Сколько всего законов ньютона: Сколько законов Ньютона существует?

Классическая механика: сколько законов у Ньютона

Исаак Ньютон. Что мы знаем о нем, кроме того, что он сидел под деревом и на него упало яблоко, подтолкнув на мысль о законе тяготения? Почти ничего. А ведь этот великий английский ученый внес огромный вклад в оптику – науку о свете и его природе, математику и астрономию. Но сегодня нас интересует его вклад в классическую механику. За какие заслуги его признают родоначальником классической механики и сколько законов у Ньютона? В статье ответим на эти вопросы.

Сколько законов у Ньютона и о чем они

Вокруг нас ежедневно происходит масса удивительных и невероятных вещей, не кажущихся нам таковыми лишь благодаря школьной программе и полученным нами знаниям. Еще несколько тысяч лет назад люди задавались вопросами, многие из которых нашли свои рациональные ответы. Исаак Ньютон сделал огромный прорыв в области классической механики, благодаря чему и вошел в историю.

Законы Ньютона. Второй закон Ньютона. Законы Ньютона -. ..

Взаимосвязь этих величин изложена в трех закономерностях, выведенных величайшим английским физиком….

Классическая механика является наукой о движении материальных тел и взаимодействии между ними. Сколько законов Ньютона легли в ядро классической механики? Всего три – основополагающих и постулирующих всю эту область физики. Они не просто так родились в голове великого ученого. Это совокупность знаний, накопленных тысячелетними наблюдениями, классифицированных Галилеем и сформулированных Ньютоном.

Первый закон

Рассмотрение определений законов Ньютона начнем, естественно, с первого. Он был выведен из определений Галилея и звучит так:

Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых материальные точки, когда на них не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находятся в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

Казалось бы, закон более чем очевиден. Но его формулировка сыграла ключевую роль в формировании механики как науки. Инерция – способность тела в некоторых системах сохранять скорость и траекторию постоянными. Лежащее на столе яблоко не двинется с места, если не толкнуть его ладонью, и машина не поедет по той же причине. Все просто.

Познаем мир – первый закон Ньютона

Чтобы оценить значение первого закона Ньютона, достаточно понять простые вещи. Для правильного…

Однако этот закон Ньютона применяется не в полной мере. В основном он определяет движение небесных тел в космосе: там отсутствуют посторонние силы.

Если человек раскрутит над головой ядро и отпустит, то под влиянием центробежной силы оно вылетит из рук и полетит сначала по прямой траектории, а потом изменит ее под влиянием силы притяжения и упадет на землю. Если же мы представим данную ситуацию в космическом пространстве, то молот, вылетев с «орбиты», по которой его раскручивали, полетит строго перпендикулярно от нее по прямой, не меняя своего направления.

Первый закон Ньютона носит тривиальный, но очень важный научный смысл. Он говорит, что любые изменения состояния тела в пространстве указывают, что на него воздействуют внешние силы.

Второй закон

Первый закон показывал нам, оказывают ли воздействие какие-либо силы на изучаемое тело, а второй закон объясняет, что происходит с телом под действием этих сил. Формула закона Ньютона представлена на рисунке ниже (F – сила, а – ускорение, m – масса).

Сила тяжести: формула расчета, определение

С детства нам знакомо нечто о притяжении тел и предметов к Земле, об Исааке Ньютоне, яблоке и…

О чем говорит нам этот закон? Чем сильнее силы влияют на тело, тем больше ускорение, а чем больше масса тела, тем ускорение пропорционально меньше. Применим этот закон только для инерциальных систем отсчета.

Это уравнение Ньютона – одно из самых популярных и часто применяемых в классической механике. Ведь благодаря нему, зная величину, направление сил в механической системе и массу рассматриваемого тела, мы можем рассчитать его положение в пространстве.

Третий закон

Третий закон – один из самых известных, принесший Ньютону популярность не только среди физиков, но и среди простых обывателей. Третий закон, названный законом тяготения Ньютона, звучит так:

Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению.

Давайте рассмотрим стандартно ньютоновскую ситуацию, в которой слива, оторвавшись от ветки, падает на землю вследствие того, что Земля действует на нее силой гравитационного притяжения. Но также по третьему закону Ньютона и слива воздействует на Землю с соответствующей силой. Однако масса сливы для гигантской планеты настолько ничтожно мала, что силой, с которой слива влияет Землю, можно пренебречь. Мы можем сами ощутить, что сила Земли воздействует на нас, давя на наши подошвы, но и мы воздействуем на Землю с пропорциональной силой, однако так же ничтожно, как и слива.

