõju (või need koheselt kompenseeritud), et olla täiesti puhke- või liikunud sirgjoonel ja samal kiirusel. Mida tähendab see mõiste ja kuidas seda mõista?
Sarnased sõnad selgitatakse esimest Newtoni seadust järgmiselt: mis tahes keha, kui ta ei puuduta teda ega mõjuta seda mingil moel, jääb pidevalt puhata, see on lõputult seistes ikka veel. Sama juhtub, kui see liigub: see liigub ühtlaselt mööda antud trajektoori lõputult, samas kui see ei mõjuta seda.
Selline heakskiitmine väljendas Galileo Galilee, kuid ei suutnud seda nähtust selgitada ja täpselt kirjeldada. Selles sõnastuses on oluline õigesti aru saada, mis on inertsiaalsed võrdlussüsteemid. Kui te ütlete üsna lihtsaid sõnu, on see süsteem, kus see määratlus toimub.
Maailmas näete tohutut erinevaid sarnaseid süsteeme, kui te vaatate liikumist:
Näiteks kaaluge teatavat langevarju, mis on juba langenud langevarju ja liigub otse ja samal ajal ühtlaselt maapinna suhtes. Inimese liikumist ei peatunud enne, kui maine atraktsioon kompenseeritakse liikumise ja õhukindluse tõttu. Niipea, kui see resistentsus väheneb, suureneb atraktsioon, mis toob kaasa paracuttisti kiiruse muutuse - selle liikumine muutub lihtsaks ja samaväärseks.
See on seoses selle sõnastusega, et on õun legend: Isaac puhanud aias õunapuu all ja mõelnud füüsilise nähtuse pärast, kui küps õuna purunes ja kukkus muru. See on täpselt lame langus sunnitud teadlane uurima seda küsimust ja väljastama teadusliku selgituse teema liikumisele teatavale võrdlussüsteemis.
Huvitav teada! Lisaks kolmele nähtusele mehaanikale selgitas Isaac Newton ka mooni liikumist maa satelliidi, loodud korpuse teooria valguse ja lagundas vikerkaare 7 värvi.
See teaduslik põhjendus puudutab mitte ainult objektide liikumist kosmoses, vaid suhelda nende teiste objektide ja selle protsessi tulemustega.
Seadus ütleb: suurenenud määra objekti teatud konstantse mass inertsiaalse võrdlussüsteemis on otseselt proportsionaalne kokkupuute võimu ja pöördvõrdeliselt konstantse massi liikuva elemendi.
Lihtsamalt öeldes, kui on teatud liikuv keha, mille mass ei muutu, ja äkki hakkab autsaider töötama, hakkab see kiirendama. Kuid kiirenduse kiirus sõltub otseselt mõjust ja pöördvõrd sõltub liikuva elemendi massist.
Näiteks saate kaaluda lumepalli, mis mägi rullida. Kui pall liigub mööda liikumist, sõltub palli kiirendus mõjuvõimest: kuidas see on rohkem, seda rohkem kiirendus. Aga seda suurem on selle palli mass, seda vähem kiirendus on. Seda nähtust kirjeldatakse valemiga, milles kiirendus võetakse arvesse või "A", mis on saadud kõigi mõjutavate jõudude mass või "F", samuti objekti mass või "M" :
Tuleb selgitada, et see valem võib esineda ainult siis, kui saadud kõik jõud ei ole vähem ja ei ole null. Seadus kehtib ainult kehad, kes liiguvad kiirusega vähem valgust.
Paljud on kuulnud väljendit: "Igal tegevusel on oma vastulause." Seda kasutatakse sageli mitte ainult üldhariduse eesmärgil, vaid ka hariduslikku, selgitades, et iga jõud on suur.
See sõnastus läks Iisaki Newtoni järgmisest teaduslikku heakskiitmist või pigem selle kolmandat õigust, mis selgitab erinevate jõudude suhtlemist mis tahes asutuse suhtes.
Kolmas Newtoni õiguse määratluse määratlus on see: esemed mõjutavad üksteist sama laadi jõududega (objektide massi ühendamine ja suunatud sirge), mis on nende moodulites võrdsed ja need on suunatud erinevatesse suundadesse. See sõnastus kõlab üsna raske, kuid lihtsad sõnad selgitavad õigust kergesti: iga jõud on vastulause või võrdse jõu vastupidises suunas.
Seaduse tähendust on palju lihtsam mõista, kui nad võtavad relva näitena, kust nad tuuma tuumad tulistavad. Püstol mõjutab sama jõuga mürsku, millega kesta mõjutab relva. See kinnitab see, et see on relva väike liikumine tulistamise ajal, mis kinnitab kerneli mõju relvale. Kui te võtate sama õuna, mis langeb kohapeal, muutub see selgeks, et õun ja maa mõjutavad üksteist võrdse võimsusega.
Seadusel on ka matemaatiline määratlus, mis kasutab esimese keha tugevuse (F1) ja teist (F2):
Miinusmärgi aruanded, et kahe erineva keha tugevuse vektorid on suunatud vastaskülgedele. Oluline on meeles pidada, et need jõud ei hüvitada üksteist, kuna need on suunatud kahe keha suhtes, mitte üheks.
Need Newtoni seadused on lühidalt ja selgelt teadma iga täiskasvanud isiku, sest nad on mehaanika aluseks ja tegutsevad igapäevaelus, hoolimata sellest, et mitte kõik tingimused ei järgi neid mustreid. Nad said klassikalise mehaanika aksioometele ja nende põhjal loodi liikumise ja energia võrrandid (pulssi säilitamine ja mehaanilise energia säilitamine).
Kontaktis
