Первый закон Ньютона. Масса. Сила
Мы знаем, что тело может двигаться равномерно и прямолинейно. В таком случае его скорость постоянна и не меняется по величине и направлению. Если же скорость тела меняет величину или величину и направление, то тело движется с определенным ускорением a→.
С точки зрения кинематики нас не интересует, почему тело движется тем или иным образом. Динамика в физике, наоборот, рассматривает взаимодействие тел как причину, которая определяет характер движения.
ДинамикаВзаимодействие тел определяет характер движения.
Динамика – раздел механики, в котором изучаются законы взаимодействия тел.
1 закон Ньютона
Законы динамики были сформулированы Исааком Ньютоном и опубликованы в 1687 году. Три закона Ньютона составляют основу классической механики, которая на протяжении нескольких столетий (вплоть до 20 века) главенствовала, как основная научная парадигма.
Классическая механика справедлива для тел, движущихся с малыми скоростями (скоростями, которые значительно меньше скорости света).
Представим изолированное тело, на которое не действуют никакие другие тела. Это самая простая механическая система. Для описания движения тела необходима система отсчета.
Напомним, что система отсчета – это тело отсчета и связанные с ним системы координат и часов (отсчета времени). Причем в разных системах отсчета движение тела будет разным.
Сформулируем первый закон Ньютона. Он говорит о существовании так называемых инерциальных систем отсчета (ИСО) и называете также законом инерции. Существуют разные определения первого закона Ньютона.
Первый закон НьютонаСуществуют системы отсчета, называемые инерциальными. В таких системах отсчета тела движутся равномерно и прямолинейно или покоятся, если на них не действуют другие тела или если их действие скомпенсировано.
Инерция – это свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии на него воздействий со стороны других тел. Именно поэтому второе название первого закона Ньютона – закон инерции.
Первая формулировка закона инерции была выведена еще Галилео Галилеем в 1632 году. Ньютон лишь обобщил его выводы.
Важно!В классической механике законы движения формулируются для инерциальных систем отсчета.
При описании движения тел у поверхности Земли системы отсчета, связанные с Землей, можно приблизительно считать и инерциальными. Отклонения от закона инерции обнаруживаются при повышении точности экспериментов и обусловлены вращением Земли вокруг своей оси.
Приведем пример, иллюстрирующий неинерциальность системы отсчета, связанной с Землей. Рассмотрим колебания маятника Фуко. Это массивный шар, подвешенный на длинной нити и совершающий малые колебания относительно положения равновесия.
Плоскость колебаний маятника Фуко относительно Земли не остается неизменной вследствие вращения Земли. Проекция траектории маятника на поверхность Земли имеет вид розетки. Будь система инерциальной, плоскость качения маятника относительно Земли оставалась бы неизменной.
Еще одна система, которую можно приближенно принять за инерциальную – гелиоцентрическая система отсчета. Начало координат в ней помещено в центр Солнца, а оси направлены на отдаленные звезды. Эта система отсчета еще называется системой Коперника. Именно ее использовал Ньютон при выводе закона Всемирного тяготения (1682 г.).
Система отсчета, связанная с поездом, который с постоянной скоростью движется по прямым рельсам, также может считаться инерциальной. Все инерциальные системы отсчета образуют класс систем, которые движутся друг относительно друга равномерно и прямолинейно.
Что является причиной изменения скорости тела в инерциальной системе отсчета? Согласно первому закону Ньютона, это взаимодействие с другими телами. Чтобы количественно описать движение тела и взаимодействие его с другими телами, необходимо ввести понятия массы и силы.
Масса
Определение. МассаМасса – физическая величина, мера инертности тела. Чем больше масса, тем больше инертность.
Единица измерения массы в международной системе СИ – килограмм (кг).
Масса в физике – скалярная и аддитивная величина.
Это значит, что если тело состоит из нескольких частей массами m1, т2, т3, .. , тn, то его общая масса будет равна сумме масс составных частей: m=m1+т2+т3+..+тn.
Вы наверняка замечали, что разные тела по-разному меняют свою скорость. Тяжелый грузовик остановить гораздо сложнее, чем игрушечную машинку, так как он обладает большей массой и, соответственно, инертностью.
В результате взаимодействия двух тел меняются их скорости. Это значит, что в процессе взаимодействия тела приобретают ускорения. При любых воздействиях отношение ускорений двух тел остается постоянным. При этом, массы тел обратно пропорциональны ускорениям, которые они приобретают.
m1m2=-a2a1
Здесь a1 и a2 – проекции векторов ускорений a1 →и a2 →на ось OX. Знак минус означает, что ускорения тел направлены в противоположные стороны.
Какие есть способы измерения массы тела? Самый простой и очевидный – сравнить массу тела с массой эталона. В системе СИ, как уже говорилось, mэт=1 кг.
Сила
Определение. СилаСила – векторная физическая величина, количественная мера взаимодействия тел.
В системе СИ сила измеряется в Ньютонах (Н).
Именно сила – причина изменения движения тела. На тело может действовать несколько сил, которые имеют различную физическую природу. Например, сила тяжести, сила трения скольжения и сила трения качения, сила упругости и т.д.
Равнодействующая сила – векторная сумма всех сил, действующих на тело.
Как измерить силу? Необходимо установить эталон силы и найти способ сравнить другие силы с этим эталоном.
В качестве эталона можно использовать, например, силу, с которой растянутая до определенной величины пружина действует на прикрепленное к ней тело. Способ сравнения сил очень прост: если под действием двух сил (измеряемой F→ и эталонной F→0) тело движется равномерно или покоится, то эти силы равны по модулю.
F=F0.
Если измеряемая сила больше эталонной, то можно добавить еще одну эталонную пружину.
F=2F0.
Для сравнения сил, меньших чем 2F0, можно использовать схему, приведенную ниже.
Эталон силы (единица измерения)За эталон силы в международной системе СИ принята сила в 1 Ньютон. Это такая сила, которая сообщает телу массой 1 килограмм ускорение, равное 1 мс2.
Прибор для измерения силы – динамометр. По сути, это пружина, откалиброванная специальным образом. При растяжении пружины приложенная сила указывается на шкале динамометра.
Решение задач
от 1 дня / от 150 р.
Курсовая работа
от 5 дней / от 1800 р.
История открытия закона всемирного тяготения
Содержание
- 1 Как Ньютон открыл закон всемирного тяготения
- 2 История открытия закона всемирного тяготения
- 2.1 Система Коперника
- 2.2 Первые догадки Уильяма Гильберта
- 2.3 Три закона Кеплера в открытии закона всемирного тяготения
- 2.4 Законы падения тел Галилео Галилея (Закон инерции)
- 2.5 Доказательства Роберта Гука
- 2.6 Эдмунд Галлей и его выводы из закона Кеплера
- 2.
7 Решение задачи Исааком Ньютоном
- 2.8 Определение значения гравитационной постоянной
- 3 Краткая биография великого английского учёного Исаака Ньютона
История открытия закона всемирного тяготения уходит далеко в прошлое и связана со множеством великих умов. Среди них Николай Коперник, родившийся почти за 200 лет до того, как закон был сформулирован более точно. Постулат окружён множеством слухов и легенд, начиная с яблока, которое изменило представление о физике того времени, и заканчивая известным соперничеством Ньютона и Роберта Гука, ставивших себя на первое место при ответе на вопрос, кто открыл закон всемирного тяготения.
Сейчас доподлинно неизвестно, что из рассказанного соответствует истине, но некоторые события и факты из задокументированных источников не нуждаются в подтверждении и представляют собой вехи развития знания людей о явлении гравитации.
Как Ньютон открыл закон всемирного тяготения
Говоря о законах классической механики, всегда упоминают сэра Исаака Ньютона. Учёный перевернул виденье своих современников об окружающем их мире и, что самое главное, математически обосновал свои предположения, которые долгие годы после смерти физика не нуждались в доработке.
С его именем связан один из постулатов современной физики, ставший в своё время объектом для множества научных дискуссий, – закон всемирного тяготения, который Ньютон открыл в 1688 году и опубликовал вместе со знаменитыми тремя законами механики, образовавшими фундамент развития науки о движении.
Наверное, каждому знакома история открытия закона всемирного тяготения, согласно которой знаменитый физик впервые задумался о явлении тяготения в тот момент, когда, гуляя по саду своей матери, увидел падение яблока. Многие уверены, что этот фрукт и вовсе упал учёному на голову, таким образом «достучавшись» до его ума. Правда это или нет, сегодня судить трудно. Быть может, этой интересной историей кто-то когда-то решил простым образом донести до ребёнка суть столь важного закона. Важно другое: несмотря на то, что до Ньютона многие учёные по-своему объясняли всемирное притяжение, именно ему удалось с присущей математике строгостью и простотой объяснить это явление.
Закон тяготения не был бы настолько привлекательным, если бы описывал только то, как тела падают на землю. В легенде его открытия существует важное уточнение о том, что Ньютон ещё в 1666 году размышлял о движении объектов, в частности Луны. Уже тогда зная, что спутник вращается вокруг Земли, учёный пытался понять причины такого поведения и увидел, как яблоко сорвалось с ветки и приземлилось рядом.
Это и послужило причиной возникновения предположения, что именно воздействие Земли вынуждает тела не зависать без поддержки в воздухе, а Луну двигаться по наблюдаемой траектории. Однако доказать это сразу не удалось: проведя все расчёты, сэр Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения, но из-за несправедливого в тот момент расстояния между спутником и нашей планетой получил слишком большую погрешность, что при его щепетильном характере оказалось неприемлемым. Только спустя 22 года с новыми, более точными цифрами, учёный представил общественности свой закон.
История открытия закона всемирного тяготения
О земном притяжении задумывались ещё в Древней Греции, но большинство предложенных теорий были далеки от действительности. Сам Исаак Ньютон в своей переписке с Эдмундом Галлеем обозначал своими предшественниками французского астронома Исмаэля Буйо (Буллиальда), английского математика Кристофера Рене и английского учёного, проявившего себя не в одной науке, Роберта Гука.
«Если я видел дальше других, то потому, что стоял на плечах гигантов», – так сказал однажды Ньютон в частном письме Гуку, и, если связать эту цитату именно с открытием закона всемирного тяготения, то не согласиться со скромностью учёного не удастся. Его догадкам действительно поспособствовали великие умы истории.
Система Коперника
История открытия закона всемирного тяготения начинается с польского астронома Николая Коперника и его труда «О вращении небесных сфер», в котором он предложил революционную для XVI века теорию, а именно гелиоцентрическую систему мира (планеты вращаются вокруг солнца).
гелиоцентрическая система мира
До 1543 года общепризнанной и неоспоримой полагалась геоцентрическая модель (все планеты и солнце вращаются вокруг земли), сформулированная Птолемеем ещё во II веке, но после того, как книга Коперника была опубликована, научное мировоззрение общества потребовало существенных изменений.
геоцентрическая система мира
О самом тяготении в сочинении астронома не было речи, но закон Ньютона затрагивает не только Землю, но и Солнечную систему. Поэтому для правильной постановки задачи, посвящённой раскрытию механизма Вселенной (чем, если говорить кратко, занимается физика как наука), важно понимать, что наша планета не является центром мироздания, что и доказал Николай Коперник.
Первые догадки Уильяма Гильберта
Имя Уильяма Гильберта особенно известно в области, изучающей электрические и магнитные явления, что, впрочем, смогло помочь ему прославиться и в механике. Гильберт был одним из первых учёных, кто согласился с Коперником и его картиной мира, но предшественником Ньютона его делает тот факт, что именно Гильберт первым высказал догадку о природе гравитации Земли и Луны.
теория Уильяма Гильберта
В посмертной работе физика, изданной в 1603 году, указано предположение учёного, что наша планета и её спутник являются огромными магнитами и поэтому притягиваются друг к другу. Причём в труде указано, что магнитная сила Земли больше из-за разности масс. Такая смелая догадка в общем смысле оказалась справедливой, однако природу взаимодействия Гильберт высказал неверно: он полагал, что движение планет происходит за счёт действия магнетизма.
