Նյուտոնի օրենքները Նյուտոնի երկրորդ օրենքը: Նյուտոնի օրենքները - ձեւակերպումն

Ուսումնասիրությունը բնական երեւույթների հիման վրա Փորձի հնարավոր է միայն պայմանով պահպանման բոլոր փուլերում: դիտարկմամբ, վարկածի, փորձարկմամբ, տեսության. Դիտորդական կլինի բացահայտել եւ համեմատել փաստերը, որ վարկածը հնարավոր է դարձնում տալ նրանց մանրամասն գիտական բացատրություն, պահանջում փորձնական հաստատումները: Անցկացման երթեւեկության մոնիտորինգի մարմինները հանգեցրել է մի հետաքրքիր եզրահանգման, որ փոփոխությունը արագություն մարմնի հնարավոր է միայն ազդեցության տակ մեկ այլ մարմնի:

Օրինակ, եթե դուք վազում արագ, մինչեւ աստիճաններից, դուք պարզապես պետք է դիմել է գրավի վանդակապատերի (փոփոխությունը ուղղությամբ) կամ դադար տալու (չափը արագություն փոփոխության), այնպես չի վազել մեջ հակառակ պատին.

Դիտարկումները նմանատիպ երեւույթների հանգեցրել է ստեղծման ֆիզիկայի բաժնում, որ ուսանողը առաջացնում նրանց մարմինները կամ փոխել Դեֆորմացիայի:

Հիմունքները դինամիկայի

Պատասխանել է բազմամյա հարցը, թե ինչու է ֆիզիկական մարմինը շարժվում է որեւէ կերպ կամ հանգստի, այն նախագծված բանախոսը:

Հաշվի առնել, որ վիճակը հանգստի. Հիման վրա հայեցակարգի հարաբերականության շարժման, մենք կարող ենք եզրակացնել, որ այնտեղ կարող է լինել միանգամայն անշարժ մարմինները: Ցանկացած առարկա, որ ամրագրված հետ կապված մի մարմնի հղում տեղափոխվելու հարաբերական են միմյանց: Օրինակ, մի գիրք պառկած է սեղանի վրա, այն է ֆիքսված հարաբերական է սեղանի վրա, բայց, եթե դուք համարում իր դիրքորոշումը `կապված անցնող անձին, ապա բնական եզրակացությունը, որ գիրքը շարժվում:

Հետեւաբար, օրենքների միջնորդությամբ մարմինների ընդգրկված իներցիոն տեղեկագիր համակարգեր. Ինչ է դա:

Կոչվում իներցիոն տեղեկանք համակարգ, որի մարմինը հանգստի կամ իրականացնում է միասնական եւ Էվկլիդյան միջնորդությունը բացակայության բացահայտման այլ առարկաների կամ օբյեկտների.

Վերը նշված օրինակում, համակարգը հղում կապված մի սեղանի կարելի է անվանել իներցիոն: Մի մարդ միասնական շարժման մի ուղիղ գիծ, կարող է ծառայել որպես ստուգիչ մարմնի ISO. Եթե նրա շարժումը կարագացվի, ապա ասոցացվում է նրա հետ չի կարող լինել իներցիոն CO.

Ի դեպ, նման համակարգը կարող է հարաբերվում մարմինների խիստ ֆիքսված մակերեսի Երկրի. Սակայն, մոլորակը ինքնին չի կարող ծառայել որպես մարմնի տեղեկանքի համար ISO որպես միատեսակ պտտվող շուրջ իր առանցքի. Մարմնի մակերեսի ունեն կենտրոնամետ արագացում.

Որն է իներցիա.

իներցիան երեւույթը ուղղակիորեն կապված է ISO. Հիշեք, թե ինչ է տեղի ունենում, եթե շարժվող մեքենան դադարում հանկարծ. Ուղեւորները են վտանգի տակ, քանի որ շարունակվում են իրենց շարժումը. Stop այն կարող է նստավայրը առջեւ կամ ամրագոտիների: Բացատրիր, թե գործընթացը ուղեւորների իներցիան: Արդյոք սա ճիշտ է.

