מהם חוקי ניוטון?
ה חוקי ניוטון הם שלושה עקרונות המשמשים לתיאור תנועת גופים, מבוסס על מערכת התייחסות אינרציאלית (כוחות אמיתיים במהירות קבועה).
שלושת החוקים של ניוטון הם:
- החוק הראשון או חוק האינרציה.
- חוק שני או חוק יסוד של דינמיקה.
- חוק שלישי או עקרון פעולה ותגובה.
חוקים אלה הנוגעים לכוח, למהירות ולתנועה של גופים הם הבסיס למכניקה ולפיזיקה הקלאסית. הם הוצבו על ידי הפיזיקאי והמתמטיקאי האנגלי אייזיק ניוטון, בשנת 1687.
החוק הראשון של ניוטון: חוק האינרציה
חוק האינרציה או החוק הראשון מניח שגוף יישאר במנוחה או בתנועה ישרה במהירות קבועה, אלא אם כן מופעל כוח חיצוני.
במילים אחרות, לא יתכן שגוף ישנה את מצבו ההתחלתי (בין אם מדובר במנוחה או בתנועה) אלא אם כן כוחות אחד או יותר מתערבים.
נוסחת החוק הראשונה של ניוטון היא:
Σ F = 0 ↔ dv / dt = 0
אם הכוח נטו (Σ F) המופעל על גוף שווה לאפס, גם תאוצת הגוף, הנובעת מהחלוקה בין מהירות לזמן (dv / dt), תהיה שווה לאפס.
דוגמה לחוק הראשון של ניוטון זהו כדור במצב של מנוחה. על מנת שזה ינוע, זה דורש מאדם לבעוט בו (כוח חיצוני); אחרת, הוא יישאר בטל. מצד שני, ברגע שהכדור נמצא בתנועה, כוח אחר צריך להתערב גם כך שהוא יכול לעצור ולחזור למצב מנוחה.
למרות שזה הראשון מחוקי התנועה שהציע ניוטון, עיקרון זה כבר הוצג על ידי גלילאו גליליי בעבר. מסיבה זו, ניוטון זוכה לפרסום החוק בלבד וגליליי מוכר כמחבר המקורי.
ראה גם: פיזיקה.
החוק השני של ניוטון: חוק היסוד של הדינמיקה
החוק היסודי של הדינמיקה, החוק השני או החוק היסודי של ניוטון, מניח שהכוח הנקי המופעל על גוף הוא פרופורציונלי לתאוצה שהוא רוכש במסלולו.
נוסחת החוק השנייה של ניוטון היא:
F = m.a
איפה
F = כוח נטו
M = מסה, מבוטאת בק"ג.
ל = תאוצה, מבוטאת ב- m / s2 (מטר לשנייה בריבוע).
ראה גם דינמיקה.
החוק השלישי של ניוטון: עקרון פעולה ותגובה
הפוסטולאט השלישי בחוק של ניוטון אומר כי כל פעולה מייצרת תגובה שווה, אך בכיוון ההפוך.
הנוסחה לחוק הפעולה והתגובה היא:
F1-2 = -F2-1
כוחו של גוף 1 על גוף 2 (F1-2), או כוח פעולה, שווה לכוח של גוף 2 על גוף 1 (-F2-1) , או כוח תגובה. לכוח התגובה יהיה כיוון וגודל זהה לכוח הפעולה, אך בכיוון ההפוך.
דוגמה לחוק השלישי של ניוטון זה כאשר אנו צריכים להזיז ספה, או כל חפץ כבד. כוח הפעולה המופעל על האובייקט גורם לתנועתו, אך במקביל מייצר כוח תגובה בכיוון ההפוך שאנו תופסים כהתנגדות של האובייקט.
ראה גם סוגי תנועה.
החוק הרביעי של ניוטון: חוק הכבידה האוניברסלי
הפוסטולאט של חוק הפיזיקה הזה קובע כי הכוח האטרקטיבי של שני גופים הוא פרופורציונלי לתוצר המוניהם.
עוצמת האטרקציה הזו תהיה חזקה יותר ככל שהגופים קרובים ומסיביים יותר.
נוסחת החוק הרביעית של ניוטון היא:
F = G m1.m2 / d2
הכוח המופעל בין שני הגופים עם מסה (F) שווה לקבוע הכבידה האוניברסלי (G). קבוע זה מתקבל על ידי חלוקת התוצר של שתי המסות המעורבות (m1.m2) לפי המרחק המפריד ביניהן, בריבוע (d2).
דוגמה לחוק הרביעי של ניוטון יש לנו את זה במשיכת הכבידה שמופעלים על ידי שני כדורים של בָּאוּלִינְג. ככל שהם קרובים יותר זה לזה, כוח המשיכה גדול יותר.
ראה גם:
- החוק השני של ניוטון.
- כוח משיכה
- ענפי פיזיקה.
