Newton törvényei (összefoglaló): mi azok, képletek és példák

Mik a Newton törvényei?

A jogszabályok Newton három alapelem, amelyek leírják a mozgás szervek alapuló inerciális vonatkoztatási rendszer (valódi erők állandó sebességnél).

Newton három törvénye a következő:

• Az első törvény vagy a tehetetlenség törvénye A második törvény vagy a dinamika alapvető törvénye A harmadik törvény vagy a cselekvés és reakció elve.

Az erő, a sebesség és a testek mozgásának kapcsolatáról szóló ezek a törvények a klasszikus mechanika és fizika alapját képezik, és Isaac Newton angol fizikus és matematikus posztulálta 1687-ben.

Newton első törvénye: a tehetetlenség törvénye

A tehetetlenségi törvény vagy az első törvény azt feltételezi, hogy egy test nyugalomban vagy egyenes mozgásban marad állandó sebességgel, kivéve ha külső erőt alkalmaznak.

Más szavakkal: a test csak akkor változtathatja meg kezdeti állapotát (nyugalmi állapotban vagy mozgás közben), ha egy vagy több erő beavatkozik.

Newton első képlete:

Σ F = 0 ↔ dv / dt = 0

Ha a testre kifejtett nettó erő (Σ F) nullával egyenlő, akkor a test gyorsulása, amely a sebesség és az idő közötti megoszlásból származik (dv / dt), szintén nullával egyenlő.

Newton első törvényének példája a labda nyugalmi állapotban. Ahhoz, hogy elmozduljon, egy embernek rúgni kell (külső erő); egyébként nyugalomban marad. Másrészt, ha a labda mozgásban van, egy másik erőnek is be kell lépnie, hogy megálljon és visszatérjen nyugalmi állapotába.

Noha ez az első Newton által javasolt mozgás törvénye, ezt az elvet a múltban már Galileo Galilei posztulálta, amely utóbbit szerzőjének és Newtonnak nyilvánosságra hozták.

Lásd még: Fizika.

Newton második törvénye: a dinamika alaptörvénye

A dinamika alaptörvénye, a Newton második törvénye vagy az alaptörvény azt állítja, hogy a testre ható nettó erő arányos azzal a gyorsulással, amelyet a trajektóriájában megszerez.

Newton második törvény formula:

F = ma

A nettó erő (F) megegyezik a tömegből (m), kg-ban kifejezve, az a) gyorsulással, m / s2-ben (méter / másodperc négyzet) kifejezve.

Ez a képlet csak akkor érvényes, ha a tömeg állandó. Ha a testtömeg változó, ki kell számítani a mozgás nagyságát, amely a tárgy tömegének szorzata a sebességével (mv).

Ebben az esetben a dinamika törvényének képlete a következő lenne:

F = d (mv) / dt

Az (F) erő egyenlő a lendület (d (mv) deriváltjával az idő deriváltja között (dt).

Newton második törvényének egyik példája látható, ha különböző tömegű golyókat helyezünk sík felületre és ugyanazt az erőt alkalmazzuk rájuk. A könnyebb golyó gyorsabban mozog, mint a nagyobb tömegű.

Ez talán az egyik legfontosabb mozgási törvény a klasszikus fizikában, mivel válaszol arra a kérdésre, hogy mi az erő és hogyan kell kiszámítani.

Lásd még: Dinamika.

Newton harmadik törvénye: a cselekvés és a reakció elve

Newton harmadik törvénybeli posztulációja szerint minden fellépés egyenlő reakciót vált ki, de ellentétes irányban.

A cselekedet és a reakció törvényének képlete:

F _1-2 = F _2-1

Az 1. testnek a 2. testre kifejtett _erõje (F _1-2), vagy az akcióerõ megegyezik a 2. testnek az 1. testre kifejtett erõvel (F _2-1), vagy a reakcióerõvel. A reakcióerő ugyanolyan irányú és nagyságú lesz, mint a működési erő, de ellentétes irányban.

Példa lehet Newton harmadik törvényére, amikor kanapét vagy bármilyen nehéz tárgyat kell mozgatnunk. A tárgyra kifejtett erő hatására az elmozdul, de ugyanakkor egy ellenkező irányba is reagál, amelyet tárgyként ellenállásként érzékelünk.

Lásd még: A mozgás típusai.

Newton negyedik törvénye: az egyetemes gravitációs törvény

A fizikai törvény posztulációja szerint két test vonzóereje arányos tömegük eredményével.

A vonzás intenzitása annál erősebb, minél közelebb és tömegebbek a testek.

Newton negyedik törvény formula:

F = G m1m2 / d2

A két testtel (F) tömörített erő egyenlő az univerzális gravitációs állandóval (G). Ezt az állandót úgy kapjuk, hogy a két érintett tömeg szorzatát (m1m2) elosztjuk a négyzettel (d2) elválasztott távolsággal.

Példa van Newton negyedik törvényére a gravitációs vonzerőben, amelyet két bowlinggolyó gyakorol. Minél közelebb vannak egymáshoz, annál nagyobb a vonzó erő.

Lásd még:

• Gravitáció: A fizika ágai.