Fysik

Newtons lagar


När det gäller kroppsdynamik är den bild som kommer att tänka på Isaac Newtons klassiska och mytologiska bild och läser sin bok under ett äppelträd. Plötsligt faller ett äpple på huvudet. Det rapporteras att detta var det första steget i att förstå tyngdkraften, som lockar äpplet.

Med tyngdförståelsen kom förståelsen av Force och Newtons tre lagar.

I kinematik studerar man rörelse utan att förstå dess orsak. I dynamik studerar vi förhållandet mellan kraft och rörelse.

styrka: Det är en interaktion mellan två organ.

Begreppet kraft är intuitivt, men för att förstå det kan det baseras på effekter orsakade av det, till exempel:

Acceleration: Gör att kroppen ändrar hastighet när en kraft appliceras.

Deformation: Gör att kroppen ändrar sin form när den är under kraft.

Resulterande kraft: Det är kraften som ger samma effekt som alla andra som appliceras på en kropp.

Med tanke på olika krafter som appliceras på vilket organ som helst:

Den resulterande kraften kommer att vara lika med vektorsumman för alla applicerade krafter:

Newtons lagar utgör de tre grundläggande pelarna i det vi kallar klassisk mekanik, och det är just därför det också kallas Newtonian Mechanics.

Newtons första lag - tröghetsprincipen

  • När vi är i en bil, och bilen går runt en kurva, tenderar vår kropp att förbli med samma vektorshastighet som den var före kurvan, det ger intrycket att den "kastas" till motsatt sida av kurvan. Detta beror på att vektorns hastighet är tangent till banan.
  • När vi befinner oss i en rörlig bil och det plötsligt bromsar, känner vi oss som om vi kastas framåt, eftersom våra kroppar tenderar att fortsätta röra sig.

Dessa och flera andra liknande effekter förklaras av tröghetsprincipen vars ordalydelse är:

"En kropp i vila tenderar att förbli i vila, och en kropp i rörelse tenderar att förbli i rörelse."

Så det följer att en kropp ändrar sitt tröghetstillstånd endast om någon eller något tillämpar en resulterande kraft annan än noll på den.

Newtons andra lag - Grundläggande princip om dynamik

När vi applicerar samma kraft på två kroppar med olika massor ser vi att de inte ger lika acceleration.

Newtons andra lag säger att Force alltid är direkt proportionell mot produkten av en kropps acceleration med sin massa, nämligen:

eller i modulen: F = ma

där:

F är resultatet av alla krafter som verkar på kroppen (vid N);

m är den kroppsmassa vid vilken krafterna verkar (i kg);

a är den förvärvade accelerationen (i m / s²).

Kraftenheten i det internationella systemet är N (Newton), vilket motsvarar kg m / s² (kilogram meter per sekund i kvadrat).

exempel:

När en kraft på 12N appliceras på en 2 kg kropp, vad är den acceleration som uppnås av den?

F = ma

12 = 2a

a = 6m / s²

Dragkraft

Med tanke på ett system där en kropp dras av en ideal tråd, dvs den är osträcklig, flexibel och har försumbar massa.

Vi kan överväga att kraften appliceras på tråden, som i sin tur utövar en kraft på kroppen, som vi kallar dragkraft. .

Newtons tredje lag - principen om handling och reaktion

När en person trycker på en ruta med en F-kraft kan vi säga att det är en handlingsstyrka. men enligt Newtons tredje lag, närhelst detta inträffar, finns det en annan kraft med lika modul och riktning, och mittemot handlingskraften kallas detta reaktionskraften.

Detta är principen om handling och reaktion, vars uttalande är:

"Krafter agerar alltid i par, för varje handlingsstyrka finns det en reaktionskraft."


Video: Newtons tre lagar (December 2021).