Իներցիան - երեւույթ առաջարկելով պահպանումը մշտական արագություն եւ մարմնի բացակայության դեպքում ազդեցության այլ մարմինների: Ուղեւորը տակ մանդատների կամ ամբիոնների: իներցիան երեւույթ չի նկատվում:

Բացատրությունը կայանում է հատկությունների մարմնի, եւ, ըստ նրա, ակնթարթորեն փոխել արագությունը օբյեկտի անհնար է: It - իներցիան. Օրինակ, իներցիան է սնդիկի ջերմաչափ թույլ է տալիս Ձեզ է չնկատել սանդղակը, եթե մենք հին թափահարում ջերմաչափ:

Միջոցի կոչվում մարմնի զանգվածի իներցիան: Ըստ արձագանքում արագ արագ փոխել մարմինների մի փոքր զանգվածի. մեքենան բախում է կոնկրետ պատին վերջնական վարում է գրեթե առանց հետքի: Մեքենաները հաճախ ենթարկվում անդառնալի փոփոխություններ փոխելու արագությունը, կա մի էական աղավաղում: Ստացվում է, որ իներցիան կոնկրետ պատի շատ ավելի բարձր է, քան իներցիայով մեքենան.

Արդյոք դա հնարավոր է, բնականաբար, հանդիպելու իներցիա երեւույթը: Պայմանները, որի մարմինը չկա հարաբերությունները այլ մարմինների խորը տիեզերական է, որի տիեզերանավերի շարժվում շարժիչը Off. Բայց նույնիսկ այս պարագայում, գրավիտացիոն TORQUE է ներկա.

հիմնական արժեքները

Ուսումնասիրելով դինամիկան օդաչու ներառում է մի մակարդակի փորձի հետ չափումների ֆիզիկական մեծությունների: Առավել հետաքրքիր են:

• արագացումը որպես միջոց է արագությունը փոփոխվող տոկոսադրույքով մարմինների. նախատեսված է նամակում, որը, չափված մ / վ ^2;
• զանգվածային որպես միջոց իներցիա. Այն նշանակում նամակ մ, չափված կգ.
• ուժ, որպես միջոց փոխադարձ գործողության մարմինների, հաճախ մատնանշում են նամակով F, որը չափվում է N (Նյուտոնների):

Հարաբերությունների այդ փոփոխականների սահմանված է երեք օրինաչափությունների ստացվում է ամենամեծ անգլերեն ֆիզիկոս: Նյուտոնի օրենքները, որոնք նախագծված են, որպեսզի բացատրել բարդությունը փոխգործակցության տարբեր մարմինների: Ինչպես նաեւ գործընթացներում իրենց վերահսկողության. Դա «արագացումը» հայեցակարգի «ուժի», «weight" Նյուտոնի օրենքների, որոնք կապված են մաթեմատիկական հարաբերությունների: Փորձենք հասկանալ, թե ինչ է դա նշանակում:

Ակցիան է միայն մեկ ուժ, որը բացառիկ երեւույթ է. Օրինակ, արհեստական արբանյակը, orbiting շուրջ երկրի վրա, որը հանդես է եկել վրա միայն ծանրության:

ծագող

Ակցիան մի քանի ուժերի կարող է փոխարինվել մեկ ուժի մեջ:

Երկրաչափական գումարը ուժերի գործող մարմնի վրա, որը կոչվում է ծագող.

Մենք խոսում երկրաչափական գումարի, քանի որ ուժի վեկտորի քանակի, որը կախված է ոչ միայն կիրառման կետի, այլ նաեւ ուղղությամբ գործողությունների:

Օրինակ, եթե դուք պետք է առաջ շարժվել բավականին զանգվածային զգեստապահարան, դուք կարող եք հրավիրել ձեր ընկերներին: Համատեղ ջանքերով հասնել ցանկալի արդյունքի: Բայց դուք կարող եք հրավիրել միայն մեկը, շատ ուժեղ մարդ: Նրա ջանքերը հավասար է գործողության բոլոր ընկերներին. Այն ուժը, կիրառվում հերոսը կարող է կոչվել ծագող.

