As leis de Newton. Segunda Lei de Newton. As leis de Newton - texto

O estudo de fenómenos naturais con base da experiencia é posible só baixo condición de observancia de todas as fases: observación, hipótese, experiencia, teoría. Observación pode identificar e comparar os feitos, a hipótese fai posíbel para lles dar unha explicación científica detallada, require confirmación experimental. Realización de organismos de control de tráfico levou a unha conclusión interesante: o cambio na velocidade do corpo só é posible baixo a influencia dun outro corpo.

Por exemplo, se executar rápido a subir as escaleiras, só precisa volverse para coller o pasamáns (cambio de dirección) ou pausa (o cambio no valor da velocidade), de modo a non executar para a parede oposta.

Observacións de fenómenos semellantes levou á creación da sección física, o alumno fai que os seus corpos ou cambiar a taxa de deformación.

Fundamentos da dinámica

Responde á pregunta perenne de altofalante por que o corpo físico está movendo en calquera forma ou en repouso, el está deseñado.

Considero o estado de repouso. Baseado no concepto de relatividade do movemento, podemos concluír que non pode haber corpos absolutamente inmóbil. Calquera suxeito, sendo fixadas en relación a un corpo de referencia en movemento en relación uns ós outros. Por exemplo, un libro deitada na mesa, é fixa en relación á táboa, pero se considerar a súa posición en relación á persoa que pasa, a continuación, facer a conclusión natural: o libro está en movemento.

Polo tanto, as leis do movemento de corpos cubertos de sistemas de referencia inerciais. ¿Que é iso?

Chamado sistema de referencia de inercia, en que o corpo está en repouso ou executa un uniforme e movemento rectilíneo en ausencia de exposición a outros individuos ou obxectos.

No exemplo anterior, o sistema de referencia asociada cunha táboa pode ser chamado de inercia. Un home en movemento uniforme nunha liña recta, pode servir como un corpo de referencia ISO. Se o seu movemento será acelerado, entón amarra-lo inercial CO imposible.

De feito, tal sistema pode ser correlacionado cos corpos rixidamente fixados á superficie da Terra. Con todo, o propio planeta pode non ser a estrutura de armazón para ISO que uniformemente en rotación en torno ao seu propio eixe. superficie corporal ten aceleración centrípeta.

Que é a inercia?

fenómeno inercia está directamente relacionada coa norma ISO. Lembre, o que pasa se un movemento coche para de súpeto? Os pasaxeiros están en perigo, como están continuando o seu movemento. Pare con iso pode acomodar en cinta de diante ou de asento. Explicar o proceso de inercia pasaxeiro. Iso é verdade?

Inercia - fenómeno suxerindo preservación de velocidade constante do corpo en ausencia de exposición a outros organismos. O pasaxeiro está baixo os asentos ou materias. fenómeno inercia non é observada.

A explicación está nas propiedades do corpo, e, segundo el, cambiar instantáneamente a velocidade dun obxecto é imposible. It - inercia. Por exemplo, a inercia do mercurio no termómetro permite omitir o bar se son vellos trasfega o termómetro.

A medida chamada inercia de masa corporal. Ao reaccionar cambio de velocidade máis rápida para os corpos con masa menor. colisión de coche con unha parede de formigón para a final funciona case sen deixar rastro. Vehículos frecuentemente sofren alteracións irreversibles: a modificación da velocidade, existe unha deformación significativa. Acontece que a inercia do muro de cemento é moito maior que a inercia do coche.

É posible atender naturalmente o fenómeno inercia? Condicións en que o corpo é ningunha relación con outros organismos - espazo profundo, no que a nave se move co motor apagado. Pero, aínda que neste caso, o torque gravitacional está presente.

valores básicos

Estudar a dinámica do piloto implica un nivel de experiencia con medicións de magnitudes físicas. O máis interesante son:

• aceleración como unha medida dos corpos de taxa de cambio de velocidade; designado pola letra a, medida en m / s ^2;
• masa como unha medida de inercia; El indica a letra m, medida en kg;
• forza como unha medida de acción mutua de corpos; frecuentemente indicada pola letra F, medida en N (Newtons).

A relación destas variables é definido en tres regularidades derivado o maior físico inglés. As leis de Newton son deseñados para explicar a complexidade da interacción entre diferentes organismos. Así como a procesos que controlan. É a "aceleración" do concepto de "forza", "peso" das leis de Newton son conectados por relacións matemáticas. Imos tentar entender o que significa.

A acción é só unha forza - un fenómeno excepcional. Por exemplo, un satélite artificial, orbitando ao redor da Terra, é posta en práctica única gravidade.

resultante

A acción de varias forzas poden ser substituídas por unha única forza.

suma xeométrica de forzas que actúan sobre o corpo, o chamado resultante.