Солнце влияет на планеты солнечной системы, но они не падают на него, так как в свою очередь с эквивалентной силой влияют на него. Поэтому, благодаря третьему закону, мы можем рассчитать, с какой силой два небесных тела могут влиять друг на друга по формуле, представленной ниже:

где m₁, m₂ – соответственно, массы рассматриваемых тел, d² – расстояние от центров обоих тел, G – гравитационная константа.

Значение трех законов Ньютона в физике

Вот мы и разобрались, сколько законов у Ньютона и о чем они. Впервые они были опубликованы в 1687 году и до сих пор используются по всему миру. И. Ньютон объединил, обобщил все полученные ранее наблюдения и положил в основу классической физики. И сегодня по этим законам рассматриваются движения небесных тел и проектируются космические корабли. Эти законы позволили создать некую механическую систему, картину мира, которая полностью подчинилась им.

Какой закон Ньютона применим к вращению Луны вокруг Земли?

содержание

Какой закон Ньютона связан с гравитацией?

Закон всемирного тяготения — физический закон, открытый английским физиком Исааком Ньютоном. Он используется для расчета величины гравитационного притяжения, существующего между двумя телами, наделенными массой. Сила гравитации всегда притягивает и действует в направлении воображаемой линии, соединяющей два тела.

Что такое закон гравитации?

Закон всемирного тяготения Ньютона гласит, что сила гравитационного притяжения прямо пропорциональна произведению масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния, разделяющего два тела.

Каково гравитационное притяжение между Землей и Луной?

Гравитационная сила между Землей и Луной составляет примерно 2,0 х 10²⁰ Н. Сила притяжения между Солнцем и Луной составляет примерно 4,4 х 10 ²⁰ N.

Где применяется закон всемирного тяготения?

Гравитация является фундаментальной силой. Она только притягивает, в отличие от электрической или магнитной силы, которые могут быть притягивающими или отталкивающими. Именно вселенская гравитация удерживает планеты на орбитах, а также Луну, наш естественный спутник, вызывая приливы и другие явления.

Чем объясняется второй закон Ньютона?

Второй закон Ньютона характеризует фундаментальный принцип динамики и гласит, что если мы приложим силу к объекту, он вызовет движение, при котором ускорение пропорционально массе. Результирующая сила является векторной величиной, поэтому она имеет величину и направление.

Какие три закона Ньютона?

Законы Ньютона: закон инерции, основной принцип динамики и закон действия и противодействия. Эти законы используются для определения динамики движений тел. Законы Ньютона являются одними из важнейших законов физики и используются для определения динамики тел.

Каково гравитационное притяжение Луны?

1-й закон Ньютона — принцип инерции

Это означает, что объект, находящийся в состоянии покоя или равномерно движущийся по прямой, имеет тенденцию оставаться в этом состоянии, если результирующая сила, действующая на него, равна нулю. Принцип инерции можно наблюдать в нескольких ситуациях, таких как: В движении автобуса, как показано в следующем моделировании.

Почему яблоко падает с дерева?

Яблоко упало на землю, потому что его масса притянулась массой земли. Ньютон назвал эту силу гравитацией. Гравитация влияет на все небесные тела. Например, Земля не улетает в космос, а следует по орбите вокруг Солнца из-за гравитации Солнца».

Почему Луна и Земля притягиваются друг к другу?

Это показывает нам, что массивные тела обладают способностью притягиваться друг к другу за счет взаимной силы, называемой гравитационной силой. Следовательно, можно сделать вывод, что Земля притягивает Луну, а Луна притягивает Землю с определенной силой, но естественный спутник никогда не падает на поверхность Земли.

Почему у Луны есть гравитационная сила?

Поскольку ее масса намного меньше массы Земли, гравитация Луны примерно в пять раз меньше и составляет примерно 1,6 м / с²; Без гравитации у Земли не было бы атмосферы, и все неподвижное на поверхности Земли просто «плавало бы» в пустом пространстве.

Какое влияние гравитационное притяжение Луны оказывает на движение?

Гравитационная сила между выпуклостью и Луной (стрелки между выпуклостью и Луной) имеет тенденцию выровнять выпуклость с Луной, ускоряя Луну. В результате Земля тормозит свое вращение, а Луна набирает тангенциальную скорость, увеличивая радиус своей орбиты (жирные стрелки).

