Conţinut
- Dezvoltarea fizicii clasice
- Prima lege: inerția
- A doua lege: forță și accelerare
- A treia lege: acțiune și reacție
Joacă hochei, conduceți o mașină și chiar pur și simplu faceți o plimbare sunt toate zilnic exemple de legi ale mișcării Newton. Compilate în 1687 de matematicianul englez Isaac Newton, cele trei legi principale descriu forțele și mișcarea pentru obiecte pe Pământ și în întregul univers.
Dezvoltarea fizicii clasice
Filozofii au studiat mișcarea obiectelor încă din cele mai vechi timpuri. După ce a observat mișcarea soarelui, a stelelor și a planetelor, filosoful grec Aristotel și mai târziu Ptolemeu au crezut că Pământul este centrul din univers. În Europa secolului al XVI-lea, matematicianul polonez Nicolas Copernicus a contestat această teorie plasând soarele în centrul sistemului solar cu planete care orbitează în jurul lui. În secolul următor, fizicianul german Johannes Kepler a descris orbitele eliptice ale planetelor, iar matematicianul și astronomul italian Galileo Galilei au realizat experimente pentru a studia mișcările proiectilelor. Isaac Newton a sintetizat această lucrare într-o analiză matematică și a introdus conceptul de forță și cele trei legi ale mișcării.
Prima lege: inerția
Newtons, prima lege, numită și legea inerției, prevede că un obiect rămâne în repaus sau continuă în mișcare uniformă, dacă nu este obligat să se schimbe prin acțiunea unei forțe externe. Tendința obiectului de a rămâne în repaus sau de a menține o viteză constantă se numește inerție, iar rezistența sa la abaterea de la inerție variază în funcție de masa sa. Este nevoie de efort fizic - o forță - pentru a depăși inerția pentru ca o persoană să se ridice din pat dimineața. O bicicletă sau o mașină se va mișca, cu excepția cazului în care călărețul sau șoferul aplică o forță de frecare prin frâne pentru a o opri. Șoferul sau pasagerul dintr-o mașină în mișcare care nu poartă centura de siguranță va fi aruncat înainte când mașina se oprește brusc, deoarece rămâne în mișcare. Centura de siguranță fixată oferă o forță de reținere în mișcarea pasagerului sau a șoferului.
A doua lege: forță și accelerare
A doua lege a lui Newton definește relația dintre schimbarea vitezei unui obiect în mișcare - accelerarea acestuia - și forța care acționează asupra lui. Această forță este egală cu masa obiectului înmulțită cu accelerația sa. Este nevoie de o forță suplimentară mai mică pentru a propulsa un iaht mic pe mare decât pentru a propulsa un supertanker, deoarece acesta din urmă are o masă mai mare decât prima.
A treia lege: acțiune și reacție
A treia lege a lui Newton prevede că nu există forțe izolate. Pentru fiecare forță care există, una de mărime egală și direcție opusă acționează împotriva ei: acțiune și reacție. De exemplu, o minge aruncată pe sol exercită o forță în jos; ca răspuns, pământul exercită o forță ascendentă asupra mingii și acesta sări. O persoană nu este în măsură să meargă pe pământ fără forța de frecare a pământului. Când face un pas înainte, el exercită o forță înapoi pe sol. Pământul răspunde exercitând o forță de frecare în direcția opusă permițând mersului să avanseze în timp ce face un pas suplimentar cu celălalt picior.