Три закона Кеплера в открытии закона всемирного тяготения
Первыми эмпирическими соотношениями, приблизившими открытие закона всемирного тяготения, стали законы Кеплера, первые два из которых датированы 1609 годом, а третий – 1618.
Учитель Иоганна Кеплера датский алхимик и астроном Тихо Браге первым провёл точные астрономические наблюдения за движением планет, на основании которых составил таблицу, состоявшую из координат. Получив данное наследие, Кеплер понял, что планеты движутся с определённой закономерностью, и вывел три закона, описывающих идеализированную гелиоцентрическую картину мира.
Первый закон Кеплера утверждает, что все планеты Солнечной системы обращаются вокруг звезды по эллипсу, и одним из фокусов этого эллипса является Солнце.
Второй закон Кеплера гласит, что плоскость движения планет проходит через Солнце и, если засечь одинаковые промежутки времени и провести радиусы от звезды до планеты, они будут занимать одинаковые по величине площади.
законы Кеплера
Третий закон Кеплера носит математический характер и записывается соотношением:
T12/ T22 = a13/ a23,
где T1,2 – периоды обращения двух планет вокруг Солнца,
a1,2 – длины больших полуосей орбит этих планет.
Особенность закономерностей Кеплера заключается в том, что уже за полвека до Ньютона он выделил Солнцу главенствующую роль при движении планет, однако теоретически обосновать свой вывод не смог. После первопричину его законов нашёл Ньютон.
Законы падения тел Галилео Галилея (Закон инерции)
Наряду с работой Кеплера эксперименты Галилея по падению тел также подготавливали для Ньютона почву для будущего открытия.
В XVI веке утверждение древнегреческого философа Аристотеля, что тело будет падать со скоростью, пропорциональной его массе, твёрдо установилось в умах людей. Будучи несогласным с этим мнением, Галилей провёл ряд опытов, среди которых выделяется один, не подтверждённый в трудах самого учёного, но обросший известной легендой. Согласно этой истории, итальянский физик сбросил с Пизанской башни два шара различной массы и установил, что они приземлились практически одновременно. Таким образом, теория Аристотеля была опровергнута, а в 1638 году в труде «Беседы и математические доказательства двух новых наук» Галилей сформулировал законы падения, согласно которым скорость увеличивается с увеличением времени, а путь нарастает пропорционально квадрату времени.
опыты Галилео Галилея
Помимо этого, учёный ввёл новое понятие (которое сегодня называют инерцией), показав, что тело будет покоиться или двигаться равномерно, если на него не воздействуют внешние силы. Через полвека после формулировки этого правила Галилеем Ньютон повторит его в качестве первого закона механики.
Доказательства Роберта Гука
Роберт Гук был учёным, открывшим множество явлений в разных областях физики, химии и биологии. Однако его современники часто вспоминали его как завистливого и склочного человека из-за импульсивного характера и споров об авторстве с другими учёными. Закон всемирного тяготения также стал камнем преткновения для Гука, и в момент его открытия физик заявил, что сформулировал это правило задолго до Ньютона. Частично это правда.
В 1674 году в опубликованном Гуком трактате «Попытка доказательства движения Земли» в краткой и неопределённой форме, но всё же выражается идея об универсальной силе тяжести. В письме Ньютону, датированном 6 января 1680 года, учёный привёл формулировку закона, уже более привычную для человечества сейчас, и приложил математические расчёты, справедливые для движения по круговым орбитам. Гук попросил Ньютона как человека, более сведущего в математике, заняться обоснованием закона для эллиптических орбит. Именно с этого письма началась документальная история открытия закона всемирного тяготения.
Эдмунд Галлей и его выводы из закона Кеплера
В 1684 году английский астроном Эдмунд Галлей математически доказал обратную пропорциональность силы тяжести и квадрата расстояния, выведя зависимость из третьего закона Кеплера.
вывод пропорциональности силы Эдмундом Галлеем
Таким образом, всё было готово для точной формулировки теории тяготения Ньютона и её полного математического обоснования.
Решение задачи Исааком Ньютоном
Чтобы вывести окончательный вариант закона всемирного тяготения, Ньютон описал движение Луны вокруг Земли, оперируя радиусами планеты и спутника, а также расстоянием между ними. Важную роль при формировании математической модели играли второй и третий законы механики, к тому времени уже вычисленные Ньютоном.
определение закона всемирного тяготения
Интересный факт: гравитационная постоянная G, которая присутствует в современной формуле закона притяжения, не была явно вставлена учёным в выведенный им закон.
Более того, она отсутствовала в трудах физиков до XIX века.
Определение значения гравитационной постоянной
В 1798 году Генри Кавендиш при помощи крутильных весов, созданных Шарлем Кулоном, провёл эксперимент, пытаясь вычислить среднюю плотность Земли. Его установка представляла собой коромысло с двумя небольшими шарами на концах, к которым в ходе опыта подводили по шару большего размера. Из-за гравитационного воздействия между телами коромысло установки отклонялось на некоторый угол, что фиксировалось оптическими приборами. Это значение и величина упругости нити, держащей коромысло, позволили определить силу притяжения между шарами, а после и коэффициент пропорциональности, до этого момента неизвестный.
В результате своего эксперимента Генри Кавендиш рассчитал, что гравитационная постоянная равна G = 6,754∙10-11 м3 / (кг∙с2). Сегодня это значение вычислено с большей точностью: G = 6,67384∙10-11 Н∙м²·кг−2.
Вычисление коэффициента пропорциональности стало одним из многочисленных применений закона тяготения.
Краткая биография великого английского учёного Исаака Ньютона
Исаак Ньютон родился 4 января 1643 года. Так как отец мальчика, в честь которого он и был назван, погиб до его рождения, мать будущего учёного обзавелась новой семьёй, оставив сына на попечение родственников. Ньютон рос болезненным, но мечтательным ребёнком, уже в детском возрасте проявив любовь к чтению и разработке простых игрушек. Однако в первое время в школе мальчик плохо учился, и только случай помог изменить его отношение к учёбе. Будучи слабым ребёнком, Ньютон подвергся нападению со стороны своих одноклассников и, понимая, что едва ли сможет одолеть их физически, решил превзойти обидчиков умом.
Так, в 1661 году Исаак Ньютон стал студентом Колледжа Святой Троицы, находящегося под попечением Кембриджского университета, впоследствии связав с ним более 30 лет жизни. В период чумы, царствовавшей в Англии с 1665 по 1667 годы, Ньютон вернулся в домой, и, как после утверждал сам учёный, именно в этот период он сделал большую часть своих научных открытий.
Исаак Ньютон
В 1668 году после возвращения в колледж Исааком Ньютоном была получена магистерская степень, и он стал преподавателем в своей альма-матер. В последующие годы физик глубоко увлёкся алхимией, математическим анализом и проводил оптические опыты, и ему удалось изобрести телескоп-рефлектор, усовершенствованные версии которого помогли открыть многие астрономические объекты.
Ньютон был замкнутым, нелюдимым человеком, не любившим делиться своими научными результатами из-за споров и дискуссий, в которые его постоянно норовили втянуть. Зимой 1677 года в его доме случился пожар, в связи с чем сгорела большая часть его рукописных работ, а в мае того же года умер его друг Исаак Барроу, что стало невосполнимой утратой для учёного, которому за всю жизнь удалось сблизиться только с несколькими людьми.
В 1689 году, через два года после опубликования знаменитых «Начал», её автор начал административную деятельность, заседая от имени своего университета в парламенте, но в 1696 году Ньютон навсегда покинул колледж и получил должность хранителя Монетного двора.
Интересный факт: трудясь при дворе, физик смог придумать технологию чеканки, позволяющую минимизировать подделки. Новизна заключалась в отделке гуртов у монет маленькими линиями, что используется и сегодня.
В 1703 году Королевское общество выбрало Ньютона президентом, а в 1705 году королева Великобритании Анна даровала ему титул сэра, который был впервые присвоен за научные достижения.
Сэр Исаак Ньютон умер 31 марта 1727 года. Современники описывали, что в похоронах участвовал весь Лондон.
Вопрос о том, как был открыт закон всемирного тяготения, только на первый взгляд кажется простым. На самом деле его ответ скрывает в себе многолетний труд множества учёных, которые постепенно делали возможным данное открытие.
2.1 Открытие Исаака Ньютона. Закон всемирного тяготения
Закон всемирного тяготения
реферат
Закон всемирного тяготения был открыт И.Ньютоном в 1682 году. По его гипотезе между всеми телами Вселенной действуют силы притяжения (гравитационные силы), направленные по линии, соединяющей центры масс (рис. 4). У тела в виде однородного шара центр масс совпадает с центром шара.
Рисунок 4 – Гравитационные силы притяжения между телами,
В последующие годы Ньютон пытался найти физическое объяснение законам движения планет, открытых И.Кеплером в начале XVII века, и дать количественное выражение для гравитационных сил. Так, зная как движутся планеты, Ньютон хотел определить, какие силы на них действуют. Такой путь носит название обратной задачи механики.
Если основной задачей механики является определение координат тела известной массы и его скорости в любой момент времени по известным силам, действующим на тело, и заданным начальным условиям (прямая задача механики), то при решении обратной задачи необходимо определить действующие на тело силы, если известно, как оно движется.
Решение этой задачи и привело Ньютона к открытию закона всемирного тяготения: «Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними». Как и все физические законы, он облечен в форму математического уравнения
Коэффициент пропорциональности G одинаков для всех тел в природе. Его называют гравитационной постоянной
G = 6,67·10-11 Н·м2/кг2 (СИ)
Относительно этого закона нужно сделать несколько важных замечаний.
Во-первых, его действие в явной форме распространяется на все без исключения физические материальные тела во Вселенной. В частности, например вы и книга испытываете равные по величине и противоположные по направлению силы взаимного гравитационного притяжения. Конечно же, эти силы настолько малы, что их не зафиксируют даже самые точные из современных приборов, — но они реально существуют, и их можно рассчитать.
Точно так же вы испытываете взаимное притяжение и с далеким квазаром, удаленным на десятки миллиардов световых лет. Опять же, силы этого притяжения слишком малы, чтобы их инструментально зарегистрировать и измерить.
Второй момент заключается в том, что сила притяжения Земли у ее поверхности в равной мере воздействует на все материальные тела, находящиеся в любой точке земного шара. Прямо сейчас на нас действует сила земного притяжения, рассчитываемая по вышеприведенной формуле, и мы ее реально ощущаем как свой вес. Если мы что-нибудь уроним, оно под действием всё той же силы равноускоренно устремится к земле.
Делись добром 😉
Джеймс Максвелл
Первое открытие
Если раньше отец изредка брал Джеймса на свое любимое развлечение – заседания Эдинбургского королевского общества, то теперь посещения этого общества…
Зеркальные схемы лидарных объективов
3.1 Объектив Ньютона
Данная схема была изобретена Исааком Ньютоном в 1668 году. Здесь главное (параболическое) зеркало направляет излучение на небольшое плоское диагональное зеркало, расположенное вблизи фокуса. Оно, в свою очередь…
Исследования по электро- и магнитостатике. Развитие электродинамики.
Открытие электромагнетизма
В XVIII в. электричество и магнетизм считались хотя и похожими, но все же имеющими различную природу явлениями. Правда, были известны некоторые факты, указывающие на существование как будто бы связи между магнетизмом и электричеством. ..