Как определяется третий закон Ньютона?

Третий закон Ньютона, известный как закон действия и противодействия, гласит, что на все силы действия существуют силы реакции равной величины, но противоположного направления.

Какова связь между силой притяжения Земли к Луне и силой притяжения Луны к Земле?

б) Согласно третьему закону Ньютона, закону действия и противодействия, если Земля оказывает на Луну силу действия, то Луна должна оказывать на Землю силу притяжения такой же величины и направления, но в противоположном направлении, поэтому сила, действующая на Землю со стороны Луны, также равна 20. 1019 Н.

Чтобы лучше объяснить: Луна падает, но она не касается Земли, потому что находится на орбите со скоростью вращения, которая заставляет ее падение повторять контур нашей планеты.

Где применяется третий закон Ньютона?

Примеры третьего закона Ньютона.

Стена будет прикладывать силу той же величины и направления, но в противоположных направлениях, заставляя тело двигаться. Стрельба из огнестрельного оружия: когда человек стреляет из пистолета, стрелка отталкивает за счет силы реакции в направлении, противоположном огню снаряда.

Каковы примеры 2 закона Ньютона?

Таким образом, если мы приложим одну и ту же силу к двум телам с разными массами, то тело с большей массой испытает меньшее ускорение. Отсюда делаем вывод, что тот, у которого масса больше, сопротивляется большему изменению скорости, следовательно, у него больше инерция. Пример: Тело массой 15 кг движется с ускорением, равным 3 м/с.².

Где применяется второй закон Ньютона примеры?

При ударе по мячу ясно, что сила, приложенная ударом, определяет скорость, с которой мяч будет запущен: чем больше сила, тем больше ускорение, приобретаемое мячом, то же самое относится к мячам разной массы, так как : чем легче мяч, тем большее ускорение он приобретает.

Для чего используется первый закон Ньютона?

Первый закон Ньютона, также известный как закон инерции, гласит, что если результирующая сила, действующая на тело, равна нулю (равна нулю), то это тело будет покоиться или совершать равномерное прямолинейное движение.

О чем говорит первый закон Ньютона, приведите пример?

Для того чтобы произошло изменение численного значения, по направлению или по направлению скорости тела, необходимо приложить к этому телу силу. Примеры: Когда мы находимся внутри стоящего автобуса и он резко тормозит, по инерции нас бросает вперед.

Каковы приложения законов Ньютона?

Законы Ньютона можно применять к нескольким ситуациям, среди наиболее важных из которых — силы трения, разложение веса на наклонной плоскости и приложение центростремительных сил на криволинейных траекториях.

Как Луна вращается вокруг Земли?

Луна обращается вокруг нашей планеты каждые 27,322 29,5 дня, и ее относительное изменение положения относительно Солнца запускает ее фазовый цикл. Однако спутнику требуется XNUMX суток, чтобы завершить весь свой цикл фаз и вернуться в то же положение по отношению к Солнцу, которое характеризует синодический месяц.

Как гравитационное притяжение Луны может мешать Земле?

Благодаря притяжению Луны она оказывает прямое влияние на Землю. Гравитационная сила спутника способна перемещать большие массы воды, согласно чередованию ее фаз. Это вызывает приливы или отливы океанов.

Почему Солнце вращается вокруг Земли?

Земля вращается вокруг Солнца, потому что она продолжает поддерживать движение облака частиц, которые ее образовали, и потому что она имеет стабильную орбиту благодаря равновесию, которое существует между ее скоростью и гравитационной силой, действующей на нее со стороны Солнца.

Сколько законов Ньютона?

Три закона Ньютона были впервые опубликованы в 1687 году Исааком Ньютоном (1643-1727) в трехтомном труде «Математические начала натуральной философии» (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica).

Как вычислить второй закон Ньютона?

Второй закон Ньютона гласит: F=ma, или сила равна массе, умноженной на ускорение.

Как работает инерция?

Инерция — это свойство любого тела, которое заставляет его оставаться неподвижным или в MRU, если на него не действует какая-либо сила. Инерция — это свойство любого тела, связанное с большим или меньшим изменением скорости при действии на него какой-либо силы.

Какой самый старый фрукт в мире?

Один из старейших фруктов, открытых человечеством, виноград — это плод виноградной лозы, растения вида Vitis Vinifera. Первые упоминания о нем появились примерно от 6 до 8 лет назад, в период неолита, в регионе Ближнего Востока.

