Что такое закон движения: Закон движения | это… Что такое Закон движения?

§1.5 Механическое движение. Закон движения

§1.5 Механическое движение. Закон движения Окружающий нас мир не является застывшим, в нем постоянно происходят всевозможные изменения – «все течет, все изменяется», и нет необходимости убеждать кого-либо в этой очевидной истине. Простейшим видом изменений, происходящих в окружающем нас мире, является изменение положений тел в пространстве, механическое движение.       Механическим движением называется изменение положений тел в пространстве с течением времени.      При движении материальной точки она описывает в пространстве некоторую линию. Для описания движения можно попытаться найти эту линию, а затем описывать положение точки на этой ней. Для этого можно, например, задать зависимость пройденного пути от времени движения.      Линия, вдоль которой движется материальная точка, называется траекторией движения.     Путь, пройденный точкой равен длине участка траектории между двумя последовательными положениями тела.     Однако определение траектории движения часто представляет собой отдельную и достаточно сложную задачу, поэтому часто оказывается более простым и удобным описывать механическое движение иным способом.     Мы уже знаем, что положение тела в пространстве описывается с помощью координат. Если положение тела изменяется, то изменяются и его координаты, они становятся зависящими от времени, становятся функциями времени.     Зависимость всех координат тела от времени называется законом движения.        Таким образом, закон движения определяет положение тела в любой произвольный момент времени. Математическим выражением закона движения является набор функций – зависимостей координат от времени. Таким образом, нам необходимо дополнить рассмотренную систему координат прибором для измерения времени – часами. Дальше такой набор – системы координат и часов мы будем называть системой отсчета. Как всякая функция закон движения может быть представлен в нескольких формах – в виде таблицы, в виде графика, в виде формулы.          Подчеркнем, что закон движения полностью описывает движение, дает исчерпывающую информацию о движении, зная его можно найти любую характеристику движения. Однако, задача физики, заключается не только в том чтобы просто описать наблюдаемое движение, более важная задача – научиться предсказывать движение, рассчитывать его, строить его модели, создавать условия, для того чтобы получить движение требуемого вида. Для успешного решения таких проблем нам необходимо ввести и изучить некоторые характеристики механического движения (скорость, ускорение и т.д.), которые позволяют теоретически находить законы движения. Коротко о главном: Механическим движением называется изменение положений тел в пространстве с течением времени. Зависимость всех координат тела от времени называется законом движения. Математическим выражением закона движения является набор функций – зависимостей координат от времени.   Контрольные вопросы:  1.     Что такое механическое движение? 2.     Чему равен путь пройденной точки? 3.     Что называют системой отсчета?

Законы движения материальной точки

Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Главная Справочник Законы физики Законы движения материальной точки

Кинематические законы движения

Механическим движением называют изменение положения тела относительно тел, составляющих систему отсчета. Для того чтобы описать движение тела следует выбрать систему отсчета в которую ходят: тело отсчёта, система координат, которая связана с телом отсчета и часы (отсчет времени). Движение можно описать при помощи трех способов: координатного (скалярного), векторного, траекторного (натурального).

В декартовой системе координат (рис.1) положение материальной точки (M) определяют три координаты () или радиус-вектор , который проведен из начала системы координат в рассматриваемую точку.

Если точка перемещается, то в любой следующий момент времени координаты изменяются:

   

Уравнения (1) называют скалярными кинематическими уравнениями движения материальной точки (параметрическими уравнениями). Данные уравнения определяют перемещение точки координатным способом.

Радиус- вектор можно определить как:

   

где , , — единичные векторы по осям X,Y,Z (рис.1).Выражение:

   

является векторным кинематическим уравнением движения материальной точки. Выражения 1-3 называют кинематическими законами движения материальной точки. Данные законы полностью описывают движение точки.

Модуль (длина) радиус- вектора находится при помощи формулы:

   

Динамические законы движения материальной точки

Динамика рассматривает движение материальной точки в зависимости от сил, которые к ней приложены. Основные законы классической динамики сформулированы Ньютоном.

Первый закон Ньютона:

Материальная точка не изменяет своего состояния покоя или движется равномерно и прямолинейно, если внешние силы на нее не действуют или действие их взаимно скомпенсированы.