Estamos a falar de unha suma xeométrica, xa que a forza - unha grandeza vectorial, que depende non só do punto de aplicación, pero tamén sobre a dirección da acción.

Por exemplo, se ten que mover completamente un garda-roupa enorme, pode convidar os seus amigos. esforzos conxuntos para alcanzar o resultado desexado. Pero pode invitar só un, un home moi forte. O seu esforzo igual á acción de todos os amigos. O heroe forza aplicada pode ser chamado o resultante.

Leis de Newton son formuladas con base no concepto de "resultante".

A lei da inercia

Comezar a estudar as leis de Newton co fenómeno máis frecuente. A primeira lei é comunmente chamado de lei da inercia, porque establece causas movemento uniforme ou corpos paralización.

O corpo se move uniformemente e en liña recta ou en repouso, se non é efectuada a forza ou acción é compensada.

Pódese argumentar que a resultante neste caso é cero. Esta condición é, por exemplo, un vehículo en movemento a unha velocidade constante sobre unha extensión lineal de estrada. A forza da gravidade é compensada pola forza de reacción apoio, e módulo do motor de tracción igual á forza de resistencia ao movemento.

Lámpada do teito repousa, como a forza da gravidade é equilibrada pola tensión dos seus accesorios.

Compensación pode ser só as forzas que son aplicadas ao mesmo corpo.

A segunda lei de Newton

Imos. As causas do cambio na velocidade de corpos, considerándose a segunda lei de Newton. O que está dicindo?

As forzas resultantes que actúan sobre o corpo é definido como o produto da comprada baixo a acción da aceleración de peso corporal.

2 de Newton lei (fórmula: F = ma), por desgraza, non establecer unha causa e efecto relacións entre os conceptos básicos da cinemática e dinámica. Non pode especificar con precisión cal é a causa da aceleración dos corpos.

Imos formular outra forma: aceleración, obtivo un corpo é directamente proporcional á forza resultante e inversamente proporcional á masa do corpo.

Así, é posible establecer que as taxas de variación ocorre só como unha función da forza aplicada ao mesmo, eo peso corporal.

2 lei de Newton, a fórmula dos cales pode ser un: un = F / m, un vector é considerada fundamental, xa que fai posible establecer unha conexión entre as seccións da física. Aquí, un - aceleración de vectores dun corpo, F - forza resultante, m - masa do corpo.

movemento acelerado do coche é posible, se o impulso do motor supera a forza de resistencia ao movemento. Co aumento de tracción e de aceleración aumenta. Camións son equipados con motores pesados, porque a súa masa é moito maior que a masa de vehículos de pasaxeiros.

coches de carreiras, creados para carreiras de alta velocidade son facilitados para que fixa as pezas mínimas necesarias e potencia do motor é aumentado na medida do posible. Unha das características máis importantes dun tempo de aceleración coche deportivo a 100 km / h. Canto menor o intervalo, mellor as propiedades do coche de alta velocidade.

A lei de interacción

As leis de Newton, a partir das forzas da natureza, dicir que calquera interacción é acompañado por un par de forzas. Se o balón está colgado polos pelos, que está a ter o seu efecto. O fío é tamén estirada baixo a ACO do balón.

Completa a formulación de leis de patróns de terceiros de Newton. En suma, é: acción equivale a reacción. O que significa?

As forzas que afectan ao corpo un do outro, son iguais en magnitude, en dirección oposta e son dirixidas ao longo da liña que une os centros dos corpos. É interesante que compensado deles non pode ser chamado porque actúan en corpos diferentes.

Aplicación das leis

O problema ben coñecido de "cabalo e carro" pode toco. -Carruagem tirada por cabalos ao referido, o despraza do local. Segundo a terceira lei de Newton, os dous obxectos actuar uns sobre os outros con poderes iguais modulo, pero na práctica, o cabalo pode mover un coche que non encaixa no patrón de urdidura.

Solución será atopada, se se considera que este sistema de corpos non está pechado. Estrada exerce os seus efectos en ambos os corpos. A forza que actúa sobre a fricción estática caballo casco é maior que o valor da forza de rozamento de rolamento das rodas do carro. Ao final, o tempo de movemento comeza cunha tentativa de mover o cesta. Se a situación cambia, o cabalo baixo ningunha circunstancia non movelo a partir do lugar. Os seus cascos vai escorregar na estrada, eo tráfico será.

Na infancia, rolando-se mutuamente sobre a corredías, pódese encontrar un exemplo. Cando o trineo sentir dous ou tres fillos, os esforzos de un non é suficiente para mover los.