Каким был первый фрукт в мире?

Яблоки были одними из первых фруктов, выращенных людьми, и остаются одними из самых важных фруктов в Европе, Северной Америке и других регионах с умеренным климатом — как для еды, так и для питья.

Каков плод греха?

Символика. В библейском повествовании о сотворении мира, в книге Бытие, Ева не подчиняется повелению не есть плод лиственного райского дерева. Попробуйте, понравится и в конце концов предложите Адаму. В конечном итоге фрукт был описан как яблоко.

Что заставляет луну светить?

«Луна не излучает света, у нее нет собственного света. Когда мы смотрим на небо и видим его сияющим и внушительным, мы на самом деле смотрим на Солнце на Луне. Солнце — первичный источник света, светящееся тело. Луна — это вторичный источник, светящееся тело», — прокомментировал профессор Диего Мендонса.

Что происходит, когда луна становится красной?

Более известное как Кровавая Луна, это полное лунное затмение, астрономическое явление, при котором Луна, Земля и Солнце выровнены. В этот момент Луна входит в тень Земли, закрывается и приобретает красноватый оттенок.

Что может произойти, если Земля перестанет вращаться?

Если бы Земля перестала вращаться, мы, возможно, столкнулись бы с серьезными последствиями, такими как изменение климата и движение океанских вод к полюсам. Если бы Земля перестала вращаться вокруг своей оси, у нас были бы 6-месячные дни и ночи.

Почему в полнолуние не идет дождь?

Отсутствие атмосферы (газового слоя, окружающего планету или другое небесное тело) является ответственной причиной отсутствия дождя на Луне. На самом деле воздух там очень разреженный, его почти нет.

Что вызывает центробежная сила, когда Луна проходит вокруг Земли?

1- Гравитационное притяжение Луны и центробежная сила совместного вращательного движения Луны и Земли являются основными причинами явления приливов.

Как действует сила Луны?

Он оказывает на нас большую гравитационную силу, которая влияет на приливы, делая их более полными или нет – в зависимости от их фазы. Также этот фактор влияет на вращение Земли и заставляет нас удаляться от нашего спутника на 100 см каждые 3,8 лет.

Что заставляет Землю вращаться?

Возможная причина вращения Земли вокруг себя связана с гравитационным моментом. Считается, что сила, оказываемая Солнцем и другими планетами, заставила Землю испытать действие крутящих моментов (моментов силы) и приобрести вращательное движение.

Какая связь между Луной и Землей?

Луна — единственный естественный спутник Земли. При взаимодействии с планетой производит приливы и затмения. Луна — единственный естественный спутник Земли и пятый по величине в Солнечной системе.

Каков закон всемирного притяжения Солнечной системы?

Всемирное тяготение — это закон, продемонстрированный Исааком Ньютоном, который связывает силу притяжения между Солнцем, планетами и другими небесными телами в Солнечной системе. Солнечная система управляется законом всемирного тяготения.

О чем говорит четвертый закон Ньютона?

«Всякому действию всегда есть равное по силе противодействие: взаимные действия двух тел друг на друга всегда равны и направлены в противоположные стороны».

Кто автор закона инерции?

Закон инерции был сформулирован английским физиком Исааком Ньютоном и основан на наблюдениях итальянца Галилео Галилея.

Как появился закон действия и противодействия?

Во время учебы Исаак Ньютон понял, что на каждое действие есть противодействие. Этот физик заметил, что при взаимодействии двух тел одно действует с силой на другое, которое, в свою очередь, возвращает силу первому.

Как закон всемирного тяготения Ньютона связан с третьим законом Кеплера?

На основании закона всемирного тяготения мы смогли определить силу притяжения между двумя телами. Для расчета силы тяжести необходимо знать массы тел и расстояние между ними. Формулу всемирного тяготения можно получить на основе законов Кеплера.

Как определяется третий закон Ньютона?

Третий закон Ньютона, известный как закон действия и противодействия, гласит, что на все силы действия существуют силы реакции равной величины, но противоположного направления.

Как Ньютон открыл закон всемирного тяготения*?

Изучая движение Луны, Ньютон пришел к выводу, что сила, заставляющая ее постоянно находиться на орбите, относится к тому же типу, что и сила, с которой Земля действует на тело, находящееся поблизости. Оттуда он создал Закон всемирного тяготения.

Что такое гравитационная сила?