Второй закон Ньютона:

В инерциальных системах отсчета результирующая сил (), приложенных к материальной точке равна произведению ее массы () на ускорение ():

   

Дифференциальные уравнения движения материальной точки записываю как:

   

где — координаты перемещающейся материальной точки, , , —проекции сил, приложенных к точке.

С помощью дифференциальных уравнений перемещения материальной точки при известной массе находят силы, которые действуют на точку.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Три великих закона движения согласно Ньютону

Законы движения, разработанные сэром Исааком Ньютоном, объясняют связь между физическим объектом и силами, действующими на него. Понимая эту информацию, мы можем построить фундамент современной физики.

законов движения

  законов движения Ньютона — это три закона, которые объясняют, как объекты движутся в ответ на приложенные силы. Впервые они были опубликованы в 1687 году и с тех пор стали фундаментальными принципами физики. И рассмотрел законы Исаак Ньютон, английский математик и физик, считается первым, кто сформулировал формулу. Связь между силами, действующими на тело, и движением тела.

Эти отношения лежат в основе классической механики и описаны здесь.

Первый закон Ньютона утверждает, что:

Если тело покоится или движется прямолинейно с постоянной скоростью, оно будет продолжать это делать, если на него не действует сила.

Если на него действует сила, он изменит свою скорость или вообще перестанет двигаться по прямой. На самом деле в классической ньютоновской механике нет существенной разницы между покоем и линейным движением. Стационарное и прямолинейное движение с постоянной скоростью можно рассматривать как состояние движения, наблюдаемое другим наблюдателем, в котором движется один наблюдатель.

Один движется с той же скоростью, что и частица, а другой движется с постоянной скоростью относительно частицы. Другими словами, покой и равномерное прямолинейное движение рассматриваются как одно и то же состояние Законов Движения.

Концепция, лежащая в основе этого постулата, называется Законом инерции.

Галилео Галилей был тем, кто впервые сформулировал Закон Инерции Горизонтального Движения на Земле.

Рене Декарт был тем, кто обобщил эту концепцию. Неискушенному глазу принцип инерции может показаться не таким интуитивно очевидным, как отправная точка и основное допущение классической механики. Согласно аристотелевской механике, а также в соответствии с повседневным опытом, объект, который не толкают, имеет тенденцию к покою.

Эксперименты Галилея с шариками, катящимися по наклонным плоскостям, легли в основу его вывода Закона инерции.

Для Галилея принцип инерции был необходим для завершения его основной научной деятельности, которая требовала от него объяснения того, как мы можем не знать о движении Земли, несмотря на то, что она вращается вокруг своей оси. оси и движется вокруг Солнца.

Вы можете использовать концепцию инерции, чтобы найти ответ, учитывая, что мы движемся вместе с Землей и что наша склонность состоит в том, чтобы продолжать двигаться в том же направлении; Земля кажется нам неподвижной, хотя мы движемся. Таким образом, принцип инерции, не являющийся констатацией очевидного, был одно время главным предметом дискуссий в научном сообществе.

Ньютон смог точно рассчитать небольшие отклонения из-за неравномерного движения поверхности Земли по прямой линии. Открытие Ньютоном того, что движение земной поверхности не является постоянным прямолинейным движением, сделало этот результат возможным.

Широко распространенное наблюдение, что тела, не подвергающиеся воздействию сил, имеют тенденцию возвращаться в исходное положение, объясняется тем, что, согласно ньютоновской формулировке, на эти тела действуют неуравновешенные силы, такие как трение и воздух. сопротивление. Это обычное наблюдение.

Пример первого закона движения Ньютона в повседневной жизни Первый закон движения

Если вы выпрыгиваете из движущегося автомобиля или автобуса, земля оказывает влияние на ваши ноги, и ваши ноги становятся неподвижными. Вы упадете, потому что верхняя половина вашего тела не перестала двигаться, и вы упадете в том же направлении, в котором шли раньше. – Если на неподвижный объект не действует внешняя сила, то объект не будет двигаться.

