Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Prima lege a lui Newton: forțe și mișcare dezechilibrate
- A doua lege a lui Newton: Ce este forța?
Isaac Newton a oferit cea mai bună descriere a legăturilor dintre forță și mișcare în cele trei celebre legi ale sale, iar învățarea despre ele este o parte crucială a învățării fizicii. Ei vă spun ce se întâmplă atunci când o forță este aplicată unei mase și definește, de asemenea, conceptul cheie de forță. Dacă doriți să înțelegeți relația dintre forță și mișcare, primele două dintre legile lui Newton sunt cele mai importante de luat în considerare și sunt ușor de abordat. Ele explică că orice schimbare de la trecerea la nu se mișcă sau invers este necesară o forță dezechilibrată și că cantitatea de mișcare este proporțională cu dimensiunea forței și invers proporțională cu masa obiectului.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Dacă nu există forță sau dacă singurele forțe sunt perfect echilibrate, un obiect va rămâne nemișcat sau va continua să se miște cu exact aceeași viteză. Doar forțele dezechilibrate provoacă schimbări în viteza unui obiect, inclusiv schimbarea vitezei sale de la zero (adică staționar) la mai mult de zero (în mișcare).
Prima lege a lui Newton: forțe și mișcare dezechilibrate
Prima lege a lui Newton spune că un obiect va rămâne în repaus (nu este în mișcare) sau în mișcare la aceeași viteză și exact în aceeași direcție, dacă nu este acționat de o forță „dezechilibrată”. În termeni mai simpli, se spune că ceva se mișcă doar dacă altceva îl împinge și că lucrurile se opresc doar, schimbă direcția sau încep să se miște mai repede dacă ceva îl împinge.
Înțelegerea sensului „forței dezechilibrate” clarifică această lege. Dacă două forțe acționează asupra unui obiect, una împingându-l spre stânga și cealaltă împingându-l spre dreapta, aceasta se va deplasa doar dacă una dintre forțe este mai mare decât cealaltă. Dacă au exact aceeași forță, obiectul va rămâne doar acolo.
O modalitate de a ne imagina este să ne gândim la un set de cântare, cu greutăți de o parte și de alta a acesteia. Greutățile sunt scăzute de gravitație și singurul lucru care afectează cât de multă gravitate le trage este câtă masă există. Dacă aveți aceeași cantitate de masă pe ambele părți, cantarul rămâne nemișcat. Scara se mișcă numai dacă literalmente o faceți dezechilibrată în ceea ce privește masa. Diferența de masă înseamnă că forțele care acționează pe ambele părți ale scării sunt dezechilibrate și astfel scara se mișcă.
Imaginarea mișcării constante la aceeași viteză este mai dificilă deoarece nu întâlnești asta în viața de zi cu zi. Gândește-te ce s-ar întâmpla dacă ai avea o mașină de jucărie așezată pe o suprafață perfect netedă (fără frecare) și nu ar exista aer în cameră. Mașina ar rămâne nemișcată dacă nu a fost împinsă, așa cum este descris mai sus. Dar ce se întâmplă după împingere? Nu există frecare cu suprafața care să o încetinească și nici aer care să o încetinească. Suprafața echilibrează forța gravitației (prin ceva numit „reacție normală”, legată de a treia lege a lui Newton) și nu există forțe care să acționeze asupra acesteia de la stânga sau la dreapta. În această situație, mașina ar continua să circule cu aceeași viteză de-a lungul suprafeței. Dacă suprafața ar fi infinit de lungă, mașina ar continua să se miște cu acea viteză pentru totdeauna.
A doua lege a lui Newton: Ce este forța?
A doua lege a lui Newton definește conceptul de forță. Acesta afirmă că forța aplicată unui obiect este egală cu masa sa înmulțită cu accelerația pe care o provoacă forța. În simboluri, este:
F = ma
Unitatea de forță este Newton - pentru a recunoaște persoana care a definit-o - care este un mod scurt de a spune kilogrammetri pe secundă pătrat (kg m / s2). Dacă aveți o masă de 1 kg și doriți să o accelerați cu 1 m / s în fiecare secundă, trebuie să aplicați o forță de 1 N.
Scrierea legii lui Newton în felul următor ajută la clarificarea legăturii dintre forță și mișcare:
a = F ÷ m
Accelerația, pe partea stângă, ne spune cât de mult se mișcă ceva. Partea dreaptă arată că o forță mai mare duce la mai multă mișcare, dacă masa obiectului este aceeași. Dacă se aplică o forță specifică, această ecuație arată de asemenea că cantitatea de accelerație depinde de masa pe care încercați să o mutați. Un obiect mai mare, mai greu, se mișcă mai puțin decât un obiect mai mic, mai ușor, supus unei apăsări de aceeași dimensiune. Dacă lovești o minge de fotbal, aceasta se va mișca mult mai mult decât dacă lovești o minge de bowling cu aceeași putere.