Гравитационная сила – это сила притяжения, возникающая между всеми телами, имеющими массу. Планета Земля, например, способна притягивать тела вокруг себя к своему центру из-за своего гравитационного поля.

Британника

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полета на Луну до управления космосом — мы изучаем широкий спектр тем, которые питают наше любопытство к космосу!

Страница не найдена

Приносим свои извинения! Этот контент недоступен. Посетите домашнюю страницу Britannica или воспользуйтесь полем поиска ниже.

Викторина «Все об океанах и морях»

5 зданий, которые стоит увидеть в Стамбуле

Направленное энергетическое оружие стреляет болезненными, но не смертельными лучами — похожее ли оружие стоит за синдромом Гаваны?

Первое, Второе, Третье, Движение, Гравитация

Все началось с человека и падающего яблока. ..

Даже если вы не изучали физику, мы уверены, что вы все равно слышали о Ньютоне (знаменитом) законы так или иначе! Но поскольку вы изучаете физику, нам нужно глубже погрузиться в эти законы (первый закон Нетвона, второй закон, третий закон и закон всемирного тяготения Ньютона), чтобы вы могли понять, что означает каждый закон и как они представлены математически. .

Что такое первый закон Ньютона?

Первый закон движения Ньютона фиксирует причины движения и фундаментальную эквивалентность между системами, в которых мы (а) не движемся и (б) движемся с постоянной скоростью . Официальная формулировка первого закона Ньютона:

Тело остается в состоянии покоя или в равномерном прямолинейном движении, если на него не действует сила.

Объяснение простое: объект имеет тенденцию оставаться в своем состоянии, если на него не действует внешняя сила . Если тело находится в состоянии покоя, оно так и останется. Если он движется с определенной скоростью и в определенном направлении, он будет продолжать это движение до тех пор, пока на него не подействует внешняя сила.

Любой предмет, лежащий на столе, полу и т. д. На него не действует результирующая сила, поскольку сила тяжести компенсируется нормальной силой, действующей на горизонтальную поверхность. В результате объект стремится оставаться в покое.

Если мы бросим шарик так, чтобы он покатился по полу, он в конце концов перестанет катиться. Однако, если бы на него не действовала результирующая сила, шарик продолжал бы катиться (вечно!) с той скоростью, с которой мы его бросили. Но в реальных ситуациях у нас есть сила трения , и это создает отрицательное ускорение (замедление), которое в конечном итоге останавливает шарик.

Поскольку нормальная сила и сила гравитации компенсируют друг друга , они не играют роли при рассмотрении движения на плоских горизонтальных поверхностях.

Если мы бросим шар для боулинга по очень длинной дорожке для боулинга, он будет катиться, пока не достигнет конца и не ударит по кеглям. Это происходит потому, что трение намного ниже для шара для боулинга , чем для мрамора. Шар для боулинга сохраняет свою скорость намного дольше, так как его замедление ниже . Идеальная дорожка для боулинга (с нулевым трением) может быть сколь угодно длинной, и шар для боулинга все равно достигнет конца, поскольку его скорость будет постоянной.

Что такое второй закон Ньютона?

Второй закон Ньютона дает полное описание эволюции системы, применимое ко всем системам, не включающим квантовые или релятивистские эффекты. Официальная формулировка второго закона Ньютона:

Тело, на которое действует сила, движется таким образом, что скорость изменения импульса во времени равна силе.

Однако, возможно, вам это знакомо больше:

Суммарная сила, действующая на тело, равна его массе, умноженной на ускорение, создаваемое этой силой.

Обе формулировки обычно эквивалентны, хотя «официальная» более строгая. Вот математическое выражение для второго закона Ньютона:

\[\vec{F} = \frac{d \vec{p}}{dt} = \frac{d}{dt}(m \cdot \vec{v })\]

F — сила, p — импульс (масса, умноженная на скорость), а d/dt указывает дифференцирование по времени (скорость изменения).

Будем считать, что масса не меняется во времени . Производная импульса по времени (то есть скорость его изменения) равна произведению массы на производную скорости, которую мы также называем ускорением . Итак, если масса постоянна во времени, приведенное выше выражение эквивалентно:

\[\vec{F} = m \cdot \vec{a} = m \cdot \frac{d \vec{v}}{ дт}\]

Обратите внимание! Формулировка «полная сила равна произведению массы на ускорение» верна только в том случае, если масса постоянна .

Суть второго закона Ньютона в том, что после рассмотрения всех сил и их направления суммарный эффект, захваченный ускорением, следует тому же направлению, что и суммарная сила, а коэффициентом пропорциональности является масса объекта. Эта масса называется инерционной массой.