— Движущийся объект будет продолжать двигаться даже при отсутствии каких-либо внешних сил…

Второй закон Ньютона – законы движения: F = ma сила, приложенная к телу, вызывает пропорциональное ускорение – второй закон Ньютона представлен наклейкой и белым мелом на доске

Второй закон Ньютона:

 Это количественное описание изменения движения тела под действием силы. Скорость изменения во времени направления и величины импульса объекта равна силе, действующей на объект. Угловой момент объекта равен его массе, умноженной на его скорость.

Импульс, как и скорость, является векторной величиной, имеющей обе величины. И направление. Сила, действующая на тело, может изменить величину или направление удара или и то, и другое. Одним из наиболее важных законов является второй закон Ньютона, один из законов движения во всей физике. Объект постоянной массы m можно записать как F = ma.

Где сила (F) и скорость (a) являются векторными величинами.

Объект с суммарной силой будет ускоряться в соответствии со вторым законом. Предполагается, что результирующая сила, действующая на тело, отсутствует либо потому, что силы либо нет, либо противоположная сила уравновешивает все силы. Тогда тело будет находиться в равновесии без ускорения. Вместо этого мы можем заключить, что объект с инерцией не имеет результирующей силы.

Пример второго закона движения Ньютона в повседневной жизни 

Как мы знаем о законах движения, согласно второму закону движения Ньютона ускорение или процесс набора скорости происходит всякий раз, когда применяется сила к массе (объекту). Езда на велосипеде — отличная демонстрация того, как этот закон движения работает на практике. Масса представлена ​​вашим велосипедом. Сила создается мышцами ног, когда они нажимают на педали велосипеда.

Третий закон Ньютона: F = G (M ₁ M ₂ )/R ² Gravity Vector Exlustration. Объяснил естественную силу для объектов с массой – основы физики вселенной. Гравитация придает вес физическому пространству-времени: формула закона Ньютона, пример вселенной и яблока.

Наиболее известными законами Ньютона являются законы движения (третий закон, действие и противодействие)

Третий закон Ньютона гласит, что при взаимодействии двух тел друг на друга действуют равные и противоположно направленные силы. Третий Закон также называют Законом действия и противодействия.

Этот закон важен при анализе задач статического равновесия, когда все силы находятся в равновесии, но он также применим к объектам в равномерном или ускоренном движении.

Сила, которую он описывает, реальна, а не просто вычислительный инструмент.

 Например, книга, помещенная на стол, оказывает направленное вниз усилие, равное весу стола.

Согласно третьему Закону, таблицы дают картам равные и противоположные силы.

 Эта сила заставляет стол слегка деформироваться под весом книги, сжимая книгу как пружину.

Объект с суммарной силой будет ускоряться в соответствии со вторым законом законов движения. Объект может находиться в равновесии без ускорения, если на него не действует сила, либо потому, что силы нет вообще, либо потому, что противодействующие силы точно уравновешивают все силы.

И наоборот, мы можем заключить, что объект, у которого нет ускорения, не имеет результирующей силы.

Пример третьего закона движения Ньютона в повседневной жизни Третий закон Ньютона. Взаимодействия двух тел друг на друга всегда равны и направлены в противоположные стороны.

Утверждается: «На каждое действие есть равное и противоположное противодействие».

Сила, с которой первый объект воздействует на второй при взаимодействии двух объектов, называется действием. Сила реакции – это сила, с которой второе тело действует на первое. Следовательно, действие и равные ему и противоположные реакции имеют одинаковую величину.

Примеры, основанные на третьем законе Ньютона, одном из законов движения.

– Когда пуля выстреливается из пистолета, пистолет придает силу, толкающую пулю вперед. В обратном направлении пуля действует на винтовку с такой же силой.

Открытая книга на столе: На столе вес книг оказывает направленное вниз усилие (действие). В то время как реакция влияет на книги в направлении вверх,

– Когда вы прыгаете, сила ваших ног, ударяющихся о землю, заставляет землю реагировать, применяя силу, равную и противоположную первой, которая подбрасывает вас в воздух.

— Во время плавания пловец продвигается вперед. Когда пловец отталкивается от воды, вода отталкивает пловца.