A caída dos corpos na superficie da terra, explicou por Aristóteles ( "Cada corpo sabe o seu lugar") pode ser refutada con base dos anteriores. O asunto está movendo cara ao chan baixo a influencia da mesma forza que a terra para el. Comparando os parámetros (masa da Terra é moito máis que o peso), segundo a segunda lei de Newton, afirman que a aceleración dun obxecto como moitas veces maior que a aceleración da Terra. Vimos que cambiar na taxa do corpo, a Terra non se move fóra de órbita.

Os límites de aplicabilidade

A física moderna das leis de Newton non nego, pero só se establecen os límites da súa aplicabilidade. Antes do inicio da física do século XX non tiña dúbida de que estas leis explicar todos os fenómenos naturais.

1, 2, 3, a lei de Newton revela plenamente as razóns para o comportamento dos corpos macroscópicos. Movemento de obxectos con pequenas velocidades totalmente descritas por estes postulados.

Un intento de explicar a base do movemento dos corpos en velocidades próximas á velocidade da luz, está condenada ao fracaso. O cambio completa das propiedades do espazo e do tempo non permite o uso de dinámica de Newton a esas velocidades. Ademais, as leis están cambiando os seus puntos de vista non inercial CO. Para o seu uso introduce o concepto de forzas inerciais.

Explicar o movemento dos corpos celestes, as regras para a súa situación e interacción son as leis de Newton. é introducida a lei da gravidade para esta finalidade. Para ver o resultado da atracción de pequenos corpos é imposible, xa que o poder é escaso.

mutua atracción

lenda coñecida segundo a cal o Sr Newton, que estaba sentado no xardín e hai un descenso de mazás, visitou unha idea brillante: para explicar o movemento dos obxectos próximos á superficie da Terra eo movemento dos corpos celestes con base na atracción mutua. Non é tan lonxe da verdade. Observación e cálculo preciso preocupar non só a caída de mazás, pero tamén ir a lúa. Leis deste movemento leva á conclusión de que a forza de atracción aumenta cos corpos de masa e interactuar diminúe co aumento de distancia entre eles.

Contando coas segunda e terceira leis da lei da gravitación de Newton, formulada do seguinte xeito: todos os corpos do universo se atraen cunha forza dirixida ao longo da liña que une os centros dos órganos, proporcional á masa dos corpos e inversamente proporcional ao cadrado da distancia entre os centros dos corpos.

A expresión matemática é: F = GMM / ^R2, no que F - a forza da gravidade, m, m - masa dos corpos interactuantes, r - a distancia entre eles. O factor de proporcionalidade (G = 6,62 x 10 ^-11 Nm ² / kg ²⁾ é chamada constante gravitacional.

O significado físico :. Esta constante é igual á forza de atracción entre dous corpos de masas de 1 kg a unha distancia de 1 m Claro que para os corpos de pequena forza de masa é tan insignificante que pode ser negligenciada. Planetas, estrelas, galaxias, a forza de atracción é tan grande que define completamente o seu movemento.

Foi lei da atracción que precisa para lanzar foguetes de combustible que pode crear un chorro de impulso para superar a influencia da Terra de Newton. A velocidade necesaria para iso - a velocidade de escape de 8 km / s.

A tecnoloxía moderna permite a fabricación de foguetes para lanzar estacións non tripulados como satélites artificiais do sol para os outros planetas para explorar eles. Velocidade, desenvolvido de tal dispositivo, - a segunda velocidade espacial igual a 11 km / s.

Algoritmo de leis

a dinámica de resolución de problemas é suxeito a unha secuencia específica de accións:

• Para analizar o problema, identificar o tipo de datos de movemento.
• Executa deseño mostra todas as forzas que actúan sobre o corpo, ea dirección da aceleración (se está dispoñible). Seleccione un sistema de coordenadas.
• Grave a primeira ou a segunda lei, en función de se a aceleración do corpo en forma de vector. Combinar todas as forzas (forza resultante, as leis de Newton: en primeiro lugar, a velocidade do corpo non cambia, eo segundo, se hai aceleración).
• A ecuación reescrita en proxeccións sobre os eixes de coordenadas seleccionadas.
• Se o sistema de ecuacións resultante non é suficiente, a continuación, gardar o outro: definir as forzas de cinemática ecuacións, etc ...
• Resolver un sistema de ecuacións para a cantidade descoñecida.
• Administrado por dimensións para determinar a exactitude das fórmulas.
• Calcular.

Normalmente, estas accións é suficiente para resolver todas as tarefas estándar.