Περιεχόμενο
- Ισορροπημένες και μη ισορροπημένες δυνάμεις
- Αδράνεια έναντι επιτάχυνσης
- Ανώνυμη κατάσταση υπό όρους
- Παράδειγμα
Οι νόμοι της κίνησης του Isaac Newton έχουν γίνει η ραχοκοκαλιά της κλασικής φυσικής. Αυτοί οι νόμοι, που δημοσιεύτηκαν για πρώτη φορά από τον Newton το 1687, περιγράφουν με ακρίβεια τον κόσμο όπως τον γνωρίζουμε σήμερα. Ο πρώτος νόμος κινήσεώς του δηλώνει ότι ένα αντικείμενο σε κίνηση τείνει να παραμείνει εν κινήσει αν δεν ασκηθεί άλλη δύναμη επ 'αυτού. Αυτός ο νόμος συγχέεται μερικές φορές με τις αρχές του δεύτερου νόμου του, ο οποίος δηλώνει τη σχέση ανάμεσα στη δύναμη, τη μάζα και την επιτάχυνση. Σε αυτούς τους δύο νόμους, ωστόσο, ο Νεύτωνας συζητά ξεχωριστές αρχές οι οποίες, αν και συχνά αλληλένδετες, περιγράφουν παρόλα αυτά δύο διαφορετικές πτυχές της μηχανικής.
Ισορροπημένες και μη ισορροπημένες δυνάμεις
Ο πρώτος νόμος Newton ασχολείται με ισορροπημένες δυνάμεις ή εκείνες που βρίσκονται σε κατάσταση ισορροπίας. Όταν δύο δυνάμεις είναι ισορροπημένες, ακυρώνουν το ένα το άλλο και δεν έχουν καμία καθαρή επίδραση στο αντικείμενο. Για παράδειγμα, εάν εσείς και ο φίλος σας τραβήξετε και τα αντίθετα άκρα ενός σχοινιού χρησιμοποιώντας ίσες δυνάμεις, το κέντρο του σχοινιού δεν θα κινηθεί. Οι ίσες αλλά αντίθετες δυνάμεις σας αλληλοαναιρούνται. Ωστόσο, ο δεύτερος νόμος Newton περιγράφει αντικείμενα που επηρεάζονται από ασυμμετρικές δυνάμεις ή δυνάμεις που δεν ακυρώνουν. Όταν συμβεί αυτό, υπάρχει καθαρή κίνηση προς την κατεύθυνση της ισχυρότερης δύναμης.
Αδράνεια έναντι επιτάχυνσης
Σύμφωνα με τον πρώτο νόμο του Νεύτωνα, όταν όλες οι δυνάμεις που εργάζονται πάνω σε ένα αντικείμενο είναι ισορροπημένες, το αντικείμενο αυτό θα παραμείνει στην κατάσταση που βρίσκεται για πάντα. Εάν κινείται, θα παραμείνει κινούμενο με την ίδια ταχύτητα και προς την ίδια κατεύθυνση. Αν δεν κινείται, δεν θα κινηθεί ποτέ. Αυτό είναι γνωστό ως νόμος της αδράνειας. Σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο του Newton, αν το status quo αλλάξει έτσι ώστε οι δυνάμεις στο χώρο εργασίας του αντικειμένου να εξισορροπηθούν, το αντικείμενο επιταχύνεται με ρυθμό που περιγράφεται από την εξίσωση F = ma, όπου το "F" ισούται με την καθαρή δύναμη που ασκείται στο αντικείμενο , το "m" ισούται με τη μάζα του και το "a" ισούται με την επιτάχυνση που προκύπτει.
Ανώνυμη κατάσταση υπό όρους
Η αδράνεια και η επιτάχυνση περιγράφουν διαφορετικές ιδιότητες του αντικειμένου. Η αδράνεια είναι μια άνευ όρων ιδιοκτησία που κάθε αντικείμενο έχει ανά πάσα στιγμή, ανεξάρτητα από το τι συμβαίνει σε αυτό. Ένα αντικείμενο, ωστόσο, δεν επιταχύνεται πάντα. Αυτό συμβαίνει μόνο κάτω από ένα συγκεκριμένο σύνολο συνθηκών. Επομένως, μπορείτε να περιγράψετε την επιτάχυνση ως κατάσταση υπό όρους. Ο ρυθμός επιτάχυνσης είναι επίσης εξαρτώμενος από το ότι εξαρτάται από τη μάζα των αντικειμένων και την ποσότητα της καθαρής δύναμης. Για παράδειγμα, μια δύναμη 1-newton που ενεργεί με μια μπάλα που ζυγίζει 1 g δεν θα προκαλέσει την μπάλα να επιταχυνθεί όσο μια δύναμη 2-newton.
Παράδειγμα
Η αδράνεια περιγράφει τον λόγο για τον οποίο οι άνθρωποι σε κινούμενο όχημα πρέπει να συγκρατούνται. Αν το αυτοκίνητο πρέπει να σταματήσει ξαφνικά, οι άνθρωποι στο εσωτερικό του θα συνεχίσουν να κινούνται προς τα εμπρός, εκτός αν μια ζώνη ασφαλείας εφαρμόζει μια αντίθετη δύναμη. Η επιτάχυνση περιγράφει γιατί το αυτοκίνητο έπαψε ξαφνικά να σταματάει. Επειδή η επιβράδυνση είναι αρνητική επιτάχυνση, διέπεται από το δεύτερο νόμο. Όταν η δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση των αυτοκινήτων προς τα εμπρός έγινε μεγαλύτερη από αυτή που προωθούσε την κίνηση της, το αυτοκίνητο επιβραδύνθηκε μέχρι να σταματήσει.