Влияние законов Ньютона

Действие закона Ньютона

• Законы Ньютона впервые появились в его шедевре Principia Mathematica (1687).
• И также известны как «Принципы». В 1543 году Николай Коперник предположил, что Солнце может быть центром Вселенной вместо Земли. Тем временем Галилей, Иоганн Кеплер и Декарт заменили аристотелевское мировоззрение, унаследованное от Древней Греции, и заложили основу для новой науки, объясняющей работу гелиоцентрической Вселенной.
• В «Началах» Ньютон создал новую науку. Он смог разработать свои три закона. Объясните, что орбита планеты представляет собой эллипс, а не окружность, но в результате это объясняет гораздо больше.
• Последовательность событий от Коперника до Ньютона называется научной революцией.

  И R разделить на квадрат расстояния: F = G(м ₁ м ₂ )/R ² .

Исаак Ньютон предложил этот закон в 1687 году и использовал его для объяснения наблюдаемых движений планет и Луны.

• Он был математически сформулирован Иоганном Кеплером в начале 1600-х годов.
• Все три закона Ньютона применимы к объектам независимо от их размера и от того, сделаны ли они из различных материалов.
• Этот факт делает их полезными при моделировании объектов различных размеров и композиций, поскольку их можно применять единообразно ко всем объектам.

Есть несколько исключений:

— законы Ньютона не действуют в некоторых ситуациях, например, когда объект движется со скоростью, близкой к скорости света.

 – Кроме того, они не применяются, когда движению противодействуют демпфирующие силы, такие как трение или сопротивление воздуха. По этой причине эти законы следует интерпретировать с осторожностью и осторожно применять при моделировании движения объектов.

— Многие считают, что первый закон Ньютона в некоторых случаях неприменим для начинающих.

Это потому, что многие вещи, происходящие в повседневной жизни, происходят без толчка, например, предметы падают под действием силы тяжести.

 – Кроме того, многие считают, что этот Закон неприменим, потому что покоящиеся объекты также могут толкаться другими силами, например ветром или водными течениями.

— В целом, многие люди считают, что этот Закон неприменим, потому что помимо гравитации действует множество других сил.

– Другие считают, что второй закон Ньютона в некоторых случаях неприменим к продвинутым ученикам. Это связано с тем, что многие студенты не знают своей массы или того, как измерить ускорение под действием силы тяжести.

— Кроме того, многие студенты не умеют рассчитывать силу, что затрудняет понимание второго закона Ньютона.

Из-за этого многим учащимся сложно применять второй закон Ньютона в повседневной жизни.

— Некоторые считают, что третий закон Ньютона в некоторых случаях применим не ко всем.

 Это потому, что многие люди считают, что этот Закон не применяется, когда речь идет о человеческом взаимодействии или моральной ответственности.

 Кроме того, некоторые люди считают, что это неприменимо при рассмотрении снарядов и взрывов, поскольку они происходят в разных направлениях.

Некоторые люди не согласны с законами движения и гравитации Исаака Ньютона, потому что они противоречивы и открыты для интерпретаций.

 Например, некоторые не согласны с его законами, потому что они применимы не во всех ситуациях и их трудно правильно интерпретировать. Другие не согласны с его законами, потому что они не согласны с его интерпретацией гравитации и движения.

В конечном счете, законы движения Исаака Ньютона общепризнаны, потому что они полезны для моделирования движения объектов под действием приложенных сил.

Тем не менее, есть некоторые исключения, потому что эти законы могут быть трудны для точной интерпретации и понимания новичками.

Поэтому важно понять, что означают эти законы, прежде чем применять их, так как они также могут быть трудны для понимания продвинутыми учениками.

Если вы проверите последнюю предоставленную нами информацию, вы обнаружите, что у вас есть необходимая базовая информация о законах движения Ньютона. Продолжайте посещать Learning Mole, чтобы узнать намного больше обо всем, что там есть.

Доля :

Закон движения Ньютона

Перейти к основному содержанию

Сим Линг КУ

Сим Линг КУ

Директор по корпоративным услугам в PERSOLKELLY Malaysia, также известная как Group HR, администратор, директор по эксплуатации и маркетингу 😉

Опубликовано 7 июня 2020 г.