Նյուտոնի օրենքները շարժման ձեւակերպված հիման վրա հասկացության «ծագող»:

Որ օրենքը իներցիա

Սկսում են ուսումնասիրել օրենքները Newton հետ առավել հաճախակի երեւույթի: Առաջին օրենքը, որը սովորաբար կոչվում է օրենքը իներցիան, քանի որ այն սահմանում է պատճառների միասնական միջնորդություն կամ լճացման մարմիններ:

Մարմինը շարժվում միասնականորեն եւ rectilinearly կամ հանգստի, եթե այն չի իրականացվում ուժ կամ գործողություն, որը փոխհատուցվում:

Կարելի է պնդել, որ արդյունքում այս դեպքում զրո. Այս պայմանը է, օրինակ, մի շարժվող մեքենան հաստատուն արագությամբ վրա ուղիղ հատվածի ճանապարհի. Ուժը ծանրության է փոխհատուցվում վերգետնյա արձագանքման ուժ, եւ ուժը ուղղությամբ մոդուլի հավասար է ուժի դիմադրության շարժման.

Ջահ է առաստաղը հենվում, քանի որ ուժ ծանրության է հավասարակշռվի լարվածության իր հարմարանքներ.

Փոխհատուցում կարող է լինել միայն այն ուժերը, որոնք կիրառվում են նույն մարմնի.

Նյուտոնի երկրորդ օրենքը

Come on: Պատճառները փոփոխության արագություն մարմինների, համարելով Նյուտոնի երկրորդ օրենքը: Ինչ է նա ասում.

The ծագող ուժերը հանդես եկող մարմնի սահմանվում է որպես ապրանքի, որ ձեռք է բերել տակ գործողության արագացման մարմնի քաշի.

2 Նյուտոնի օրենքը (բանաձեւը: F = ma), ցավոք սրտի, չի հաստատել է պատճառահետեւանքային կապերի միջեւ հիմնական հասկացությունները kinematics եւ դինամիկայի. Նա չի կարող սահմանել, ճշգրտությամբ, թե ինչ է պատճառը, որ արագացման մարմինների:

Եկեք ձեւակերպել մեկ այլ կերպ: արագացումը, ձեռք է բերել մի մարմին է ուղիղ համեմատական է ծագող ուժի եւ հակադարձ համեմատական է մարմնի զանգվածի.

Այսպիսով, դա հնարավոր է հաստատել, որ տեմպերը փոփոխության, միայն տեղի է ունենում որպես ֆունկցիա ուժի դիմել է դրան, եւ մարմնի քաշը.

2 Նյուտոնի օրենքը, բանաձեւը, որը կարող է լինել մի `ա = F / մ, վեկտորը համարվում է հիմնարար, քանի որ այն հնարավորություն է տալիս հաստատել կապը բաժինների ֆիզիկայի. Այստեղ, մի վեկտորը արագացումը մարմնի, F - ծագող ուժի, մ - զանգվածը մարմնի.

Արագացված շարժումը մեքենայի հնարավոր է, եթե շարժիչը խծկել գերազանցում ուժ դիմադրության շարժման. Աճող քաշում եւ արագացման ավելացումները: Բեռնատարները համալրված են ծանր duty շարժիչների, քանի որ նրանց զանգվածը շատ ավելի մեծ է, քան զանգվածի մարդատար ավտոմեքենաների.

Ռասայից ավտոմեքենա, ստեղծված արագագործ ցեղերի արագացվեին այնպես, որ նրանք ամրագրված է նվազագույն անհրաժեշտ մասերը եւ Ձիաուժ, որը ավելացել է այնքանով, որքանով հնարավոր է: Մեկը ամենակարեւոր առանձնահատկություններից մի սպորտային ավտոմեքենայի արագացման ժամանակ մինչեւ 100 կմ / ժ: Փոքր ընդմիջում, այնքան լավ հատկությունները բարձր արագությամբ մեքենան.

Օրենքն փոխգործակցության

Նյուտոնի օրենքները, հիմնված ուժերի բնության, ասում են, որ ցանկացած փոխազդեցությունը ուղեկցվում է մի քանի ուժերի. Եթե գնդակը գտնվում է կախվել է մի թեմա է, որ ունենալով իր ազդեցությունը: Մանվածք նաեւ ձգվել մինչեւ գործողության գնդակի.

Ավարտում է ձեւակերպմանը Նյուտոնի օրենքների երրորդ նախշերով. Կարճ ասած, դա այն է, գործողություն հավասար արձագանքը. Ինչ է դա նշանակում?

