Примеры законов ньютона: 10 примеров первого закона Ньютона в реальной жизни / наука | Thpanorama

10 примеров первого закона Ньютона в реальной жизни / наука | Thpanorama

Первый закон Ньютона, также называется Законом инерции, гласящим, что каждое тело остается в покое или в равномерном и прямолинейном движении, если другое тело не стоит и не действует на него..

Это означает, что все тела имеют тенденцию оставаться в том состоянии, в котором они изначально находятся, то есть, если они находятся в движении, они будут стремиться оставаться в движении, пока кто-то или что-то не остановит их; если они неподвижны, они будут склонны молчать, пока кто-то или что-то не нарушит их состояние и не заставит их двигаться.

В наши дни это утверждение может показаться несколько очевидным, но мы не должны забывать, что это открытие, как и другие, также очень актуально, среди которых можно упомянуть закон всемирного тяготения и исследования разложения белого света в разные цвета, Исаак Ньютон сделал около 450 лет назад.

Законы Ньютона, которые включают этот Закон Инерции, в дополнение к Закону Взаимодействия и Силы и Закону Действия и Реакции – и которые вместе составляют законы Динамики Ньютона – пришли, чтобы объяснить с научной точки зрения, как объекты или тела с массой действуют и реагируют на присутствие или отсутствие сил, действующих на них.

10 примеров закона инерции

1- Автомобиль, который резко тормозит

Наиболее наглядным и ежедневным примером, объясняющим этот закон, является движение, которое делает наше тело, когда мы едем в машине с постоянной скоростью, и оно резко останавливается..

Сразу же тело начинает следовать в направлении движения машины, поэтому оно выбрасывается вперед. Это движение будет плавным, если машина остановится плавно, но будет гораздо более сильным, если оно внезапно затормозит.

В экстремальных случаях, таких как столкновение с другим транспортным средством или объектом, сила, действующая на объект (автомобиль), будет больше, а воздействие будет намного сильнее и опаснее. То есть тело будет поддерживать инерцию движения, которое оно принесло.

То же самое происходит наоборот. Когда машина полностью остановлена, и водитель резко ускоряется, наши тела будут иметь тенденцию оставаться такими, какими они были (т.е. в состоянии покоя), и поэтому они имеют тенденцию откидываться.

2- Движущаяся тихая машина

При попытке толкать машину сначала это очень сложно, потому что из-за инерции машина стремится оставаться на месте.

Но как только вы заставите его двигаться, усилие, которое нужно приложить, будет намного меньше, с тех пор инерция заставляет его двигаться.

3- Спортсмен, который не может остановиться

Когда спортсмен пытается остановить свою карьеру, ему требуется несколько метров, чтобы полностью остановиться из-за вызванной инерции.

Это наиболее четко видно на соревнованиях на треке, таких как 100 метров. Спортсмены продолжают продвигаться далеко за пределы цели.

4- Футбольный театр … или нет

В футбольных играх между игроками обеих команд часто происходят театральные падения. Много раз эти падения могут показаться преувеличенными, когда один из спортсменов делает несколько поворотов на газоне после удара. Правда в том, что это не всегда связано с историей, но с законом инерции.

Если игрок бежит с высокой скоростью через поле и грубо перехвачен кем-то из противоборствующей команды, он фактически прерывает прямолинейное движение, которое он нес, но его тело будет стремиться продолжать в том же направлении и на той же скорости. Вот почему эффектное падение.

5- Автономный велосипед

Педальное движение велосипеда позволяет ему продолжать движение на несколько метров без необходимости крутить педали благодаря инерции, возникающей при начальном педалировании.

6 – вверх и вниз

Американские горки могут подниматься на крутые склоны благодаря инерции, вызванной выраженным предшествующим спуском, что позволяет вам накопить потенциальную энергию для подъема снова.

7- Трюк или наука?

Многие трюки, которые кажутся удивительными, на самом деле являются простой демонстрацией первого закона Ньютона.

Это, например, случай с официантом, который может вытащить скатерть из стола, не уронив на нее предметы.

Это связано со скоростью и силой, приложенной к движению; объекты, которые были в состоянии покоя, как правило, остаются такими.

8- Вопрос техники

Колода на один палец (или на стакан) и, на палубе, монета. Благодаря быстрому движению и силе, приложенной к колоде, она будет двигаться, но монета останется на пальце (или упадет в стекло).

9- вареное яйцо против сырого яйца

Другой эксперимент по проверке закона инерции можно выполнить, взяв вареное яйцо и заставив его перевернуться на ровной поверхности, а затем остановить движение рукой.

Приготовленное яйцо немедленно остановится, но если мы сделаем точно такой же предыдущий эксперимент с сырым яйцом, когда мы попытаемся остановить вращательное движение яйца, мы увидим, что оно продолжает вращаться.

Это объясняется тем, что белый и необработанный желток рыхлые внутри яйца и имеют тенденцию продолжать двигаться после того, как приложили силу, чтобы остановить его. .

10- Блочная башня

Если башня сделана из нескольких блоков, а нижний блок сильно ударился молотком (тот, который выдерживает вес остальных), можно будет снять его, не упав при этом, используя преимущество инерции. Тела, которые все еще, имеют тенденцию оставаться неподвижными.

Законы Ньютона

Современный мир нельзя было бы представить таким, какой он есть, если бы не очень важный вклад этого британца, которого многие считают одним из самых важных научных гениев всех времен.

Возможно, не осознавая этого, многие действия, которые мы совершаем в нашей повседневной жизни, постоянно объясняют и подтверждают теории Ньютона..

Фактически, многие из «уловок», которые обычно поражают молодых и старых на ярмарках или телевизионных шоу, являются ничем иным, как проверкой и феноменальным объяснением законов динамики, особенно этого первого закона Ньютона или Закон инерции.

Уже поняв, что если одно тело не действует на другое, оно будет оставаться спокойным (нулевая скорость) или бесконечно двигаться по прямой линии с постоянной скоростью, также необходимо объяснить, что все движения относительны, так как это зависит от наблюдаемого объекта и опишите это движение.

Например, стюардесса, которая летит по проходу самолета, доставляя пассажирам кофе, медленно ходит с точки зрения пассажира, ожидающего на своем месте прибытия кофе; но для того, кто с земли наблюдает за полетом самолета, если бы он мог видеть стюардессу, он сказал бы, что он движется с большой скоростью.

Таким образом, движение является относительным и зависит, в основном, от точки или системы отсчета, которые используются для ее описания..

Инерциальная система отсчета используется для наблюдения за теми телами, на которые сила не действует и, следовательно, остается неподвижной, и если она движется, она будет продолжать двигаться с постоянной скоростью.

ссылки
  1. Законы Ньютона. Восстановлено из thales.cica.es.
  2. Биография Исаака Ньютона. Восстановлено от biografiasyvidas.com.

31+ Примеров второго закона Ньютона: подробные пояснения –

Согласно второму закону движения Ньютона, направление ускорения объекта совпадает с направлением приложенной силы.

Второй закон движения Ньютона гласит, что сила, приложенная к объекту и приводящая его в движение, равна произведению массы объекта на его ускорение. Давайте обсудим некоторые из примеров второго закона Ньютона, перечисленных ниже:

Футбол

При ударе по мячу он будет ускоряться в направлении приложенной силы.

удар по мячу; Кредит изображения: Pixabay

Ускорение мяча будет равно силе, действующей на каждую единицу массы мяча. Предположим, что если мяч массой 285 г движется со скоростью 4 м/с, то сила, приложенная к мячу, равна 1.14 Н.

Толкание стола

Стол сместится со своего места только в том случае, если к столу будет приложена достаточная сила, эквивалентная массе стола. Смещение стола будет происходить в направлении действия приложенной силы.

Тележка для покупок

Покупательская тележка имеет колеса внизу, которые позволяют удобно перевозить тяжелый груз в тележке по ровной поверхности.

Толкание покупательской тележки; Кредит изображения: pixabay

Чтобы толкнуть тележку вперед, необходимо приложить силу в направлении вперед, ее также называют толкающей силой, которая является контактной силой. Точно так же, чтобы тянуть тележку назад, тянущее усилие должно быть приложено к ручке тележки.

Карром Страйкер

Ударник каррома ускоряется в направлении удара. Чтобы нацелиться на каррома, анализируется угол, под которым сила должна воздействовать на карромера, а затем точно поражается.

Поскольку сила воздействует на человека-автомобиля, он будет двигаться в направлении приложенной силы на расстояние, зависящее от величины действующей на него силы.

Толкая машину

Представьте, что двигатель автомобиля не работает, а сзади машину толкает мужчина. К машине прикладывается сила, которая заставляет ее двигаться вперед. Ускорение автомобиля при толкании массы автомобиля пропорционально приложенной силе.

Бильярдный шар

При ударе клюшкой по бильярдному шару шар ускоряется вперед в направлении приложенной силы, и скорость шара пропорциональна силе, действующей на шар.Бильярдный шар; Кредит изображения: Pixabay

Удар по мрамору

Сила, действующая на другой шарик, удерживаемый неподвижно на земле, сместится из положения покоя и переместится в направлении приложенной силы. При этом кинетическая энергия шарика будет передаваться тому шарику, который находился в покое, и перемещаться на расстояние, пока его кинетическая энергия не станет равной нулю.

Шар для боулинга

Шар для боулинга ускоряется и бросается в сторону стоящих кеглей. Шар для боулинга движется прямолинейно и воздействует на кегли так, что они схлопываются. Шар для боулинга движется к кегли; Кредит изображения: pixabay

Шар для боулинга движется в направлении приложенной силы, и его ускорение подчиняется второму закону движения.

Чемодан на тележке

К чемодану прикладывают силу, чтобы тянуть его вперед. Сила, необходимая для вытягивания чемодана, зависит от веса тележки. Тележка будет ускоряться в направлении силы тяги и по сравнению с приложенной силой.

Тяговая оконная занавеска

Чтобы потянуть оконную занавеску, требуется очень меньшее усилие, так как шторы легкие. Занавес будет двигаться в направлении приложенной силы, и смещение висящего занавеса будет равно приложенной силе.

Передача мяча

Чтобы передать мяч, вы фактически прикладываете силу в направлении игрока, стоящего перед вами.Передача мяча в матче по регби; Кредит изображения: pixabay

Количество силы, необходимой для передачи мяча игроку, определяется расстоянием между двумя игроками и тем, как далеко должен быть брошен мяч.

Удар по мячу для крикета

Бэтмен ударил по приближающемуся мячу для крикета в том направлении, где нет игроков, стоящих и удерживающих мяч от попадания в четверку или шестерку. удар по мячу; Кредит изображения: pixabay

Сила прикладывается к мячу с помощью биты в определенном направлении, сохраняя правильное положение летучей мыши, которое мяч должен направить по правильному пути.

Бадминтон

Во время игры в бадминтон на пробку с помощью ракетки падает сила. Пробка движется в направлении приложенной силы, и ускорение пробки равно величине приложенной силы. Это также зависит от эластичности и потенциальной энергии, приобретаемой пробкой во время броска.

Попробовать горнолыжный спорт

Катание на лыжах – это спортивное занятие, выполняемое на снегу так же, как и катание на коньках. Направление лыжник ориентирует с помощью двух стержней в руках, позволяющих менять траекторию, ускорять или замедлять движение.

Кататься на лыжах; Кредит изображения: pixabay

Это делается путем приложения силы к земле. Направление приложенной силы и ее величина определяют ускорение лыжника.

Бык тянет тележку

Бык прикладывает тяговое усилие к телеге, используя свою мышечную силу, чтобы тянуть тележку. Силу, требуемую быком, можно рассчитать, зная вес телеги.

Забор воды из колодца

Для забора воды из колодца сосуд погружают в воду, связывая его веревкой, а затем под действием мускульной силы вытягивают вверх. Величину силы, приложенной к сосуду, можно найти, измерив вес объема воды в сосуде и скорость ускорения сосуда.

Поднятие веса

Поднятие тяжелых предметов также следует второму закону движения Ньютона.

Поднятие веса; Кредит изображения: pixabay

Чтобы поднять вес, необходимо приложить силу, направленную вверх. Величина приложенной силы равна массе поднимаемого объекта и ускорению объекта под действием силы.

Перемещение садовой вазы

Садовые вазы плотно заполняют влажной землей. Сила, необходимая для подъема вазы, зависит от веса вазы. Если вес вазы меньше, то ускорение при переноске вазы будет больше, потому что сила, приложенная для смещения вазы, будет больше по сравнению с ней.

Водный поток

Скорость течения воды больше, если склон гребня круче и соответственно сила попадающих на гравий и отложений в воду будет больше и, следовательно, они уносятся вместе с потоком воды.Поток воды; Кредит изображения: Pixabay

рогатка

Рогатка используется для приложения силы к удаленному объекту, например, чтобы оторвать манго от дерева. Сила прикладывается в направлении цели. Сила падает на объект, удерживаемый поперек резиновой ленты, и ускоряется в направлении действия силы после выпуска из рогатки.

Пропуск камня в воде

При пропуске камня в прудовой воде усилие прикладывается движением руки.Пропуск камня в воде; Кредит изображения: pixabay

Направление движения камня совпадает с направлением приложенной силы. Ускорение камня пропорционально силе, приложенной к объекту.

Раздвижное окно

Чтобы сдвинуть окно, к ручке прикладывается усилие, чтобы открыть окно. Ускорение окна зависит от силы, приложенной к ручке.

Поднятие стопки книг

Сила, необходимая для подъема стопки книг, зависит от массы всех книг в стопке. Следовательно, требуемая сила будет больше. Сила должна быть приложена в направлении вверх, чтобы поднять книги с места.

Лихой на лодке

Если всадник на лодке случайно подошел и ударил другую лодку впереди, то лодка впереди будет двигаться вперед в направлении действия силы.

Лодки в воде; Кредит изображения: Pixabay

Сила, приложенная к задней части лодки, направлена ​​вперед, и, следовательно, она будет дрейфовать лодку в прямом направлении.

Фрукт упал с дерева

Плод отделяется и падает на землю из-за гравитационного притяжения Земли. Сила гравитации всегда направлена ​​к земле и, следовательно, направление движения плода после отрыва от узла дерева ускоряется вниз.

Катание хула-хупа

Если держать обруч на плоской поверхности и приложить к нему силу вместе с его стороной, то он будет ускоряться в направлении приложенной силы.

Качели

Для приведения качелей в колебательное движение прикладывают силу сзади сидящего на качелях человека.

Качели движутся в направлении действия приложенной силы.

Задувание свечи

Чтобы задуть свечу, вы прикладываете силу ветра к огню, чтобы задуть его. Ветер движется в направлении приложенной силы. Ускорение молекул сдерживается на определенном расстоянии, поскольку они сталкиваются с другими окружающими молекулами в воздухе.

Бумеранг

Бумеранг возвращается к метателю из-за своей L-образной формы. Он будет перемещаться на определенное расстояние в зависимости от силы, воздействующей на него при подбрасывании в воздух.

дротик

У него один заостренный конец, который протыкается внутри темной доски и остается.

Глубина, на которую вонзается штифт, зависит от силы, с которой брошен дротик. Направление ускорения дротика совпадает с направлением его броска.

Часто задаваемые вопросы

Какова сила, необходимая для перемещения ящика массой 8 кг, если ускорение человека, несущего ящик, равно 0.4 м/с?2?

Данный: а=0.4 м/с2

м = 8 кг

F = ma

F = 8 * 0.4 = 3.2 XNUMX Н

Следовательно, сила, действующая на ящик со стороны человека, равна 3.2 N.

Чему равно ускорение тела массой 30 кг, которое тянется с одной стороны с силой 15 Н, а с другой стороны с силой 30 Н?

Данный: F_1=15Н

F2= 30N

м = 30 кг

Следовательно, результирующая сила, действующая на объект, равна

Ф=Ф2-F1= 30Н-15Н=15Н

Тело будет двигаться в направлении действия силы F. 2.

ма=15Н

а=15/м=15/30=0.5 м/с2

Ускорение объекта равно 0.5 м / с2.

Почему движущиеся объекты останавливаются после прохождения определенного расстояния?

Объект приходит в равновесное состояние покоя после прохождения определенного расстояния.

Ускорение тела обратно пропорционально его массе. Кроме того, аэродинамическое сопротивление и сила трения воздействуя на поверхность тела, помогают ему прийти в статическое положение.

Законы движения Ньютона | Определение и примеры

Законы движения Ньютона – обзор

Три закона движения Ньютона объясняют движение между массивными телами и способ их взаимодействия друг с другом. Законы движения Ньютона кажутся простыми для современного поколения, но за последние три столетия эти законы движения были революционными для человечества.

Ньютон всегда считался одним из самых важных ученых в истории. Его теории легли в основу современной физики. Он расширил представления, изложенные в трудах более ранних ученых, таких как Аристотель и Галилей, и смог обосновать некоторые из этих теорий. Он был экспертом в астрономии, математике и оптике; он создал исчисление. (Почти в тот же период немецкому математику Готфриду Лейбницу также приписывают самостоятельное его создание.)

Работа Ньютона по анализу гравитации и движения планет, несомненно, наиболее признана. Ньютон формализовал синопсис того, как массивные тела начинают двигаться под действием приложенных извне сил, в своей основополагающей работе «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» («Математические принципы натуральной философии»). Ньютон сформулировал свою теорию после того, как его подсказал астроном Эдмонд Галлей, который признал, что несколькими годами ранее отказался от своих доказательств существования эллиптических орбит.

Закон движения Ньютона

Рассмотрение Ньютоном огромных тел упростилось, когда он сформулировал свои три научных закона движения, рассматривая их как математические наблюдения без вращения или размера. Это позволило ему сосредоточиться на явлениях, которые можно объяснить только с точки зрения длины, массы и времени, игнорируя при этом такие соображения, как температура, трение, свойства материала, сопротивление воздуха и т. д. В результате три закона движения Ньютона нельзя использовать для описания. правильное поведение больших жестких или гибких объектов. Тем не менее, они часто предлагают достаточно точные прогнозы.

Сам Ньютон редко определяет такую ​​систему отсчета. Тем не менее, его уравнения применимы к движению больших масс в инерциальной системе отсчета, часто известной как ньютоновская система отсчета. Итак, что такое инерциальная система отсчета? Это трехмерная система координат, которая либо фиксирована, либо движется равномерно в одном направлении, т. е. не вращается и не ускоряется. Ньютон обнаружил, что его законы движения могут адекватно фиксировать движение в такой инерциальной системе отсчета.

Первый закон движения Ньютона

Согласно первому закону движения Ньютона объект или тело остается в состоянии покоя. Точно так же объект или тело будет продолжать двигаться, если к этому объекту или телу не будет приложена внешняя сила. Это просто означает, что ничто не может начаться, закончиться или измениться само по себе. На них должна действовать какая-то внешняя сила. Инерция иногда используется для описания способности огромного тела сопротивляться изменениям в состоянии его движения.

Примеры первого закона Ньютона

Подставка для бумаги на столе

В этом случае нормальная сила от стола распределяет вес держателя бумаги, когда он опирается на него, удерживая его в равновесии. Если для его перемещения не используется дополнительная внешняя сила, он останется в своем положении равновесия.

Велосипед едет по ровной дороге со скоростью 20 км/ч.

Когда байкер едет вперед с постоянной скоростью, силы, давящие на него, уравновешиваются отталкиванием его назад. Байкер выровнен и будет двигаться в том же направлении и с той же скоростью, пока на него не подействует внешняя сила. Велосипед замедляется из-за внешних воздействий, таких как сопротивление воздуха и трение.

Ракета в космосе

Ракета не будет подвергаться воздействию каких-либо внешних сил в открытом космосе, потому что там нет давления воздуха и почти нет силы тяжести. В результате он продолжал бы двигаться в одном направлении и с той же скоростью, не расходуя топлива.

Автомобиль резко тормозит.

Когда автомобиль внезапно замедляется, предметы продолжают двигаться в том же направлении и с той же скоростью, пока не будет применена сила. Пока сдерживающая сила ремней безопасности не ограничивает их подвижность, пассажиры продолжают идти «вперед». Если другие внешние силы не воздействуют на них, чтобы остановить их движение, незакрепленные предметы или тела в автомобиле будут продолжать двигаться вперед.

Второй закон движения Ньютона

Второй закон движения Ньютона описывает, что происходит с большим телом или объектом под действием внешней силы. Закон гласит: «Внешняя сила, действующая на тело или объект, равна произведению массы этого объекта на его ускорение (скорость)». Формула второго закона Ньютона:

F = ma,

, где

F = внешняя сила

m = масса объекта

a = Ускорение или скорость

И ускорение, и внешняя сила являются векторными величинами, что в конечном итоге означает, что они имеют как направление, так и величину. Сила может быть объединенной силой или векторной суммой нескольких сил, представляя результирующую силу из-за сложения всех сил.

Таким образом, учащиеся могут сделать вывод, что объект или тело будет двигаться в направлении силы, когда на нее действует внешняя сила. Ускорение обратно пропорционально массе и прямо пропорционально внешней силе, действующей на объект.

Т.е. a ∝ F и a ∝ 1/м, откуда F = ma

С помощью второго закона Ньютона учащиеся могут лучше понять, почему объект может замедляться, ускоряться или изменять свое направление, когда к нему приложена внешняя сила. Закон также объясняет, почему более сложно разогнать тяжелый предмет и остановить его.

Третий закон движения Ньютона

Третий закон движения Ньютона гласит: «На каждое действие всегда будет равная и противоположная реакция». Этот закон объясняет, что происходит, когда одно тело прикладывает силу к другому телу. В третьем законе движения Ньютона, когда два объекта или тела толкают друг друга, второй объект отталкивается с равной силой, потому что силы всегда действуют последовательно.

Например, если человек толкает велосипед, велосипед также оказывает давление на человека. Точно так же, если человек достанет воду из колодца с помощью веревки, веревка будет тянуться обратно к человеку. Таким образом, третий закон движения Ньютона гласит, что если гравитация притягивает объект к земной поверхности, земля давит на наши ноги.

Примеры третьего закона Ньютона

Космический корабль запускает двигатели, чтобы подняться на большую высоту

  • Действие: Двигатели толкают поток нагретых газов вниз (т. е. горячие газы действуют как сила).
  • Реакция: Горячие газы в ответ толкают космический корабль вверх (т.е. на космический корабль действует внешняя сила).
  • Движение: сила реакции от нагретых газов — единственная внешняя сила, действующая на космический корабль, заставляющая объект ускоряться вверх.

Луна и Земля

  • Действие: Земля притягивает Луну.
  • Реакция: Луна оказывает на Землю равную и противоположную силу реакции.
  • Движение: Луна вращается вокруг Земли по круговой траектории, потому что на нее действует только одно давление.
Заключение

Три закона движения Ньютона продолжают часто применяться даже сегодня для описания типов ускорения и объектов, с которыми человек сталкивается ежедневно, несмотря на то, что они были подтверждены бесчисленными исследованиями, проведенными в течение предыдущих трех столетий. Изучение материальных тел, которые больше, чем микромасштаб, обсуждаемый квантовой теорией, и движущихся с более низкими скоростями, чем чрезвычайно высокие скорости, обсуждаемые релятивистской физикой, признано классической механикой, и эти концепции служат ее основой.

Часто задаваемые вопросы 

1. Эндрю кладет свою папку на пассажирское сиденье по пути на работу, и к тому времени, когда он прибывает в пункт назначения, он видит, что она упала на пол переднего сиденья. Он хочет, чтобы вы объяснили механику этого дела и почему это произошло. Что вы можете сказать об этом?

Ответ. Эндрю может понять это, используя первый закон движения Ньютона. Папка движется вместе с автомобилем по закону инерции и падает на пол переднего сиденья. Папка останется в движении, если к объекту не будет приложена дополнительная внешняя сила.

2. Какой из принципов Ньютона наиболее точно объясняет, как фокусник может снять скатерть с сервировочной посуды?

Ответ. Первый закон движения Ньютона может объяснить скатерть, затянутую фокусником под посуду. Во время техники применяется крошечная боковая сила. Согласно первому закону движения Ньютона, который удерживает их в покое, тарелки и стаканы остаются в покое. В технике скатерть настолько гладкая, что не оказывает никакого сопротивления стаканам и тарелкам.

3. Охарактеризуйте понятие закона инерции.

Ответ. Если на него не действует внешний раздражитель, первый закон движения Ньютона описывает, что «тело в состоянии покоя будет оставаться в состоянии покоя, а тело в движении будет оставаться в движении в том же направлении и с той же скоростью». У вещей есть склонность «продолжать то, что они делают». Объекты имеют встроенную тенденцию избегать изменения скорости своего движения. Инерция — это тенденция объектов сопротивляться изменению их состояния движения.

Таким образом, закон инерции можно определить как нежелание тела изменять свое состояние движения.

Второй закон движения Ньютона

Категории

Дети