История развития механики
3.4 Механика Ньютона
«Гипотез не измышляю.» Исаак Ньютон. Исаак Ньютон широко известен как автор фундаментального труда «Математические начала натуральной философии», в котором он изложил закон всемирного тяготения и три закона механики…
Кварковая модель строения элементарных частиц
2.2.1 ОТКРЫТИЕ С – КВАРКА
Триумфом кварковой модели является открытие очарованных частиц. Первая очарованная частица была открыта в 1974 г…
Кварковая модель строения элементарных частиц
2.2.2 ОТКРЫТИЕ В – КВАРКА
История открытия нового кварка b аналогична истории открытия кварка с. В 1977 г. в Батавии (США) был открыт новый мезон, обозначенный через ?. Он возникал при бомбардировке мишени из меди и свинца пучком протонов с энергией 400 ГэВ…
Математическое моделирование задач электроэнергетики с помощью аппарата линейной алгебры и теории графов
4.2 Метод Ньютона
Метод Ньютона применяется к решению уравнения, когда функция f(x) является непрерывно дифференцируемой функцией. Также вначале отделим корень уравнения на отрезке [а, b]…
Приборы для измерения силы
2.2 Законы Ньютона
Исаак Ньютон задался целью описать движение объектов, используя понятия инерции и силы. Сделав это, он попутно установил, что всякое механическое движение подчиняется общим законам сохранения. В 1687 г…
Приборы для измерения силы
2.2.1 Первый закон Ньютона
Первый закон Ньютона утверждает, что существуют системы отсчета…
Приборы для измерения силы
2.2.2 Второй закон Ньютона
Хотя второй закон Ньютона традиционно записывают в виде: F=ma, сам Ньютон записывал его несколько иначе, используя дифференциальное исчисление…
Развитие взглядов на природу света. Явление интерференции света
КОЛЬЦА НЬЮТОНА
Простая интерференционная картина возникает в тонкой прослойке воздуха между стеклянной пластиной и положенной на неё плоско-выпуклой линзой большого радиуса кривизны…
Развитие оптики
3.2.8 Оптика Ньютона
Еще в 60-е гг. XVII в. Ньютон заинтересовался оптикой и сделал открытие, которое, как казалось сначала, говорило в пользу корпускулярной теории света. Этим открытием было явление дисперсии света и простых цветов…
Расчет установившегося режима работы электрической системы
3.2 Метод Ньютона
Идея метода Ньютона состоит в последовательной замене на каждой итерации системе нелинейных уравнений некоторой линейной системой, решение которой дает значение неизвестных, более близкие к решению нелинейной системы…
Становление взглядов на природу света
1.3 Открытие Планка
В 1900 году Макс Планк высказал идею, которая впоследствии перевернула казавшиеся незыблемыми представления ученых о характере физических законов и открыла новую эру в физике. Вся классическая физика строится…
Физика от Аристотеля до Ньютона
3.3 Эксперимент Исаака Ньютон
В 1672 году Исаак Ньютон проделал простой эксперимент, который описан во всех школьных учебниках. Затворив ставни, он проделал в них небольшое отверстие, сквозь которое проходил солнечный луч.
Законы Ньютона – Стоматология в Химках
По физике законы ньютона
Три закона Ньютона лежат в основе классической физики, хотя за прошедшие годы стало понятно, что они — лишь частный случай теории относительности. В нашей статье разбираем формулы и определения законов Ньютона простыми словами
Вплоть до XVII века мировая наука жила в условиях почти религиозной веры в постулаты, заданные великим философом Аристотелем. Покушение на них воспринималось как ересь и безжалостно наказывалось. Доходило даже до инквизиции. В этих условиях деятельность Галилея, Декарта, Ньютона была не только научным, но и человеческим подвигом. Их открытия сегодня могут быть даже переформулированы, не теряя своего смысла и значения.
Про то, как Ньютон открыл закон всемирного тяготения, знают практически все. Это та самая история про яблоко, которое упало ему на голову. На самом деле, яблоко на голову Ньютона не падало, но все это происходило в осеннем яблоневом саду, где яблоки действительно падали.
А вот как были сформулированы три знаменитых закона Ньютона, ставшие фундаментом классической механики, знают далеко не все. Впервые формулировки этих законов появились в книге Ньютона «Математические начала натуральной философии» (1687 год). Название этого труда достаточно известно именно потому, что в них впервые Ньютон дал определения всех трех законов.
Но перед тем, как формулировки этих законов были напечатаны, много чего произошло. Начиная с Древней Греции, многие мыслители пытались облечь в слова фундаментальные законы движения. Потребовалось несколько веков, чтобы сложились предпосылки для этого. Ближе всего к этому подошел Галилей. Но и ему помешали господствующие в научном сообществе иллюзии. Все были безоговорочно уверены, что небесные тела движутся строго по круговым орбитам, потому что это творение Бога, и это творение должно быть совершенно и безупречно. Пошатнуть эти иллюзии удалось Кеплеру. Но и он в своих размышлениях пошел не туда.
Гениальность Ньютона заключается в том, что, изучая труды своих великих предшественников, он смог разглядеть неочевидные вещи, которые даже нам кажутся парадоксальными. Именно Ньютон выдвинул революционную идею, что если на тело не действуют никакие силы, то тело может двигаться прямолинейно и равномерно. В условиях Земли это невозможно, так как действует сила земного тяготения. А вот вне Земли — это обычное дело.
Долгие годы размышлений, черновых набросков, сомнений, которые он выражал в письмах своим коллегам, завершились блестящими формулировками всех трех законов. И эти законы по праву носят имя Ньютона. О каждом из этих законов можно написать отдельную статью — настолько велико и многогранно их значение.
Первый закон Ньютона еще называют закон инерции. Фактически он был открыт Галилеем, но именно Исаак Ньютон дал точную его формулировку и включил в число основных законов механики.
Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальная точка при отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго. Формулы первый закон Ньютона не имеет.
Действие второго закона Ньютона мы можем часто наблюдать в жизни. Возьмём теннисную ракетку и мяч. Если ударить ракеткой по мячу, то мяч приобретёт ускорение равное отношению равнодействующей всех сил к массе.
В инерциальных системах отсчёта ускорение, приобретаемое материальной точкой, прямо пропорционально вызывающей его силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки.
Третий закон Ньютона объясняет, как, например, двигаются утки. Они находятся во взаимодействии с водой, отталкивая ее назад лапками, а сами благодаря ответному действию двигаются вперед.
Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению.
— В школе изучают четыре закона Ньютона. Первые три являются фундаментом классической динамики. С их помощью можно описать любое движение тела, которое движется со скоростью, значительно меньшей скорости света.
Особняком стоит закон всемирного тяготения. Он лежит в основе классической теории гравитации. Этот закон перекликается со вторым законом, касающемся соотношения между ускорением тела, его массой и действующей на него силой. Но все же это разные законы. Так как второй закон Ньютона более универсален, чем закон всемирного тяготения.
— Эти законы настолько фундаментальны, что увидеть их можно практически всюду. Пуля из ружья летит туда, куда толкают ее пороховые газы. Ракета летит туда, куда толкают ее продукты горения ракетного топлива. Мяч летит туда, куда пинает его футболист. Это примеры действия первого закона Ньютона.
Второй закон связан с ускорением, которое приобретает тело под действием силы, действующей на это тело. Например, болид «Формулы 1» разгоняется намного быстрее, чем простой серийный легковой автомобиль. На них действуют разные по величине силы тяги их двигателей. Мощность двигателя в спортивной машине на порядок выше, чем у обыкновенной.
Третий закон Ньютона устанавливает закон взаимодействия тел. Сила действия равна силе противодействия. Например, если чашка кофе стоит на столе и не проваливается сквозь него на пол, значит, стол оказывает достаточное противодействие силе тяжести, действующей на чашку. В результате эти две силы уравновешивают друг друга, и чашка стоит на столе без какого-либо движения.
Утка находится во взаимодействии с водой, отталкивая ее назад лапками, а сама благодаря ответному действию движется вперед. Фото pixabay. com
Законы Ньютона.
Www. kp. ru
12.01.2019 21:48:25
2019-01-12 21:48:25
Источники:
Https://www. kp. ru/putevoditel/obrazovanie/fizika/zakony-nyutona/
Законы Ньютона для чайников: первый, второй, третий закон кратко с объяснением, формулами » /> » /> .keyword { color: red; }
По физике законы ньютона
Мы уже говорили об основах классической механики. Настала пора поговорить о них подробнее и затронуть в обсуждении чуть больше, чем просто основу. В этой статье мы подробно разберем основные законы классической механики. Как вы уже догадались, речь пойдет о Законах Ньютона.
Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.
Основные законы классической механики Исаак Ньютон (1642-1727) собрал и опубликовал в 1687 году. Три знаменитых закона были включены в труд, который назывался «Математические начала натуральной философии».
Был долго этот мир глубокой тьмой окутан
Да будет свет, и тут явился Ньютон.
(Эпиграмма 18-го века)
Но сатана недолго ждал реванша —
Пришел Эйнштейн, и стало все как раньше.
(Эпиграмма 20-го века)
Что стало, когда пришел Эйнштейн, читайте в отдельном материале про релятивистскую динамику. А мы пока приведем формулировки и примеры решения задач на каждый закон Ньютона.
Первый закон Ньютона
Первый закон Ньютона гласит:
Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, в которых тела движутся равномерно и прямолинейно, если на них не действуют никакие силы или действие других сил скомпенсировано.
Проще говоря, суть первого закона Ньютона можно сформулировать так: если мы на абсолютно ровной дороге толкнем тележку и представим, что можно пренебречь силами трения колес и сопротивления воздуха, то она будет катиться с одинаковой скоростью бесконечно долго.
Инерция – это способность тела сохранять скорость как по направлению, так и по величине, при отсутствии воздействий на тело. Первый закон Ньютона еще называют законом инерции.
До Ньютона закон инерции был сформулирован в менее четкой форме Галилео Галилеем. Инерцию ученый называл «неистребимо запечатленным движением». Закон инерции Галилея гласит: при отсутствии внешних сил тело либо покоится, либо движется равномерно. Огромная заслуга Ньютона в том, что он сумел объединить принцип относительности Галилея, собственные труды и работы других ученых в своих «Математических началах натуральной философии».
Понятно, что таких систем, где тележку толкнули, а она покатилась без действия внешних сил, на самом деле не бывает. На тела всегда действуют силы, причем скомпенсировать действие этих сил полностью практически невозможно.
Например, все на Земле находится в постоянном поле силы тяжести. Когда мы передвигаемся (не важно, ходим пешком, ездим на машине или велосипеде), нам нужно преодолевать множество сил: силу трения качения и силу трения скольжения, силу тяжести, силу Кориолиса.
Второй закон Ньютона
Помните пример про тележку? В этот момент мы приложили к ней Силу! Интуитивно понятно, что тележка покатится и вскоре остановится. Это значит, ее скорость изменится.
В реальном мире скорость тела чаще всего изменяется, а не остается постоянной. Другими словами, тело движется с ускорением. Если скорость нарастает или убывает равномерно, то говорят, что движение равноускоренное.
Если рояль падает с крыши дома вниз, то он движется равноускоренно под действием постоянного ускорения свободного падения G. Причем любой дугой предмет, выброшенный из окна на нашей планете, будет двигаться с тем же ускорением свободного падения.
Второй закон Ньютона устанавливает связь между массой, ускорением и силой, действующей на тело. Приведем формулировку второго закона Ньютона:
Ускорение тела (материальной точки) в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально приложенной к нему силе и обратно пропорционально массе.
Если на тело действует сразу несколько сил, то в данную формулу подставляется равнодействующая всех сил, то есть их векторная сумма.
В такой формулировке второй закон Ньютона применим только для движения со скоростью, много меньшей, чем скорость света.
Существует более универсальная формулировка данного закона, так называемый дифференциальный вид.
В любой бесконечно малый промежуток времени dt сила, действующая на тело, равна производной импульса тела по времени.
Третий закон Ньютона
В чем состоит третий закон Ньютона? Этот закон описывает взаимодействие тел.
3 закон Ньютона говорит нам о том, что на любое действие найдется противодействие. Причем, в прямом смысле:
Два тела воздействуют друг на друга с силами, противоположными по направлению, но равными по модулю.
Формула, выражающая третий закон Ньютона:
Другими словами, третий закон Ньютона — это закон действия и противодействия.
Пример задачи на законы Ньютона
Вот типичная задачка на применение законов Ньютона. В ее решении используются первый и второй законы Ньютона.
Десантник раскрыл парашют и опускается вниз с постоянной скоростью. Какова сила сопротивления воздуха? Масса десантника – 100 килограмм.
Решение:
Движение парашютиста – равномерное и прямолинейное, поэтому, по Первому закону Ньютона, действие сил на него скомпенсировано.
На десантника действуют сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Силы направлены в противоположные стороны.
По второму закону Ньютона, сила тяжести равна ускорению свободного падения, умноженному на массу десантника.
Ответ: Сила сопротивления воздуха равна силе тяжести по модулю и противоположна направлена.
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на Любой вид работы
А вот еще одна физическая задачка на понимание действия третьего закона Ньютона.
Комар ударяется о лобовое стекло автомобиля. Сравните силы, действующие на автомобиль и комара.
Решение:
По третьему закону Ньютона, силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению. Сила, с которой комар действует на автомобиль, равна силе, с которой автомобиль действует на комара.
Другое дело, что действие этих сил на тела сильно отличаются вследствие различия масс и ускорений.
Исаак Ньютон: мифы и факты из жизни
На момент публикации своего основного труда Ньютону было 45 лет. За свою долгую жизнь ученый внес огромный вклад в науку, заложив фундамент современной физики и определив ее развитие на годы вперед.
Он занимался не только механикой, но и оптикой, химией и другими науками, неплохо рисовал и писал стихи. Неудивительно, что личность Ньютона окружена множеством легенд.
Ниже приведены некоторые факты и мифы из жизни И. Ньютона. Сразу уточним, что миф – это не достоверная информация. Однако мы допускаем, что мифы и легенды не появляются сами по себе и что-то из перечисленного вполне может оказаться правдой.
- Факт. Исаак Ньютон был очень скромным и застенчивым человеком. Он увековечил себя благодаря своим открытиям, однако сам никогда не стремился к славе и даже пытался ее избежать. Миф. Существует легенда, согласно которой Ньютона осенило, когда на наго в саду упало яблоко. Это было время чумной эпидемии (1665-1667), и ученый был вынужден покинуть Кембридж, где постоянно трудился. Точно неизвестно, действительно ли падение яблока было таким роковым для науки событием, так как первые упоминания об этом появляются только в биографиях ученого уже после его смерти, а данные разных биографов расходятся.


Дорогие друзья, помните — любую задачу можно решить! Если у вас возникли проблемы с решением задачи по физике, посмотрите на основные физические формулы. Возможно, ответ перед глазами, и его нужно просто рассмотреть. Ну а если времени на самостоятельные занятия совершенно нет, специализированный студенческий сервис всегда к вашим услугам!
В самом конце предлагаем посмотреть видеоурок на тему «Законы Ньютона».
- Контрольная работа от 1 дня / от 120 р. Узнать стоимость Дипломная работа от 7 дней / от 9540 р. Узнать стоимость Курсовая работа 5 дней / от 2160 р. Узнать стоимость Реферат от 1 дня / от 840 р. Узнать стоимость
Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.
Два тела воздействуют друг на друга с силами, противоположными по направлению, но равными по модулю.
Ускорение тела (материальной точки) в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально приложенной к нему силе и обратно пропорционально массе.
Второй закон Ньютона.
Zaochnik. ru
16.01.2018 5:14:18
2018-01-16 05:14:18
Источники:
Https://zaochnik. ru/blog/zakony-nyutona-dlya-chajnikov-obyasnenie-primer/
Силы, законы Ньютона — базовый урок по физике » /> » /> .keyword { color: red; }
По физике законы ньютона
Принципы классической механики формировались в течение длительного времени. Многие века ученые пытались выяснить законы движения материальных тел. И только Ньютон обобщил все накопленные к тому времени знания о движении физических тел. В 1687 г. им была опубликована работа «Математические начала натуральной философии».
В этой работе Ньютон систематизировал все знания о движении и силе, подготовленные до него Галилеем, Гюйгенсом и другими учёными, а также знания, известные ему самому. Ньютон сформулировал 3 основных закона движения тел:
— В отсутствие внешних силовых воздействий тело будет продолжать равномерно двигаться по прямой.
— Ускорение движущегося тела пропорционально сумме приложенных к нему сил и обратно пропорционально его массе.
— Всякому действию сопоставлено равное по силе и обратное по направлению противодействие.
Начать тест |
Это совокупность тела отсчета, связанной с ним системы координат и системы отсчёта времени, по отношению к которым рассматривается движение (или равновесие) каких-либо материальных точек или тел
Это совокупность тела отсчета, и системы отсчёта времени, по отношению к которым рассматривается движение (или равновесие) каких-либо материальных точек или тел
Это совокупность системы координат и системы отсчёта времени, по отношению к которым рассматривается равновесие каких-либо тел
Показать результаты |
Показать результаты |
Показать результаты |
Что такое сила и какие силы бывают?
Из жизненного опыта мы знаем, что тела могут действовать друг на друга: футболист бьет мяч, Земля притягивает Луну, магнит притягивает металлические предметы и т. д. Мерой всех таких взаимодействий является сила.
Сила – это физическая величина, которая показывает как (насколько сильно) и в каком направлении одно тело действует на другое. Сила является векторной величиной, обозначается, как правило, буквой F. Независимо от природы силы, все они подчиняются законам Ньютона.
Все силы можно разделить на два основных типа: силы, действующие при непосредственном соприкосновении (например, сила трения, упругая сила деформации, сила Архимеда), и силы, которые действуют на расстоянии (сила гравитационного притяжения, сила Кулона).
Можно, выбрав определенную пружину, отметить, при каких растяжениях она действует с силой, равной двойной, тройной и т. д. эталонной силе. Проградуированную таким образом пружину называют динамометром
Если на тело действует одновременно несколько сил, то их действие на тело можно заменить действием одной силы — равнодействующей. Равнодействующая сила вычисляется по правилу векторного сложения.
Проверь себя |
Показать результаты |
Вася и Петя тянут телегу в разные стороны с одинаковыми силами, равными 100 Н.
Найти равнодействующую их сил, если углы между каждой из них равны по 60˚
Показать результаты |
Первый закон Ньютона — как движется тело под действием сил?
Например, бросаемый мяч приходит в движение под действием мышц руки. Ловя мяч, мы замедляем и останавливаем его, также действуя на него рукой.
Если же на тело никакие другие тела не действуют, то оно будет либо оставаться в покое относительно Земли, либо двигаться относительно нее равномерно и прямолинейно.
Указанное правило называют законом инерции, а движение при отсутствии действия на тело других тел называют движением по инерции.
Инерция — свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на них других тел. Этот закон, который впоследствии великий математик и физик Исаак Ньютон назвал первым законом движения тел, был впервые сформулирован Галилеем в ходе тщательных опытов по изучению движения тел.
Примеры проявления инерции: пассажиры автобуса движутся по инерции вперед при резком торможении, велосипедист по инерции вылетает вперед, если резко тормозит перед препятствием, спутник на орбите Земли движется по инерции, не расходуя топливо.
В современной физике строгая формулировка первого закона Ньютона звучит так: существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых тело при отсутствии на него внешних воздействий (или при их взаимной компенсации) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Таким образом, первый закон Ньютона постулирует существование инерциальных систем отсчета — систем, для которых выполняется закон инерции.
Проще говоря, суть первого закона можно сформулировать так: если мы на абсолютно ровной дороге толкнем тележку и представим, что можно пренебречь силами трения колес и сопротивления воздуха, то она будет катиться с одинаковой скоростью бесконечно долго.
А вот в неинерциальных системах скорость тела может меняться без силы.
Например: представьте, что вы стоите в центре автобуса, равномерно едущего по ровной дороге. Находясь внутри, вы даже не чувствуете, что автобус едет. В какой-то момент автобус резко тормозит и вас «бросает» вперед, хотя не действует никакая сила. То есть вы начинаете двигаться относительно автобуса без всякой причины. В таком случае автобус — это пример неинерциальной системы отсчета.
Неинерциальные системы отсчета — это системы, которые двигаются с ускорением. В таких системах вводятся так называемые силы инерции, чтобы при расчетах также можно было пользоваться законами Ньютона.
Нашу Землю можно условно отнести к инерциальным системам отсчета, поскольку вращение Земли есть ни что иное, как движение с центростремительным ускорением. Но так как Земля вращается достаточно медленно, то и центростремительное ускорение получается небольшим.
С высокой степенью точности инерциальной является гелиоцентрическая система отсчета (или система Коперника), начало которой помещено в центр Солнца, а оси направлены на далекие звезды. Вообще всякая система отсчета, движущаяся относительно какой-либо инерциальной системы поступательно, равномерно и прямолинейно, также является инерциальной. Например, поезд, идущий с постоянной скоростью по прямому участку пути.
Первый закон постулирует существование инерциальных систем отсчета, но не говорит, какую из множества таких систем предпочтительней выбирать. Однако многочисленные опыты показывают, что все инерциальные системы отсчета являются равноправными.
Когда мы говорим о скорости какого-либо тела, мы обязательно должны указать, относительно какой инерциальной системы отсчета она измерена, так как в разных инерциальных системах эта скорость будет различна, хотя бы на тело и не действовали никакие другие тела. Ускорение же тела будет одним и тем же относительно всех инерциальных систем отсчета.
Силы, законы Ньютона.
Microschool. io
02.08.2019 3:08:43
2019-08-02 03:08:43
Источники:
Https://microschool. io/ru/book/physics/sily-zakony-nyutona
PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook
Содержание
- 1 Учебники
- 2 Механика
- 2.
1 Кинематика
- 2.2 Динамика
- 2.3 Законы сохранения
- 2.4 Статика
- 2.5 Механические колебания и волны
- 2.
- 3 Термодинамика и МКТ
- 3.1 МКТ
- 3.2 Термодинамика
- 4 Электродинамика
- 4.1 Электростатика
- 4.2 Электрический ток
- 4.
3 Магнетизм
- 4.4 Электромагнитные колебания и волны
- 5 Оптика. СТО
- 5.1 Геометрическая оптика
- 5.2 Волновая оптика
- 5.3 Фотометрия
- 5.4 Квантовая оптика
- 5.5 Излучение и спектры
- 5.6 СТО
- 6 Атомная и ядерная
- 6.1 Атомная физика.
Квантовая теория
- 6.2 Ядерная физика
- 6.1 Атомная физика.
- 7 Общие темы
- 8 Новые страницы
Здесь размещена информация по школьной физике:
- материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
- разработки уроков, тем;
- flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
- ссылки на другие сайты
и многое другое.
Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.
Учебники
Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –
Механика
Кинематика
Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве
Динамика
Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил
Законы сохранения
Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии
Статика
Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика
Механические колебания и волны
Механические колебания – Механические волны
Термодинамика и МКТ
МКТ
Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа
Термодинамика
Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение
Электродинамика
Электростатика
Электрическое поле и его параметры – Электроемкость
Электрический ток
Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках
Магнетизм
Магнитное поле – Электромагнитная индукция
Электромагнитные колебания и волны
Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны
Оптика.

Геометрическая оптика
Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы
Волновая оптика
Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света
Фотометрия
Фотометрия
Квантовая оптика
Квантовая оптика
Излучение и спектры
Излучение и спектры
СТО
СТО
Атомная и ядерная
Атомная физика. Квантовая теория
Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома
Ядерная физика
Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы
Общие темы
Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ – Репетитор по физике
Новые страницы
Запрос не дал результатов.
кратко и понятно о формулах и формулировках на конкретных примерах
В школьном курсе физики изучаются три закона Ньютона, являющиеся основой классической механики. Сегодня с ними знаком каждый школьник, но во времена великого ученого подобные открытия считались революционными. Законы Ньютона, кратко и понятно будут описаны ниже, они помогают не только понять основу механики и взаимодействия объектов, но и помогают записать данные в качестве уравнения.
Оглавление
- Вводная информация
- Первый закон
- Второй закон
- Полезное видео: первый и второй законы Ньютона
- Третий закон
- Полезное видео: 3 закона Ньютона на примере велосипеда
- Вывод
Вводная информация
Впервые три закона Иссак Ньютон описал в труде «Математические начала натуральной философии» (1867 год), в котором были подробно изложены не только собственные выводы ученого, но все знания по этой теме открытые другими философами и математиками. Таким образом, труд стал фундаментальным в истории механики, а позднее и физики. В нем рассмотрены перемещение и взаимодействие массивных тел.
Интересно знать! Исаак Ньютон был не только талантливым физиком, математиком и астрономом, но и считался гением в механике.
Занимал должность президента королевского общества Лондона.
Каждое утверждение освещает одну из сфер взаимодействия и перемещения предметов в природе, правда обращение к ним было несколько упразднено Ньютоном, и они были приняты как точки без определенного размера (математические).
Именно это упрощение позволило проигнорировать естественные физические явления: воздушное сопротивление, трение, температуру или другие физические показатели объекта.
Полученные данные могли быть описаны только по времени, массе или длине. Именно из-за этого формулировки Ньютона обеспечивают лишь подходящие, но приближенные значения, которые нельзя использовать для описания точной реакции крупных или изменяемых по форме объектов.
Перемещение массивных предметов, которые участвуют в определениях, принято исчислять в инерциальной системе отсчета, представленной в виде системы координат из трех измерений, и при этом она не увеличивает свою скорость и не оборачивается вокруг своей оси.
Ее часто называют системой отсчета Ньютона, но при этом ученый никогда не создавал и не использовал подобной системы, а использовал нерациональную. Именно в этой системе тела могут двигаться так, как описывает это Ньютон.
Первый закон
Называется законом инерции. Не существует его практической формулы, зато есть несколько формулировок. В учебниках по физике предлагается следующая формулировка первого закона Ньютона: есть инерциальные системы отсчета, в отношении которых объект, если он свободен от воздействия любых сил (или же они моментально компенсируется), находиться в полном покое или же двигается по прямой и с одинаковой скоростью. Что означает данное определение и как его понять?
Простыми словами первый закон Ньютона объясняется так: любое тело, если его не трогать и никоим образом не воздействовать на него, будет оставаться постоянно в состоянии покоя, то есть бесконечно стоять на месте. То же самое происходит и при его движении: оно будет равномерно двигаться по заданной траектории бесконечно, пока на него не воздействует что-либо.
Подобное утверждение озвучивал Галилео Галилей, но не смог уточнить и точно описать это явление. В этой формулировке важно правильно понять, что такое инерциальные системы отсчета. Если сказать совсем простыми словами, то это система, в которой выполняется действие данного определения.
Это интересно! Изучаем термины: энтропия – что же это такое простыми словами
Первый закон Ньютона
В мире можно увидеть огромное множество подобных систем, если понаблюдать за движением:
- поезда на заданном участке с одинаковой скоростью;
- Луны вокруг Земли;
- колеса обозрения в парке.
Это интересно! Как правильно перевести МПА атмосферы
В качестве примера рассмотрим некоего парашютиста, который уже раскрыл парашют и движется прямолинейно и при этом равномерно по отношению к поверхности Земли. Движение человека не прекратиться до тех пор, пока земное притяжение будет компенсироваться движением и сопротивлением воздуха. Как только это сопротивление уменьшится, то притяжение увеличится, что приведет к изменению скорости парашютиста – его движение станет прямолинейным и равноускоренным.
Именно в отношении этой формулировки существует яблочная легенда: Исаак отдыхал в саду под яблоней и размышлял о физических явлениях, когда с дерева сорвалось спелое яблоко и упало в траву. Именно ровное падение заставило ученого изучить этот вопрос и выдать в итоге научное объяснение движению предмета в некой системе отсчета.
Интересно знать! Помимо трех явлений в механике, Исаак Ньютон также объяснил движение Луны как спутника Земли, создал корпускулярную теорию света и разложил радугу на 7 цветов.
Второй закон
Данное научное обоснование касается не просто движения предметов в пространстве, а взаимодействия их с другими объектами и результатов этого процесса.
Закон гласит: увеличение скорости объекта с некоторой постоянной массой в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально силе воздействия и обратно пропорционально постоянной массе движущегося предмета.
Проще говоря, если существует некое движущиеся тело, масса которого не изменяется, и на него вдруг начнет воздействовать посторонняя сила, то оно начнет ускоряться. А вот скорость ускорения будет прямо зависеть от воздействия и обратно пропорционально зависеть от массы движущегося предмета.
Для примера можно рассмотреть снеговой шар, который катиться с горы. Если шар толкать по ходу движения, то ускорения шара будет зависеть от мощности воздействия: чем она больше, тем больше ускорение. Но, чем больше масса данного шара, тем меньше будет ускорение. Данное явление описывается формулой, в которой учитывается ускорение, или «a», равнодействующая масса всех воздействующих сил, или «F», а также масса самого предмета, или «m»:
а = F/m
Следует уточнить, что данная формула может существовать только в том случае, если равнодействующая всех сил не меньше и не равна нулю. Применяется закон только относительно тел, которые двигаются со скоростью меньше световой.
Это интересно! Квантовые постулаты Нильса Бора: кратко об основных положениях
Полезное видео: первый и второй законы Ньютона
youtube.com/embed/t6BtHcBmjz0″ frameborder=”0″ allowfullscreen=”allowfullscreen”>Третий закон
Многие слышали выражение: «На каждое действие есть свое противодействие». Его часто используют не только в общеобразовательных целях, но и воспитательных, объясняя, что на каждую силу найдется большая.
Эта формулировка пошла от очередного научного утверждения Исаака Ньютона, а точнее его третьего закона, который объясняет взаимодействие различных сил в природе относительно какого-либо тела.
Третий закон Ньютона определение имеет такое: предметы оказывают воздействие друг на друга с силами одинаковой природы (соединяющей массы предметов и направлены вдоль прямой), которые равны по своим модулям и при этом направлены в разные стороны. Данная формулировка звучит достаточно сложно, но простыми словами объяснить закон легко: каждая сила имеет свое противодействие или равную силу, направленную в обратную сторону.
Гораздо проще будет понять смысл закона, если в качестве примера взять пушку, из которой стреляют ядрами. Пушка воздействует на снаряд с той же силой, с которой снаряд воздействует на пушку. Подтверждением этого будет небольшое движение пушки назад во время выстрела, что подтвердит воздействие ядра на орудие. Если взять как пример тоже самое яблоко, которое падает на землю, то станет понятно, что яблоко и земля воздействуют друг на друга с равной силой.
Это интересно! В чем заключается принцип теории Гюйгенса Френеля
Закон имеет также математическое определение, в котором используется сила первого тела (F1) и второго (F2):
F1 = -F2
Знак минуса сообщает о том, что векторы сил двух разных тел направлены в противоположные стороны. При этом важно помнить, что данные силы не компенсируют друг друга, поскольку направлены относительно двух тел, а не одного.
Полезное видео: 3 закона Ньютона на примере велосипеда
Вывод
Данные законы Ньютона кратко и четко необходимо знать каждому взрослому человеку, поскольку они являются основой механики и действуют в повседневной жизни, несмотря на то, что не при всех условиях данные закономерности соблюдаются. Они стали аксиомами в классической механике, и на основе их были созданы уравнения движения и энергии (сохранение импульса и сохранение механической энергии).
Сэр Исаак Ньютон открыл законы движения
Исследовал Томас Де Мишель
Опубликовано — 10 апреля 2016 г.
Последнее обновление — 14 января 2019 г.
Открыл ли Ньютон законы движения?
Можно сказать, что сэр Исаак Ньютон открыл законы движения, но точнее он усовершенствовал работы Аристотеля, Галилея, Декарта и других.
СОВЕТ : Законы движения Ньютона — это три физических закона, которые вместе составляют основу классической механики (в отличие от квантовой механики). Прежде чем Ньютон попал в точку, многие другие, от греков до Кеплера, представили свои теории.
От греков до Ньютона: как были открыты законы движения
В науке большинство открытий делается с течением времени, опираясь на работы других (иначе говоря, стоя на плече гигантов). Законы движения сэра Исаака Ньютона были в значительной степени вдохновлены законами движения Рене Декарта, изложенными в его принципах философии . Законы движения Галилея вдохновили и Декарта, и Ньютона. В то время как Аристотель и его законы движения и физики вдохновляли ВСЕХ (включая всех великих и влиятельных мыслителей, которых мы не упомянули). [1] .
Воистину, несмотря на индивидуальное величие, наука — это коллективное усилие, и было бы заблуждением делать вид, что это не так, и интересно посмотреть, что это означает в разных случаях.
Общие знания имели первостепенное значение, особенно в период научной революции. Поскольку печатный станок появился совсем недавно, наши предки читали труды всех великих мыслителей. Каждый эрудит основывался на работе тех, кто был до него, в постоянном стремлении к просветлению и, в данном случае, к пониманию основ физики, включая законы движения и гравитации.
Хотя Ньютон первым представил законы движения с точными математическими доказательствами, он не один «открыл законы движения». Ньютон «стоял на плечах гигантов» (в частности, Аристотеля, Галилея, Декарта), создавая фундамент классической физики. Позже, когда Альберт Эйнштейн «открыл» специальную и общую теорию относительности, он тоже опирался на работу других. Среди них был Ньютон, который точно предсказал местную гравитацию Земли, но не точные правила, управляющие силой гравитации.
Называем ли мы это вдохновением или заимствованием, мы можем заключить, что это малый мир, особенно если принять во внимание великие умы в Европе после появления печатного станка и телескопа , которые привели к научной революции. Ниже мы объясняем детали и, что особенно важно, законы движения, представленные Аристотелем, Галилеем, Декартом и Ньютоном.
- Законы движения Аристотеля
- Диалог Галилео Галилея о двух главных мировых системах – (читать онлайн) (купить сейчас).
- « Принципы философии » Рене Декарта — (читать онлайн) (купить сейчас).
- Сэр Исаак Ньютон. Principia: The Mathematical Principles of Natural Philosophy — (читать онлайн) (купить сейчас).
«Если я видел дальше [чем другие], то это потому, что я стоял на плечах гигантов».
— Сэр Исаак Ньютон.
Это видео поможет вам понять научную революцию, период, в котором действовали Галилей, Декарт и Ньютон.
СОВЕТ : Нет новых идей, есть только лучшие. Ньютон — один из величайших мыслителей всех времен, но было бы ошибкой приписывать всю нашу физику Ньютону и Эйнштейну. См. теорию одинокого волка.
СОВЕТ : У Ньютона увлекательная история, выходящая далеко за рамки физики. В конце своей жизни он провел 30 лет, работая на королевском монетном дворе, занимаясь экономикой: он изобрел исчисление и многое другое. Узнайте о последних годах жизни Ньютона.
ФАКТ : Дэвид Юм почти сломал науку своей «Вилкой Юма», к счастью, Кант обосновал рационализм, на котором построена наука Ньютона, добавив при этом необходимый скептицизм и эмпиризм Юма. Сегодня этот ход мыслей превратился в то, что мы называем научным методом.
Откуда взялись законы движения Ньютона?
Нам нравится приписывать Эйнштейну теорию относительности (с которой тесно связаны законы движения и классическая физика Ньютона), но эта концепция восходит к Аристотелю в древности и Галилео Галилею в наше время.
Законы движения Аристотеля
Можно спорить законы движения, вообще говоря, восходят к Аристотелю или ранее. Аристотель первым определил некоторые физические понятия, связанные с движением, но поскольку между Аристотелем и Галилеем существует большой разрыв (по сравнению с Галилеем, Декартом и Ньютоном, жившими в одном веке), мы не будем слишком углубляться в эти понятия. Аристотель здесь. Просто знайте, что Галилей, Декарт, Ньютон и другие черпали вдохновение у греков во время научной революции (и делают это до сих пор). См. «Законы движения Аристотеля» и см. «Физика Аристотеля против физики Галилея».
Законы движения Галилея
Галилей с телескопом в руке (образно) ясно определяет относительное движение в 1632 году в своем Диалоге о двух главных мировых системах (читать онлайн). Подводя итог, концепции, представленные в книге: [2] [3]
Галилей, опираясь на более ранние идеи, говорит, что законы движения одинаковы во всех инерциальных системах отсчета (системах, подобных Земле), что « движущиеся объекты имеют тенденцию оставаться в движении, если они не встречают сопротивление, известное как инерция» (первый закон Ньютона), и это движение относительно. Эти концепции позднее переняли Декарт, Ньютон и Эйнштейн. [4]
Физика Сила и законы движения часть 2 (закон Аристотеля и Галилея) CBSE класс 9 IX.
Сравнение законов движения Декарта с законами движения Ньютона
Примерно десять лет спустя, в 1644 году, Рене Декарт конкретизировал все. Он сказал, что «в отсутствие внешних сил движение объекта будет равномерным и прямолинейным» (Первый закон Ньютона) и версия «для каждой силы существует равная и противоположная сила» (третий закон Ньютона). .
Законы движения Декарта изложены в Части 2: Принципы материальных вещей, к счастью, Декарт упрощает их, пронумеровав все. Вы ищете, начиная со страницы 28 (этой версии) №23–40 (или до конца главы).
Ньютон позаимствовал у Декарта много идей, в том числе его законы движения.
Законы движения Декарта
[5]- Закон 1. Каждая вещь, поскольку она проста и неделима, всегда остается в одном и том же состоянии, насколько это возможно, и никогда не изменяется, кроме как следствие внешних причин… Отсюда следует вывод, что то, что находится в движении, всегда, насколько это возможно, продолжает двигаться. ( Принципы Часть II, ст. 37)
- Закон 2. Каждый кусок материи, рассматриваемый сам по себе, всегда стремится продолжать движение, но не по какой-либо наклонной траектории, а только по прямой линии. ( Принципы Часть II, статья 39)
- Закон 3. Когда движущееся тело сталкивается с другим телом, если его способность продолжать двигаться по прямой меньше, чем сопротивление другого тела, оно отклоняется так, что при сохранении количества движения направление измененный; но если его способность продолжаться больше, чем сопротивление другого тела, то оно увлекает за собой это тело и теряет количество движения, равное тому, которое оно сообщает другому телу.
( Принципы Часть II, ст. 40)
Учитывая, что никто из вышеупомянутых не писал своих работ на английском языке, законы Ньютона можно перевести как [6] [7]
Законы движения Ньютона
[8]- 1 Закон I 1. 9030 1 продолжает находиться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, если только оно не вынуждено изменить это состояние под действием приложенных к нему сил.
- Закон II. Изменение движения пропорционально приложенной движущей силе и производится в направлении правой линии, по которой прикладывается эта сила. (F=ма)
- Закон III. Каждому действию всегда противостоит равное противодействие; или взаимные действия двух тел друг на друга всегда равны и направлены в противоположные стороны.
СОВЕТ : Обратите внимание, что в #17 Декарт говорит, что пустого пространства не существует. Это одна из многих вещей, которые Декарт делает правильно в этой главе, которая намного опережает свое время; конечно, Аристотель говорил почти то же самое почти 2000 лет назад. Декарт резюмировал все предшествующие знания в своем удачно названном Принципы философии . Книга должна была заменить греческие тексты.
Это короткое Как Ньютон вычислил гравитацию? Relativity 13
Видео ниже объясняет математическую связь между Декартом и Ньютоном, аналитическая геометрия Декарта и исчисление Ньютона так же связаны, как физика Декарта и физика Ньютона.
Этот короткий урок Чему Ньютон научился у Декарта и Уоллиса?
СОВЕТ : Когда два человека обнаруживают что-то примерно в одно и то же время, это называется «множественным открытием». Именно это произошло, когда Ньютон и Готфрид Лейбниц изобрели исчисление бесконечно малых примерно в одно и то же время. Это отличается от того, что Эйнштейн и Ньютон сделали с физикой. Они основывались на старых теориях, а затем совершали новые прорывы. Хотя отчасти это вопрос семантики, после прочтения законов физики Аристотеля, Галилея и Десекрата разница становится очевидной.
Понимание Аристотеля, Галилея, Декарта и Ньютона
Сказать, что Декарт не был математиком, значит пренебречь Геометрией, изобретением аналитической геометрии и декартовой системы координат, так что это не работает. То же самое и с Галилеем; у него определенно была хватка, но, по правде говоря, основные игроки того периода, как правило, сосредотачивались на общих знаниях и писали великие работы по математике, астрономии, физике, философии и экономике. То же самое относится и к Аристотелю, чьи работы составляют книгу практически по каждому академическому предмету.
Ньютон — то же самое, но Принципы Ньютона: математические принципы натурфилософии — это, в частности, головокружительный математический том, который включает в себя изобретение исчисления наряду с современной физикой.
Принципы философии — это сравнительно легко читаемая книга, которая больше сосредоточена на философии и метафизике, в то время как работа Галилея, возможно, менее метафизична, но и менее математическа, и, как уже упоминалось, Аристотеля тоже.
Конечно, и отчасти потому, что он приходит позже, кому-то больше всего повезет построить мост с Ньютоном, и, по признанию Ньютона, он видит дальше всех, поскольку, придя позже, он может «стоять на плече гигантов».
Эта история призвана проиллюстрировать коллективную природу мудрости; потрясающее влияние печатного станка и университета на научную революцию; важность изучения классики и общих знаний; и, в конечном счете, важность великих мыслителей, которые внесли свой вклад в «классическую механику», математику, физику и знания в целом.
Этот короткометражный научно-документальный фильм Тайная жизнь Исаака Ньютона
Некоторые предполагают, что Ньютон создал свои собственные законы движения, но на самом деле наука работает иначе. Ньютон заимствует концепцию исчисления и законы движения, но совершенствует их таким образом, что «Законы Ньютона» (даже сегодня) заключают в себе законы физики из инерциальной системы отсчета.
Как и в случае с Эйнштейном и теорией относительности, в законах движения есть нечто большее, чем просто Ньютон. Тем не менее, помня об этих фактах, Ньютон усовершенствовал законы движения и не был недооценен.
Мы можем с уверенностью сказать Сэр Исаак Ньютон открыл законы движения, но мы должны быть уверены, что рассказываем всю историю. Если мы забудем великих, нам будет намного труднее стоять на плече гигантов, поскольку мы не знаем всей истории.
” Сэр Исаак Ньютон открыл законы движения » помечен: Альберт Эйнштейн, Коллективный разум, Отцы или матери поля, Галилео Галилей, Исаак Ньютон, Платон. Аристотель. и другие греческие философы, Рене Декарт, Чувства, Вселенная, Теоретическая физика, Теории
Кто открыл Первый закон Ньютона Объяснено в блоге FAQ
Последнее обновление: 30 мая 2022 г.
Это вопрос, который время от времени задают наши эксперты. Теперь у нас есть полное подробное объяснение и ответ для всех, кто интересно!
Автор вопроса: Джамаал Мюллер
Оценка: 4,3/5 (57 голосов)
Законы движения Ньютона, три утверждения, описывающие отношения между силами, действующими на тело, и движением тела, впервые сформулированные английским физиком и математиком Исааком Ньютоном , которые являются основой классической механики.
Как был открыт первый закон Ньютона?
В аристотелевской механике и в обычном опыте объекты, которые не толкают, имеют тенденцию останавливаться. Закон инерции был выведен Галилеем из его экспериментов с шарами, катящимися по наклонным плоскостям.
Кто когда открыл закон движения?
Ньютон разработал свои законы движения в 1666 году, когда ему было всего 23 года. В 1687 году он представил эти законы в своем основополагающем труде «Principia Mathematica Philosophiae Naturalis», в котором он объяснил, как внешние силы влияют на движение объектов.
Кто открыл первый закон движения Ньютона викторина?
Единственным открытием сэра Исаака Ньютона были три закона движения. 2. Согласно первому закону, неподвижный объект останется таким, если на него не воздействует внешняя сила. Вы только что изучили 13 терминов!
Что такое закон инерции Галилея?
Закон инерции Галилея утверждает, что; , если на объект не действует результирующая сила, объект остается в том же состоянии движения . Это переформулировка первого закона движения Ньютона. Первый закон движения также известен как закон инерции Галилея.
Первый закон движения Ньютона | Силы и движение | Физика | Не запоминай
Найдено 37 связанных вопросов
Почему первый закон Ньютона называется инерцией?
Первый закон движения Ньютона гласит , что тело в состоянии покоя остается в покое , или, если оно находится в движении, остается в движении с постоянной скоростью, если на него не действует чистая внешняя сила. Это также известно как закон инерции. Инерция — это тенденция объекта оставаться в покое или оставаться в движении.
Почему первый закон Ньютона называется законом инерции Галилея?
Тело не изменит своего состояния покоя или состояния движения, если мы не приложим к нему внешнюю силу . Это закон инерции Галилея. Итак, мы можем сказать, что первый закон движения Ньютона также называют законом инерции Галилея.
Кто открыл гравитацию?
Физически Сэр Исаак Ньютон не был крупным человеком. Однако у него был большой интеллект, о чем свидетельствуют его открытия в области гравитации, света, движения, математики и многого другого. Легенда гласит, что Исаак Ньютон придумал теорию гравитации в 1665 или 1666 году, увидев падение яблока.
Что означает М во втором законе Ньютона?
Эта ситуация описывается вторым законом движения Ньютона. Согласно НАСА, этот закон гласит: «Сила равна изменению импульса за изменение во времени. Для постоянной массы сила равна массе, умноженной на ускорение». Это записывается в математической форме как F = ma. F — сила, м — масса , а — ускорение.
Как автомобили с бамперами являются примером третьего закона Ньютона?
Например, представьте, что вы ведете автомобиль с бампером и собираетесь столкнуть друга в другой машине, как показано на рис. 14. Когда две машины сталкиваются, ваша машина толкает другую машину. По третьему закону Ньютона эта машина давит на вашу машину с такой же силой, но в противоположном направлении . Эта сила заставляет вас замедляться.
Что утверждает первый закон Ньютона?
Первый закон Ньютона: закон инерции
Первый закон Ньютона утверждает, что если тело находится в состоянии покоя или движется с постоянной скоростью по прямой линии, оно останется в покое или продолжит двигаться по прямой линии с постоянной скоростью если на него не действует сила . … Этот постулат известен как закон инерции.
Какие 5 законов физики?
Важные законы физики
- Закон Авагадро.
В 1811 году его открыл итальянский ученый Анедеос Авагадро. …
- Закон Ома. …
- Законы Ньютона (1642-1727) …
- Закон Кулона (1738-1806) …
- Закон Стефана (1835-1883) …
- Закон Паскаля (1623-1662) …
- Закон Гука (1635-1703) …
- Принцип Бернулли.
Что такое формула третьего закона Ньютона?
Третий закон гласит, что все силы между двумя объектами существуют с одинаковой величиной и противоположным направлением: если один объект А действует с силой F A на второй объект B, то B одновременно действует с силой F B на A, и две силы равны по величине и противоположны по направлению: F A = -F B . Третий закон означает, что все …
Что вдохновило Ньютона на первый закон?
Ньютон также находился под влиянием Декарта . Говорят, что он принял форму своего закона из первого закона природы Декарта: … Ньютон был одновременно вдохновлен и раздражен писанием Декарта и, как утверждается, включением им слова Principia в название его текстов. было насмешкой над использованием этого термина Декартом.
Что является примером первого закона Ньютона в повседневной жизни?
Книга, лежащая на столе, остается в покое, пока на нее не действует результирующая сила . Движущийся объект не перестает двигаться сам по себе. Шарик, катящийся по шероховатой поверхности или земле, останавливается раньше, чем по гладкой поверхности, потому что шероховатые поверхности создают большее трение, чем гладкие поверхности.
Кто открыл силу?
Концепция силы обычно объясняется в терминах трех законов движения Исаака Ньютона, изложенных в его Principia Mathematica (1687). Согласно первому принципу Ньютона, тело, находящееся в состоянии покоя или движущееся равномерно и прямолинейно, будет оставаться в этом состоянии до тех пор, пока к нему не будет приложена какая-либо сила.
Как называется второй закон Ньютона?
Чтобы понять это, мы должны использовать второй закон Ньютона – закон ускорения (ускорение = сила/масса). Второй закон Ньютона гласит, что ускорение объекта прямо пропорционально чистой силе и обратно пропорционально его массе. Ускорение объекта зависит от двух вещей: силы и массы.
Какая связь между силой и массой?
A: Сила равна массе, умноженной на ускорение, или F= m x a . Это означает, что объект с большей массой нуждается в большей силе, чтобы двигаться с тем же ускорением, что и объект с небольшой массой.
Как Эйнштейн доказал теорию относительности?
Эйнштейн предположил, что эту теорию можно доказать тремя способами. Один был наблюдением за звездами во время полного солнечного затмения . Солнце — ближайшее к нам сильное гравитационное поле. Если бы теория Эйнштейна была верна, свет, идущий от звезды через пространство и проходящий через солнечное поле, был бы искривлен.
Как создается гравитация?
Ответ: гравитация: невидимая сила, притягивающая объекты друг к другу. … Итак, чем ближе объекты друг к другу, тем сильнее их гравитационное притяжение. Гравитация Земли исходит из всей ее массы . Вся его масса создает комбинированное гравитационное притяжение всей массы вашего тела.
5 интересных фактов о гравитации?
Шесть веских фактов о гравитации
- Гравитация — самая слабая из известных нам сил. …
- Гравитация и вес не одно и то же. …
- Гравитация создает волны, движущиеся со скоростью света. …
- Объяснение микроскопического поведения гравитации поставило исследователей в тупик. …
- Гравитация может переноситься безмассовыми частицами, называемыми гравитонами.
Что такое закон инерции и примеры?
Закон инерции
Объекты хотят оставаться в покое или в движении, если внешняя сила не вызывает изменения. Например, если вы катите мяч, он будет продолжать катиться, пока трение или что-то еще не остановит его силой . Вы также можете подумать о том, как ваше тело продолжает двигаться вперед, когда вы нажимаете на тормоз на своем велосипеде.
Что называется первым законом движения?
Свойство тела оставаться в покое или двигаться с постоянной скоростью называется инерцией. Первый закон Ньютона часто называют законом инерции .
Что такое единица силы в системе СИ?
Единицей силы в системе СИ является ньютон , обозначение N. Базовыми единицами силы являются: Метр, единица длины — обозначение m. Килограмм, единица массы — условное обозначение кг.
ньютоновская механика – Чем первый закон движения Ньютона отличается от закона инерции Галилея? Если они одинаковы, то почему первый закон назван в честь Ньютона?
Спросил
Изменено 1 год, 1 месяц назад
Просмотрено 4k раз
$\begingroup$
Закон инерции Галилея (по крайней мере то, что я узнал) равен
“Тело, движущееся с постоянной скоростью, будет продолжать двигаться по этой траектории в отсутствие внешних сил”.
А первый закон Ньютона гласит
«Тело, движущееся с постоянной скоростью, будет продолжать двигаться с той же скоростью при условии, что результирующая сила, действующая на тело, равна 0,9.0004
Чем отличаются эти два закона? Оба закона говорят нам, что тело в равномерном движении будет продолжать двигаться в равномерном движении до тех пор, пока результирующая сила, действующая на тело, не станет равной 0. выше закона? Мы называем этот закон «первым законом движения Ньютона», хотя на самом деле Галилей открыл вышеуказанный закон посредством своих экспериментов с наклонными плоскостями.
- ньютоновская механика
- инерциальная система отсчета
- история
- инерция
- галилеевская теория относительности
$\endgroup$
3
$\begingroup$
Это не редкость в мире физики. Различные ученые могут открыть определенные части теории, а какой-то другой ученый может прийти позже и быть в состоянии включить все ранее известные фрагменты знаний в более полную, законченную теорию.
Даже в случае теории относительности многие ее части были открыты другими учеными/математиками до Эйнштейна. Но Эйнштейн был первым, кто взял все это, добавил свое понимание и объединил все это в цельную, непротиворечивую, законченную теорию, которая давала гораздо лучшее объяснение, чем любая предшествовавшая ему теория.
В случае с Ньютоном также, хотя закон инерции Галилея предшествовал Ньютону, Ньютон был первым, кто объединил его со 2-м и 3-м законами Ньютона, в сочетании с его блестящими работами в области исчисления и смог разработать полную теорию механики, которая была лучше, чем любая другая теория до того времени.
Что бы это ни стоило, я видел много книг по физике, где в главах, посвященных законам Ньютона, упоминается тот факт, что Галилей придумал свой закон инерции за много лет до Ньютона.
$\endgroup$
3
$\begingroup$
Я полагаю, что Галилей не утверждал ясно, что естественное движение тела всегда будет прямолинейным. В некоторых обстоятельствах (например, для объекта, брошенного горизонтально и с правильной скоростью) естественное движение будет с постоянной скоростью по кругу вокруг Земли. [Во второй день Диалога о двух Основных Мировых Системах он говорит о том, что «корабль, движущийся по спокойному морю», является «одним из тех движимых объектов, которые курсируют по поверхности, которая не наклонена ни вверх, ни вниз, и если все если бы внешние и случайные препятствия были устранены, они были бы расположены к непрерывному и равномерному движению от однажды полученного импульса». Ранее он заявил, что для того, чтобы поверхность была ни вверх, ни вниз, «все части должны быть одинаково удалены от центра ». (Перевод Стилмана Дрейка; мой курсив).]
Декарт, однако, утверждал до Ньютона, что естественное движение тела было прямолинейным с постоянной скоростью.
Помните, что Полное понятие о силе, и о силе тяготения в частности, появилось позже – во многом благодаря Ньютону, поэтому ни Галилей, ни Декарт не могли включить общую оговорку о силах, типа «при отсутствии внешних сил». $\endgroup$
$\begingroup$
Они одинаковые. Что касается того, почему мы знаем его по имени Ньютона сегодня, это вопрос, который больше подходит для обмена стеками истории науки и математики.
На самом деле мне не нравится вторая приведенная формулировка. Я думаю, что оригинал (перевод) лучше
Всякое тело сохраняется в своем состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, если оно не вынуждено изменить это состояние под действием приложенных к нему сил.
Я предпочитаю что-то более близкое к оригиналу Ньютона, потому что кажется запутанным вводить понятие результирующих сил в первом законе, когда они не будут определены до второго закона.
$\endgroup$
$\begingroup$
В интересах мотивации этого соглашения, а не просто обдумывания его истории (мы еще не на hsm.se):
Вы можете назвать это законом инерции Галилея, если хотите, но имеет смысл называть коллекцию законов Ньютона, точно так же, как закон Гаусса (и его магнитный аналог), закон Ампера и закон Фарадея являются соответственно уравнениями Максвелла. В обоих случаях осознание математических последствий сбора того, что ранее было случайными наблюдениями, — это то, что заслуживает номинального признания.
При этом уравнения Максвелла не нумеруются. (Это не только неудивительно, но и полезно: он думал о наборе как о восьми уравнениях, сегодня их обычно преподают как четыре или релятивистски два, из которых только одно не является тавтологическим, если мы не включаем магнитные монополи.) Законы Ньютона в этом отношении более аналогичны законам Кеплера, которые, вероятно, имеют какое-то историческое объяснение, выходящее за рамки настоящего исследования. Поскольку нумерация отражает хронологию, предыдущая работа Галилея может объяснить, почему «первые два» закона разделены, но это всего лишь предположение с моей стороны. Однако когда вы изучаете общую теорию относительности, вы сразу же становитесь благодарны Ньютону за то, что он выделил частный случай $\vec{F}=\vec{0}$.
$\endgroup$
Твой ответ
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
Открытие гравитации и законов движения Исааком Ньютоном
Роберт М. Хейзен, доктор философии, Университет Джорджа Мейсона
Исаак Ньютон совершил концептуальный прорыв, распознав два разных вида движения — равномерное и ускоряющееся. Он определил силу как любое явление, которое заставляет объект ускоряться, и применил это определение к своим собственным исследованиям гравитации, описав ее как силу притяжения, которая существует между любыми двумя массами в любой точке Вселенной.
Исаак Ньютон открыл, что гравитация является универсальной силой. (Изображение: Лия Колтырина/Shutterstock)Три закона движения Ньютона
Исаак Ньютон анализ силы гравитации основывался на его понимании связи между движением и силой. Согласно этому пониманию, Ньютон предложил три закона движения:
Равномерное движение, которое представляет собой объект, движущийся с постоянной скоростью в постоянном направлении, или, например, объект, покоящийся на столе. Этот закон гласит, что ничто не происходит без силы, и объект остается в равномерном движении, если на него не действует сила.
Движение с ускорением, которое представляет собой любое изменение либо скорости объекта, либо направления его движения. Например, круговое движение (неравномерное движение) с постоянной скоростью является ускорением. Этот закон выражает всю идею в количественном выражении, он говорит, что сила равна массе, умноженной на ускорение, и в это уравнение можно подставить числа.
Третий закон представляет идею о том, что силы действуют парами. Одновременно действуют равные и противоположные силы. Когда вы нажимаете на объект, он одновременно давит на вас с той же силой.
Это стенограмма из серии видео Радость науки . Смотрите прямо сейчас на Wondrium.
В 1665–1666 годах Англию поразила бубонная чума, и именно в этот период Ньютон уехал на свою семейную ферму из-за закрытия Кембриджского университета.
На ферме у него было полтора года, чтобы подумать и обдумать то, что он узнал о законах Кеплера, идеях Галилея и других концепциях, которые он изучал, будучи студентом Кембриджа. В эти годы он совершил замечательное открытие, выведя математическое описание универсальной силы тяготения.
Для современников Ньютона гравитация была земной силой; он был ограничен объектами вблизи поверхности Земли. Что Ньютон открыл в семейном яблоневом саду, так это то, что гравитация — это универсальная сила. Он простирается до планет, до Луны, до звезд и дальше. Молодой ученый поднял голову и увидел, что на дереве созревает яблоко, а над ним он увидел Луну, вращающуюся по своей орбите. Величайшим достижением Ньютона стало понимание того, что на оба эти объекта действует единственная сила.
Узнайте больше о природе энергии.
Почему Луна не падает!?
Все открытие было «связано с падением яблока». Молодой Исаак сидел в саду, размышляя о Вселенной и о том, как она устроена, и размышляя о разнице между яблоком и Луной. Яблоко падает, а Луна нет. Он пытался раскрыть тайну этого вопроса и, наконец, нашел ответ.
Вот суть идеи Ньютона. Когда яблоко отрывается, оно падает на Землю прямо вниз. Но если кто-то поднимет это яблоко и бросит его в сторону с определенной горизонтальной скоростью, как говорит Галилей, яблоко пойдет по параболе. Чем сильнее брошено яблоко, тем большее горизонтальное расстояние оно преодолевает и тем дальше оно летит.
Ньютон понял, что если бросить яблоко достаточно сильно, оно отправится на орбиту. Он будет непрерывно падать, но при падении будет двигаться горизонтально и будет продолжать вращаться вокруг Земли. Это то, что делает Луна, она вращается вокруг Земли, постоянно падает, но имеет достаточную горизонтальную скорость, чтобы удерживать ее на орбите. То же самое происходит с любой планетой, с любой луной, со всем, что вращается вокруг Солнца, со всем, что вращается вокруг Земли.
Узнайте больше о всемирном тяготении.
Математическое уравнение гравитации
Ньютоновская концепция качественной и количественной гравитации проста. Он вывел математическое уравнение для объяснения этой силы. Он описал силу в терминах четырех измеримых величин. Первый – это масса объекта. Вторая переменная — это масса второго объекта. Третья переменная — это расстояние между этими двумя объектами.
И, наконец, сила — возникающая сила гравитации. И это уравнение, которое придумал Ньютон. Он сказал: сила равна постоянной — гравитационная постоянная с большой буквы — умноженная на первую массу, умноженная на вторую массу, деленная на квадрат расстояния.
(F = G x [m1 x m ]/d )
Следовательно, существует сила притяжения между любыми двумя объектами, пропорциональная произведению их масс, деленному на квадрат расстояния между ними.
Узнайте больше о небесной и земной механике.
Итак, как работает уравнение Ньютона?
Ньютон использовал довольно сложные математические рассуждения и продемонстрировал, что стабильные орбиты возможны только в том случае, если существует отношение типа 1 к d2.
Если показатель степени меньше 2, это приводит к неуклонно затухающей орбите, потому что сила недостаточно падает с увеличением расстояния. И если есть показатель степени больше, чем 2, 2,1 или 2,2, например, это позволяет вращающемуся телу уйти, потому что сила падает слишком быстро, и тело просто продолжает двигаться наружу. Только при 1 больше d2 получается точное соотношение.
Падающее яблоко вдохновило Ньютона на открытие самой замечательной концепции гравитации. (Изображение: Рошанаи/Shutterstock)Мощное уравнение Ньютона показывает, что на любые два объекта, например, на Землю и Луну, действует одинаковая гравитационная сила. На самом деле, когда яблоко падает на Землю, Земля тоже падает на мизерное расстояние по направлению к яблоку, и здесь действует своего рода закон рычага.
Чтобы объяснить это подробнее, представьте себе качели между двумя детьми с разным весом, более тяжелый должен сидеть ближе к этой точке опоры, а тот, кто дальше, испытывает гораздо большее движение на качелях.
Общие вопросы об открытии гравитации Исааком Ньютоном
В: Каково определение силы в соответствии с законами движения Ньютона?
Согласно законам движения Ньютона, сила — это явление, которое заставляет объекты двигаться либо с постоянной, либо с ускоренной скоростью.
В: Что такое первый закон движения Ньютона и что он утверждает?
Первый закон движения называется равномерным движением и гласит, что объекты движутся с постоянной скоростью, если на них не действует другая сила.
В: Какое открытие Ньютона было самым выдающимся?
Самым замечательным открытием Ньютона была интерпретация математического объяснения гравитации.
Продолжайте читать
Почему нельзя дать исчерпывающий ответ на научные вопросы
Природа науки и ее различных дисциплин
Ученые открывают новое состояние материи в «жидком стекле»
Исаак Ньютон
Исаак Ньютон Исаак Ньютон широко известен как человек, увидевший, как упало яблоко. с дерева и вдохновился на изобретение теории гравитации. если ты
сталкивались с элементарной физикой, то вы знаете, что он
изобрел исчисление и три закона движения, на которых
основана механика. В более фундаментальном плане математический подход Ньютона
стал настолько фундаментальным для всей физики, что его обычно считают
отец часовой вселенной: первый,
и, возможно, величайший физик.
Алхимик
На самом деле Ньютон был глубочайшим противником механистической концепции мир. Тайный алхимик и богослов-еретик, он провел бесчисленные эксперименты с тиглями и печами в своей Кембриджские камеры, анализируя результаты безошибочно алхимических исследований. условия. Его письменные работы на эту тему разошлись тиражом более миллиона экземпляров. слов, гораздо больше, чем он когда-либо производил по исчислению или механике [21]. Одержимый религиозностью, он годами коррелировал библейские пророчество с историческими событиями [319сл.]. Он глубоко уверился что христианское учение было преднамеренно искажено ложным представления о троице и развил в себе порочное презрение к традиционного (тринитарного) христианства и римского католицизма в частности [324].
Мужчина
Ньютон был строгим пуританином: когда один из его немногих друзей сказал ему «развязный рассказ о монахине», он положил конец их дружбе (267). Он неизвестно, когда-либо имел какие-либо романтические отношения, и считается, что он умер девственником (159 г.). Кроме того, у него не было интерес к литературе или искусству, отвергнув знаменитую коллекцию скульптура в виде «каменных кукол» [581]. Короче говоря, Ньютон был математическим мистик, убежденный, что у него были привилегированные отношения с Богом и одержимо стремился найти, как Он построил Вселенная (205 285 510).
Многие биографы предполагают, что корни неугасимой тяги Ньютона соперничество и паранойя связаны с повторным браком его матери и отказ от него в возрасте 3 (6) лет. Хотя эти непривлекательные качества заставляли его тратить огромное количество времени и энергию в безжалостных вендеттах против коллег, которые во многих случаях помогали ему (см. ниже), они же возили его на внеочередные достижения, за которые его помнят до сих пор. И за все его высокомерие, собственное резюме Ньютона о его жизни (574) было прекрасно скромным:
«Не знаю, каким я могу показаться миру, но самому себе я кажусь был похож на мальчика, играющего на берегу моря и развлекающегося в время от времени находя более гладкий камешек или более красивую раковину, чем обычные, в то время как великий океан истины лежал передо мной неоткрытым».
До Ньютона
Сегодня Ньютона помнят как основоположника исчисления, механика и оптика. Учитывая его большой интеллект и одержимость темперамент, не случайно ему удалось сделать решающее вклад в решение выдающихся научных вопросов своего времени. Ньютон родился во времена интеллектуального брожения, гораздо более глубокого чем то, что сопровождает рост теории относительности и квантовой неопределенности в 1920-х и 30-х годов. К тому времени, когда он прибыл в Тринити-колледж Кембриджем в 1661 г., проблемы, с которыми ему пришлось столкнуться во время его карьера уже была сформулирована и постепенно решались крошечной элитой европейских математиков и естествоиспытателей:- Исчисление. Декарт в 1637 году впервые применил координаты для
превращать геометрические задачи в алгебраические, метод, который Ньютон
никогда не принимать [399]. Декарт, Ферма и другие исследовали
методы вычисления касательных к произвольным кривым [28-30].
Кеплер, Кавальери и другие использовали бесконечно малые срезы для вычисления
объемы и площади, заключенные в кривые [30], но нет единой трактовки
эти проблемы еще не были обнаружены.
- Механика и движение планет. Эллиптические орбиты планет установленный Кеплером, Декарт выдвинул идею чисто механическая гелиоцентрическая Вселенная, следующая детерминистским законам, и не нуждаясь в каком-либо божественном вмешательстве [15], еще одна анафема для Ньютон. Однако никто не предполагал, что один закон может объяснить как падающие тела, так и планетарное движение. Галилей изобрел понятие инерции, предвосхитившее первый и второй законы Ньютона. движения (293), а Гюйгенс использовал его для анализа столкновений и круговых движения [11]. Опять же, эти части прогресса не были синтезированы в общий метод анализа сил и движения.
- Свет. Декарт утверждал, что свет — это волна давления, Гассенди
что это был поток частиц (корпускул) [13]. Как может быть
догадался, Ньютон энергично поддерживал корпускулярную теорию. Белый
свет считался чистой формой, а цвета
некоторое добавленное свойство, завещанное ему при отражении от материи
(150). Декарт открыл синусоидальный закон преломления (94), но
не было известно, преломляются ли одни цвета больше, чем другие.
картина была знакомой: многие кусочки головоломки были на своих местах, но общая картина была еще неясна.
Натурфилософ
Между 1671 и 1690 годами Ньютону предстояло дать исчерпывающие трактовки большинство этих проблем. Усердными экспериментами с призмами он установил, что цветной свет на самом деле является фундаментальным и что он могут быть рекомбинированы для создания белого света. Он не публиковал результата в течение 6 лет, к тому времени ему казалось настолько очевидным, что он с большим трудом терпеливо отвечал на многочисленные недоразумений и возражений, с которыми она столкнулась [239сл.].Он изобрел дифференциальное и интегральное исчисление в 1665–1666 годах, но потерпел неудачу. опубликовать его. Лейбниц изобрел его самостоятельно через 10 лет, и опубликовал его первым [718]. Это привело к спору о приоритете, который выродилась в междоусобицу, характеризующуюся чрезвычайной нечестностью и яд с обеих сторон (542).
В открытии гравитации Ньютон тоже едва опередил остальных. пакета. Гук первым понял, что орбитальное движение
производится центростремительной силой (268), а в 1679 г.он предложил
закон обратных квадратов к Ньютону [387]. Галлей и Рен пришли к тому же
вывод, и обратился к Ньютону за доказательством, которое он должным образом предоставил
[402]. Однако Ньютон не остановился на достигнутом. С 1684 по 1687 год он
непрерывно работал над великим синтезом всей механики,
«Philosophiae Naturalis Principia Mathematica», в которой он
разработал свои три закона движения и подробно показал, что
сила всемирного тяготения могла бы объяснить падение яблока как
а также точное движение планет и комет.
«Начала» кристаллизовали новые концепции силы и инерции.
которая постепенно формировалась и знаменует собой начало
теоретическая физика как математическая область, которую мы знаем сегодня. Это
читать нелегко: Ньютон развил идею о том, что геометрия и
уравнения никогда не должны быть объединены [399], и поэтому отказался от использования
простые аналитические приемы в его доказательствах, требующие классического
вместо этого геометрические конструкции [428]. Он даже сделал свои Principia
намеренно заумно, чтобы отбить у любителей чувство
вправе критиковать [459].
«Начала» были венцом Ньютона. достижение. Он пересмотрел и расширил его, но большая часть остальных его жизнь провела на административной работе в качестве мастера монетного двора и Президент Королевского общества, положение, которое он безжалостно использовал в погоня за вендеттами против Гука (300 и далее, 500), Лейбница (510 и далее), и Флэмстид (490 500) среди прочих. Он скрывал свое неверие в божественность Христа вплоть до его умирающий момент, когда он отказался от последних обрядов, наконец, открыто бросив вызов церкви (576 г.). Его алхимический корпус никогда не был разрекламирован и лишь недавно привлек к себе серьезное внимание от интеллектуальных историков.
Цифры в скобках [..] являются ссылками на страницы в книге Ричарда «Западный край». “Never in Rest” , Cambridge University Press, 1980.
Цифры в скобках (..) являются ссылками на книгу Гейла Кристиансона «В присутствии Творца», Свободная пресса (Макмиллан), 1984.

Подробнее см.:
«newton.org.uk» Эндрю Макнаба
[В начале 2002 года этот сайт исчез]
Средневековье, Ренессанс,
Реформация: Западная цивилизация, Акт II
Авторское право © Марк Алфорд (1995) alford(at)physics.wustl.edu Домашняя страница Марка Алфорда
Демонстрация закона инерции
10.05.2015 2 комментария
http://i.ytimg.com/vi/GQm21BVBB8A/hqdefault.jpg Автор: Мэдди Ван Бик Сегодня мы будем изучать Первый закон Ньютона! Физик сэр Исаак Ньютон вывел три закона движения . Основой первого закона является: Объект в состоянии покоя остается в состоянии покоя И Объект в движении остается в движении ЕСЛИ не воздействует на внешние источники . https://morgan123456. Это часто называют законом инерции . Инерция определяется как тенденция оставаться неизменной и продолжать в существующем состоянии покоя или равномерного движения , если не изменено внешней силой. По сути, это означает, что объекты будут продолжать делать то, что они делают, пока внешняя сила не повлияет на их состояние движения. http://organizationalphysics.com/wp-content/uploads/2011/12/newton1.png Можете ли вы представить, что это происходит в реальном мире? Я могу! Например, я каждый день беру с собой кофе на работу. Когда я ставлю свою кофейную кружку в подстаканник в машине, кофе в кружке находится в состоянии покоя. Когда я ускоряюсь, выезжая с подъездной дорожки, машина переходит из состояния покоя в движение. Но на кофе в моей кружке не действует никакая сила, поэтому он хочет оставаться в покое. Чтобы узнать больше о законах Ньютона, перейдите по ссылке ниже! Законы Ньютона Сегодня мы сосредоточимся на первой части закона: объект в состоянии покоя остается в состоянии покоя. Видео ниже продемонстрирует нашу сегодняшнюю направленность. Отражение:
Хотите попробовать это сами? http://ffden-2.phys.uaf.edu/104_2012_web_projects/Rebekah_Telfer/inertia-2.jpg ВАМ ПОТРЕБУЕТСЯ:
Вот что делать!
Вот еще один способ продемонстрировать ту же концепцию. Эти ученики использовали бумажную тарелку, рулон туалетной бумаги и стакан вместо обруча и бутылки. В следующем видео два студента придумали другой способ продемонстрировать Первый закон Ньютона. Хотите попробовать этот метод? ВАМ ПОТРЕБУЕТСЯ:
Вот что делать!
Задумайтесь: как эта демонстрация показала вам первый закон Ньютона? Что общего между этой демонстрацией и первой, которую вы смотрели? Различия? Это были всего лишь два способа продемонстрировать первый закон Ньютона в действии. Какие еще способы вы можете придумать для демонстрации первого закона Ньютона? Придумайте несколько идей и попробуйте их! Мы будем рады услышать о них! Ссылки:
2 комментария | Подпишитесь на нас в Pinterest! Оцените нашу новую игру по математике для 1-7 классов! Архивы февраль 2019 |