Закони Ньютона (резюме): якими вони є, формули та приклади

Що таке закони Ньютона?

У законах Ньютон три принципи, які описують рух тіл, на основі системи відліку (реальні сили при постійній швидкості).

Три закони Ньютона:

• Перший закон або закон інерції Другий закон або основний закон динаміки Третій закон або принцип дії та реакції.

Ці закони про співвідношення сили, швидкості та руху тіл є основою класичної механіки та фізики, і їх постулював англійський фізик і математик Ісаак Ньютон у 1687 році.

Перший закон Ньютона: закон інерції

Закон інерції або перший закон передбачає, що тіло буде залишатися в спокої або в прямому русі з постійною швидкістю, якщо не застосовується зовнішня сила.

Іншими словами, тіло неможливо змінити свій початковий стан (ні в спокої, ні в русі), якщо не втручаються одна чи кілька сил.

Перша формула закону Ньютона:

Σ F = 0 ↔ dv / dt = 0

Якщо сила тіла (Σ F), прикладена до тіла, дорівнює нулю, прискорення тіла, що виникає внаслідок поділу між швидкістю та часом (dv / dt), також буде дорівнює нулю.

Прикладом першого закону Ньютона є м'яч у стані спокою. Щоб вона рухалася, вона вимагає від людини її ударом (зовнішня сила); інакше він залишиться в спокої. З іншого боку, як тільки м'яч перебуває в русі, повинна втрутитися і інша сила, щоб він міг зупинитися і повернутися в стан спокою.

Хоча це перший із запропонованих законом руху Ньютона закону про рух, цей принцип у минулому вже був постульований Галілео Галілеєм, за який останній зараховується за його авторство, а Ньютон - за його публікацію.

Дивіться також: Фізика.

Другий закон Ньютона: фундаментальний закон динаміки

Основний закон динаміки, другий закон Ньютона або основний закон постулює, що чиста сила, яка застосовується до тіла, пропорційна прискоренню, яке воно набуває у своїй траєкторії.

Друга формула закону Ньютона:

F = ma

Сила нетто (F) дорівнює добутку, отриманому в результаті маси (м), вираженої в кг, прискоренням (а), вираженим в м / с2 (квадратний метр в секунду).

Ця формула справедлива лише в тому випадку, якщо маса постійна. Коли маса тіла є змінною, необхідно обчислити величину руху, яка є добуток маси предмета, меншою від його швидкості (мв).

У цьому випадку формула закону динаміки була б такою:

F = d (mv) / дт

Сила (F) дорівнює похідній імпульсу (d (mv) між похідною часу (dt).

Приклад другого закону Ньютона можна побачити, розмістивши кульки різної маси на рівній поверхні і приклавши до них однакову силу. Легша куля рухатиметься швидше, ніж та, що має більшу масу.

Це, мабуть, один із найважливіших законів руху в класичній фізиці, оскільки він відповідає на питання, що таке сила і як її слід розраховувати.

Дивіться також Динаміку.

Третій закон Ньютона: принцип дії та реакції

Постулат третього закону Ньютона говорить, що кожна дія породжує рівну реакцію, але у зворотному напрямку.

Формула закону дії та реакції:

F _1-2 = F _2-1

Сила тіла 1 на тіло 2 (F _1-2), або сила дії, дорівнює силі тіла 2 на тіло 1 (F _2-1), або сили реакції. Сила реакції матиме той самий напрямок та величину, що й сила дії, але у зворотному напрямку.

Приклад третього закону Ньютона можна побачити, коли нам потрібно рухати диван або будь-який важкий предмет. Сила дії, прикладена до об'єкта, змушує його рухатись, але в той же час він генерує силу реакції у зворотному напрямку, який ми сприймаємо як опір об'єкта.

Див. Також Типи руху.

Четвертий закон Ньютона: універсальний закон гравітації

Постулат цього закону фізики зазначає, що приваблива сила двох тіл пропорційна добутку їх мас.

Інтенсивність цього тяжіння буде сильнішою, чим ближче і масивніші тіла.

Четверта формула закону Ньютона:

F = G m1.m2 / d2

Сила, прикладена між двома тілами масою (F), дорівнює універсальній гравітаційній постійній (G). Ця константа виходить діленням добутку двох задіяних мас (m1.m2) на відстань, яка їх розділяє, на квадрат (d2).

У нас є приклад четвертого закону Ньютона щодо гравітаційного притягання, яке здійснюють дві кулі для боулінгу . Чим ближче вони один до одного, тим більше приваблива сила.

Дивіться також:

• Гравітація. Галузі фізики.