Այն ուժերը, որոնք ազդում են մարմնի վրա միմյանց, հավասար են մագնիտուդով, հակառակ ուղղությամբ են եւ ուղղված գծի երկայնքով միացնող կենտրոններ մարմինների: Հետաքրքիր է, որ փոխհատուցում նրանց չի կարելի անվանել, քանի որ նրանք հանդես են գալիս տարբեր մարմինների միջեւ:

Դիմում օրենքների

Է հայտնի խնդիրը »ձիու եւ սայլի» կարող կոճղ: Ձիաքարշ վագոն է ասել, տեղաշարժեր այն տեղում: Ըստ Նյուտոնի երրորդ օրենքի, այդ երկու օբյեկտների գործադրել միմյանց հետ հավասար modulo լիազորությունների, բայց գործնականում, ձին կարող է տեղափոխել սայլը, որը չի տեղավորվում Կաղապարային բազան:

Լուծումը կգտնվի, եթե մեկը կարծում է, որ այս համակարգը մարմինների փակված չէ: Ճանապարհային exerts իր ազդեցությունը երկու մարմինների: Այն ուժը, որը գործում է սմբակ ձիու ստատիկ շփում ավելի մեծ է, քան արժեքի իշխանության շարժակազմի շփում անիվների զամբյուղի մեջ. Ի վերջո, ժամանակը շարժման սկսվում փորձելով տեղափոխել սայլը: Եթե իրավիճակը չփոխվի, ձին ցանկացած պարագայում չի շարժվել այն տեղում: Նրա hooves սայթաքել ճանապարհի վրա, եւ երթեւեկությունը կլինի:

Մանկությունից, շարժակազմերի միմյանց վրա sled, կարելի էր բախվում նման մի օրինակ. Երբ սահնակի նստել երկու կամ երեք երեխա, ջանքերը մեկի բավարար չէ տեղափոխել դրանք.

Անկումը մարմինների վրա երկրի մակերեւույթի վրա, բացատրվում է Արիստոտելի ( «Յուրաքանչյուր մարմին գիտի իր տեղը»), կարող է հերքել հիման վրա առնելով վերոնշյալը: Առարկա է շարժվում դեպի գետնին ազդեցության տակ նույն ուժի, որպես երկրի նրա համար: Համեմատելով իրենց պարամետրերը (զանգվածը Երկրի շատ ավելին է, քան քաշով), ըստ Նյուտոնի երկրորդ օրենքի, պնդում են, որ արագացումը օբյեկտի, քանի որ շատ անգամ ավելի մեծ է, քան արագացման Երկրի. Մենք տեսնում ենք, մի փոփոխություն արագություն է մարմնի, Երկրի չի շարժվել դուրս ուղեծիր:

Այն սահմանները կիրառելիության

Ժամանակակից ֆիզիկան Նյուտոնի օրենքների չեն ժխտում, այլ ընդամենը սահմանում սահմանները իրենց կիրառելիության. Նախքան սկզբին XX դարի ֆիզիկայի կասկած չունեի, որ այդ օրենքները բացատրել բոլոր բնական երեւույթները:

1, 2, 3, Նյուտոնի օրենքը լիովին բացահայտում պատճառները վարքագծի մակրոմիցետների մարմինների: Շարժումը օբյեկտների փոքր արագությունների ամբողջությամբ նկարագրված այդ հիմնադրույթների:

Փորձ է բացատրել միջնորդության հիման մարմինների արագությունը մոտ է լույսի արագությամբ, որը դատապարտված է ձախողման: Ամբողջական փոփոխությունը հատկությունների տարածության եւ ժամանակի թույլ չի տալիս օգտագործումը Նյուտոնի դինամիկայի է այդ արագությամբ: Ի լրումն, օրենքները փոփոխվում են իրենց տեսակետները ոչ իներցիոն CO. Դրանց օգտագործման համար ներկայացնում հասկացությունը իներցիոն ուժերի.