+ Подписаться

Я люблю науку, потому что знание, на котором она основывается, может быть объяснено таким образом, чтобы оно имело смысл и было логичным. Мне особенно нравится научная отрасль Физика, потому что она может объяснить все о природе и свойствах материи и энергии. Закон движения Ньютона — один из них. Я впервые узнаю о законах Ньютона на уроке физики, когда учился в классе 4. Законы Ньютона — это, по сути, набор из трех законов, которые объясняют, как ведет себя движение объектов в зависимости от силы, действующей на объект.

Например, движение того, как вы можете вылететь из лобового стекла, когда вы сидите в очень быстрой машине, которая внезапно тормозит. Что ж, это легко объяснить с помощью первого закона Ньютона — инерции.

Первый закон гласит, что если объект неподвижен, он останется неподвижным до тех пор, пока на объект не будет воздействовать внешняя сила для его перемещения. То же самое относится и к движущимся объектам. Когда объект движется, он будет продолжать двигаться, если на него не воздействует внешняя сила, останавливающая его движение. Итак, когда вы сидите в очень быстрой машине, ваше тело на самом деле очень быстро движется вперед со скоростью машины, и когда вы резко нажимаете на тормоз, машина останавливается. Но ваше тело будет продолжать движение вперед со скоростью автомобиля до торможения. Вот почему ремни безопасности очень важны для создания внешней силы, которая не позволит вам вылететь через лобовое стекло. Это имеет смысл, верно?

Если подумать, это также имеет смысл применительно к нашей повседневной жизни. Если мы находимся в состоянии статус-кво и решили ничего с этим не делать, т.е. не применять внешнюю силу, угадайте что, наше состояние останется как статус-кво. Много раз я слышал, как люди говорят мне, что они разочарованы тем, что их карьера находится в состоянии статус-кво по каким-то причинам, но они не понимают этого и ничего с этим не делают. Конечно, с этим нужно что-то делать.

Это требует усилий. Например, изучение нового навыка, использование возможности заработать опыт или построение отношений. Но некоторые утверждали, что они что-то с этим сделали. Так что возникает вопрос, было ли этого достаточно? Что подводит меня к закону Ньютона № 2.

Второй закон гласит, что сила (F), действующая на объект, равна массе (m) объекта, умноженной на ускорение (a) объекта, т. е. F = m x a. или F = ма. Чтобы разбить это дальше, нам нужно понять ускорение (a), которое представляет собой изменение скорости (∆v) за изменение времени (∆t), т. е. a = ∆v / ∆t. Когда вы объедините две формулы вместе, вы получите F = (m x ∆v) / ∆t. Теперь, если ваш автомобиль очень, очень быстрый, иногда силы ремня безопасности может быть недостаточно, чтобы предотвратить вылет через лобовое стекло, потому что сила недостаточно велика, чтобы остановить ваше движение вперед. Следовательно, вам также нужна подушка безопасности, чтобы быть в безопасности. Я все еще имею смысл, не так ли?

Требуемое усилие зависит от того, насколько далеко и быстро вы хотите двигаться. Чем большее изменение вы хотите произвести за более короткий промежуток времени, тем больше Сила. Итак, если вы хотите быстро продвигаться по службе, вам нужно приложить соответствующие усилия. Потому что, когда вы прикладываете правильное количество силы вперед, вы также получаете правильное количество силы в ответ. Это подводит меня к последнему закону Ньютона, закону № 3.

Третий закон гласит, что если объект воздействует на другое тело с силой, то это тело в то же время оказывает силу, равную по величине и противоположную в направлении первого тела. Это то, что вы иногда слышите от людей, говорящих: «В каждом действии есть равное и противоположное противодействие». Третий закон Ньютона также лежит в основе работы ракеты. Ракетный двигатель производит горячий выхлопной газ, выходящий сзади ракеты, т.е. очень большую Силу, и эквивалентная сила тяги создается в противоположной реакции, поднимая ракету. Мы знаем, что это работает, потому что мы все-таки приземлились на Луне, не так ли? Итак, да, в зависимости от того, что вы ожидаете взамен, вам нужно приложить нужное количество усилий.