Z več kot 8 leti izkušenj s testiranjem galaksijskih projektorjev, Nixie ur in znanstvenih dekorativnih izdelkov zagotavlja strokovno izbrane priporočila.
Kaj pravijo Newtonovi zakoni gibanja?
Newtonovi zakoni gibanja, imenovani tudi newtonovska mehanika ali klasična mehanika, se pogosto uporabljajo pri reševanju nalog iz mehanike. Z drugimi besedami, dobro jih poznajo dijaki, zlasti tisti, ki se pripravljajo na sprejemne izpite po maturi ali na maturo. Tukaj je vse, kar morate vedeti o teh znanih Newtonovih zakonih.
Kaj so Newtonovi zakoni?
Newtonovi zakoni gibanja so dobro znana fizikalna načela. Seveda jih je oblikoval sir Isaac Newton, britanski matematik in fizik. Prvič so bili objavljeni leta 1687 v njegovem delu z naslovom Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, skupaj pa jih je tri. O čem točno govorijo?
V resnici gre za splošna pravila o gibanju različnih teles v vesolju. Newtonove teorije tako predstavljajo jasnejšo razlago narave gibanja, ki jo je opisal Aristotel. Treba je povedati, da je ta veliki britanski fizik uporabil preproste matematične formule.
Newtonovi zakoni gibanja niso le teorije. Uporabljajo se v resničnem svetu. Omogočili so razvoj številnih veščin. Tehnike, ki se uporabljajo pri navigaciji vesoljskih plovil, na primer temeljijo na znamenitih Newtonovih zakonih gibanja. Enako velja za gibe, ki jih izvajajo igralci biljarda.
Newtonovi trije zakoni
Kot je bilo že omenjeno, je Newton formuliral tri povsem različne zakone. Odkrijte, kateri so ti.
Prvi zakon
Po prvotni formulaciji Newtonovega prvega zakona »Vsako telo ostaja v stanju mirovanja ali enakomernega gibanja v ravni črti, v katerem se nahaja, razen če nanj ne deluje kakšna sila, ki ga prisili k spremembi stanja«.
V praksi ta zakon določa, da telo ali predmet ostane v mirovanju, razen če nanj deluje sila. Podobno ima predmet v gibanju tendenco, da ohranja enako hitrost, dokler nanj ne deluje sila, kot sta trenje ali gravitacija.
Če torej v praznino vržete žogo, se bo ta gibala z enako hitrostjo, razen če nanjo deluje sila vetra ali sila drugega telesa, na primer drevesa. Ta Newtonova teorija je znana pod imenom zakon vztrajnosti ali načelo vztrajnosti.
Drugi zakon
Imenuje se temeljno načelo dinamike in ga ponazarja naslednja matematična formula: Σ F = ma. F predstavlja silo, m maso telesa in pospešek telesa.
S to formulo Newton pojasnjuje spremembe, ki jih sila lahko povzroči v gibanju telesa. Natančneje, ko sila deluje na telo, to povzroči spremembo hitrosti, zlasti pospešek.
Omeniti je treba, da na telo lahko delujejo različne vrste sil. To velja za sile trenja, gravitacijo in elektromagnetne sile. Ob upoštevanju tega se ta formula lahko uporabi za reševanje različnih vrst problemov. Zato se temeljno načelo dinamike šteje za najpomembnejši fizikalni zakon.
Da bi ga lažje razumeli, si oglejmo primer dveh okroglih predmetov. Eden je majhna gumijasta žogica, drugi pa kegljiška krogla. Da bi se oba predmeta kotalila z enako hitrostjo, je treba na kegljiško kroglo delovati z večjo silo, saj ima večjo maso. Ta sila ob potisku je torej povzročila pospešek hitrosti kegljiške krogle.
Če obe krogle kotalita po hribu in se zaletita v zid, udarec ne bo enak. Udarec kegljiške krogle bo močnejši in bolj uničujoč, saj je težja.
Tretji zakon ali načelo akcije in reakcije
Po besedah Isaaca Newtona: »Akcija je vedno enaka reakciji«, kar pomeni, da sta akciji dveh teles, ki delujeta drug na drugega, vedno enaki in nasprotne smeri. Za jasnejšo razlago si oglejmo primer dveh teles, ki medsebojno delujeta. Imenujmo ju A in B. Če telo A deluje s silo na telo B, velja tudi obratno.
Da bi bolje razumeli ta Newtonov zakon, zadostuje, da opazujemo odsun strelnega orožja. Ko krogla zapusti cev, se orožje premakne v nasprotno smer. Enak fizikalni pojav se zgodi, ko položite knjigo na mizo. Miza deluje s silo na knjigo, ta pa deluje s silo na mizo.
Uporaba Newtonovih zakonov
Kdaj je treba uporabiti Newtonov prvi, drugi ali tretji zakon? Na splošno velja načelo vztrajnosti, kadar se težišče sistema giblje v enakomernem ravnem gibanju, kot na primer pri Newtonovem nihalu.
Drugi zakon pa se uporablja, kadar pot težišča telesa ni ravna črta ali kadar njegova hitrost ni konstantna. Omogoča, da na podlagi poznavanja sil, ki delujejo na telo, ugotovimo potek njegovega gibanja in s tem določimo njegovo smer. Nazadnje se tretji zakon uporablja za določitev lastnosti vektorja sile telesa.