Բացատրիր, թե միջնորդությունը երկնային մարմինների, կանոնները նրանց գտնվելու վայրը եւ փոխգործակցության են Նյուտոնի օրենքները: Որ օրենքը ծանրության է ներկայացրել այդ նպատակի համար. Տեսնել արդյունքը ներգրավման փոքր մարմինների անհնար է, քանի որ իշխանությունը սուղ է:

փոխադարձ ներգրավումը

Հայտնի լեգենդ, ըստ որի պարոն Newton, ով նստած էր այգում, եւ կա մի անկում խնձոր, այցելեց փայլուն գաղափար է `բացատրել շարժը օբյեկտների մոտակայքում Երկրի մակերեւույթին եւ շարժման վերաբերյալ երկնային մարմինների վրա փոխադարձ ներգրավման: Դա ոչ այնքան հեռու է ճշմարտությունից: Դիտորդական եւ ճշգրիտ հաշվարկման մտահոգված է ոչ միայն աշնանը խնձոր, այլեւ տեղափոխել լուսնի. Օրենքները այս շարժման հանգեցնում է այն եզրակացության, որ ներգրավումը ուժը ավելանում է զանգվածային եւ փոխազդող մարմինների նվազում աճող հեռավորությունը նրանց միջեւ:

Հենվելով երկրորդ եւ երրորդ օրենքներով Նյուտոնի օրենքի գրավիտացիայի, ձեւակերպվում է հետեւյալ կերպ. Բոլոր մարմինները տիեզերքի գրավելու համար իրար հետ ուժի ուղղված գծի երկայնքով կապող կենտրոններ մարմինների, համամասնական զանգվածի մարմինների եւ հակադարձ համեմատական է հրապարակում միջեւ հեռավորությունը կենտրոններից մարմինների:

Մաթեմատիկական արտահայտությունը: F = gmm / r ^2, որտեղ F - ի ուժը ներգրավման, M, M - զանգվածը փոխազդող մարմինների, r, հեռավորությունը նրանց միջեւ: Համաչափությունը գործոնը (G = 6.62 x 10 ^-11 Նմ ² / կգ ²⁾ կոչվում է գրավիտացիոն հաստատունը:

Որ ֆիզիկական իմաստը: Այս հաստատուն հավասար է ուժի ներգրավման երկու մարմինների զանգվածների 1 կգ հեռավորության վրա 1 մ Հասկանալի է, որ ուժ է այնքան աննշան է մարմինների փոքր զանգվածի, որոնք կարող են անտեսված ... Մոլորակներ, աստղեր, գալակտիկաներ, ուժը ներգրավման այնքան մեծ է, որ ամբողջությամբ սահմանում իրենց շարժումը.

Այն էր, Նյուտոնի օրենքն ներգրավման երկրների, որոնք դուք պետք է գործարկել հրթիռներ վառելիքի, որ կարող է ստեղծել ռեակտիվ խծկել է հաղթահարել ազդեցությունը Երկրի վրա: Որ արագությունը համար պահանջվող այն փախուստը արագություն 8 կմ / վ:

Ժամանակակից տեխնոլոգիաները թույլ է տալիս արտադրությունը հրթիռների գործարկել անօդաչու կայաններ, ինչպես նաեւ արհեստական արբանյակների արեւի մյուս մոլորակները ուսումնասիրել դրանք: Արագությունը, որը մշակվել է նման սարքի, - ասել է երկրորդ տիեզերական արագություն հավասար է 11 կմ / վ:

Ալգորիթմ օրենքների

դինամիկան խնդրի լուծման ենթակա մի կոնկրետ հաջորդականությամբ գործողությունների:

• Է վերլուծել խնդիրը, նույնականացնել տվյալների տեսակը շարժման.
• Վազում նկարչություն է բոլոր ուժերը գործող մարմնի վրա, եւ ուղղությունը արագացման (եթե առկա է): Ընտրեք մի կոորդինատային համակարգին:
• Արձանագրել է առաջին կամ երկրորդ օրենքը, կախված, թե արդյոք մարմինը արագացման վեկտորի տեսքով: Համապատասխանում է բոլոր ուժերը (ծագող ուժ, Նյուտոնի օրենքները: Առաջին, եթե արագությունը մարմնի չի փոխվել, եւ երկրորդը, եթե կա արագացումը):
• Հավասարությունը վերագրվել է կանխատեսումների վրա ընտրված համակարգում axes.
• Եթե արդյունքում հավասարումների համակարգի բավարար չէ, ապա արձանագրել մյուսը `որոշելու ուժերը կինեմատիկան հավասարումների, եւ այլն ...
• Լուծել մի հավասարումների համակարգի համար անհայտ քանակով:
• Վազում է հարթություններում է որոշելու կոռեկտության բանաձեւերի:
• Հաշվարկել.

Սովորաբար այդ գործողությունները բավական է, լուծել բոլոր ստանդարտ խնդիրները: