Pochopení Newtonových zákonů pohybu

Pochopení Newtonových zákonů pohybu.

 

Tři zákony pohybu sira Isaaca Newtona byly poprvé publikovány v roce 1687 rok a přesto podat docela přesný popis přírody (až na několik výjimek, jako je chování věcí ve vzdáleném prostoru nebo uvnitř atomů). Představují některé z prvních velkých úspěchů lidstva při aplikaci jednoduchých matematických vzorců k popisu přírodního světa a vytvoření elegantní a intuitivní fyzikální teorie, což připravilo cestu pro pozdější pokrok ve fyzice. Tyto zákony se vztahují na objekty ve skutečném světě a umožňují nám takové věci dělat, jako simulace kolizí automobilů, navigace vesmírnou lodí a velmi dobře hraje kulečník. Zda, víme o nich, nebo ne, Newtonovy zákony pohybu fungují téměř v každé fyzické aktivitě našeho každodenního života.

Newtonovo první pravidlo

Newtonův první zákon říká, že až do těla (jako je gumová koule, auto nebo planeta) v práci není síla, tělo v pohybu má tendenci zůstat v pohybu, a tělo v klidu má tendenci zůstat v klidu. Tento postulát je znám jako zákon setrvačnosti. V praxi to znamená, že se valící se koule nebo jiný předmět zpomalí pouze kvůli silám, jako je gravitace a tření. Ještě intuitivnější, míč v klidu nikam nevede, ledaže by byla strkána nebo hodena. S ohledem na tento zákon, míč hozený do vesmírného vakua by teoreticky tak dlouho cestoval stejnou rychlostí, jak dlouho by to mohlo zabránit srážkám s nebeskými tělesy a jejich gravitaci!

Newtonův druhý zákon

Newtonův druhý zákon je kvantitativní popis změny, jakou sílu může vyvolat při pohybu těla. Uvádí, že když na tělo působí vnější síla, zrychluje (změna rychlosti) těleso ve směru síly. Tento postulát je nejčastěji psán jako F = ma , kde F (platnost) IA (akcelerace) jsou vektorové veličiny, a proto mají obě velikosti, jakým směrem, a m (čas) je trvalý. I když se to může zdát trochu matoucí, Newtonův druhý zákon je jedním z nejdůležitějších ve celé fyzice a, jako první, je to také docela intuitivní. Přemýšlejte například o malé gumové kouli a bowlingové kouli. Aby se valili společně stejnou rychlostí, budete muset více tlačit (použít větší sílu) pro větší, těžší bowlingovou kouli, protože má větší hmotnost. Podobně, pokud se k zemi z kopce valí dvě koule, lze předvídat, že bowlingová koule zasáhne zeď více destruktivní silou než menší koule. Stává se to, protože jeho síla se rovná součinu jeho hmotnosti a zrychlení.

Newtonův třetí zákon

Newtonův třetí zákon říká, že když dvě těla interagují, vyvíjejí na sebe síly, které mají stejnou velikost a jsou opačné ve směru. Toto se běžně označuje jako zákon akce a reakce (hovorově řečeno “každá akce má stejnou a opačnou reakci”). Tato myšlenka je jasně patrná ze zpětného rázu děla: exploze střely opouštějící hlaveň způsobuje, že se zbraň pohybuje rychle opačným směrem. O něco méně intuitivní, ale skutečnost je také pravdivá, že kniha spočívající na stole na něj působí silou dolů, rovná se jeho hmotnosti, a stůl vyvíjí na knihu stejnou a opačnou sílu. Tato síla je přítomna, protože váha knihy způsobuje mírnou deformaci stolu, který tlačí na knihu jako stočený pramen. Kdyby to stůl nedokázal, váha knihy by ji rozbila.