Бильярд — прекрасный пример действия законов Ньютона. Сила, приложенная к мячу, должна быть равна произведению массы мяча на его ускорение.

Предположим, у нас есть четыре шара и совершенно горизонтальная поверхность. Четыре шара имеют массу 5 кг, 10 кг, 15 кг и 15 кг. Представьте, что мы прикладываем силу 150 Н в течение 2 секунд к первому, второму и четвертому шарикам и 4 секунды к третьему шарику. Применяя второй закон движения Ньютона, мы получаем следующие данные:

Масса [кг]

Время [с]

Ускорение [м/с ² ]

скорость = а⋅время

Импульс [кг⋅м/с]

импульс=масса⋅скорость

Мяч 1

5 38 2

150/5=30

30⋅2=60

5⋅60=300

Шар 2

10

2

150/10=192525 15⋅2=30

10⋅30=300

Шарик 3

15

4

150/15=10

3 8 09⋅4=240 90 90 0138 15⋅40=600

Шар 4

15

2

150/15=10

10·2=20

602 9122 602 9120=1200

• Как мы видим с шарами 1 и 2, если время равно , скорость более легких тел больше .
• Как мы можем видеть на примере шаров 3 и 4, если сила применяется дольше , конечная скорость будет выше , так как он ускоряется дольше.
• Сравнивая конечный импульс шаров, мы обнаруживаем, что шаров 1, 2 и 4 имеют одинаковый импульс , потому что одна и та же сила была приложена за одинаковое время . Для шара 3 импульс вдвое больше , потому что та же самая сила применялась в два раза дольше, чем .

Что такое третий закон Ньютона?

Третий закон движения Ньютона отражает принцип сохранения , фундаментальный для природы. Он заложил основу для всех теорем сохранения, основанных на симметриях, разработанных в двадцатом веке. Официальная формулировка третьего закона Ньютона:

Если два тела действуют друг на друга с силами, то эти силы равны по величине и противоположны по направлению.

Эта формулировка третьего закона Ньютона довольно проста, и лучше всего ее понять можно на нескольких примерах. Однако важно также учитывать импульс. Благодаря второму закону движения Ньютона мы знаем, что сила эквивалентна скорости изменения импульса тела. Если, согласно третьему закону движения Ньютона, встречные силы равны по величине и имеют противоположные направления, то то же самое относится и к импульсам. Это то, что мы знаем как сохранение импульса .

Ознакомьтесь с нашим объяснением Momentum.

Представьте, что вы сидите на скейтборде на идеально горизонтальном полу, держа в руках баскетбольный мяч. Если вы бросите баскетбольный мяч вперед, вас оттолкнет назад. Это происходит потому, что вы прилагаете силу к баскетбольному мячу. Таким образом, согласно третьему закону движения Ньютона, баскетбольный мяч действует на вас с такой же силой в направлении, противоположном . А поскольку сила равна массе, умноженной на ускорение (F=m⋅a), ускорение баскетбольного мяча больше, чем ваше, потому что ваша масса больше.

Ракеты — прекрасный пример третьего закона движения Ньютона. Они не могут полагаться на трение для перемещения в пространстве, поэтому им нужна противодействующая сила, чтобы толкать их вперед. Они выбрасывают частицы газа за счет сгорания, а сумма их импульсов преобразуется в импульс для ракеты.

Что такое закон всемирного тяготения Ньютона?

В дополнение к трем законам движения Ньютон сформулировал первый закон гравитационного притяжения . Его уравнение: 92} \cdot \vec{er}\]

G – универсальная постоянная гравитации (с приблизительным значением 6,67·10 ^-11 м ³ /кг·с ² ), M – одна из массы притягиваются, а m — другая, r — радиальное расстояние, разделяющее массы, а вектор e _r — единый вектор, соединяющий массы.

Что произойдет, если мы свяжем эту идею со вторым и третьим законами Ньютона?

Мы начнем с третьего закона движения Ньютона, который уравнивает силы, действующие тела друг на друга, что является выражением сохранения импульса. Приведенная выше формулировка гравитации удовлетворяет этому требованию, поскольку обе массы играют эквивалентные роли в уравнении. Обмен массами M и m дает одну и ту же силу , так как расстояние r одинаково. Однако мы должны помнить, что вектор e _r является единым вектором, направленным от одной из масс к другой. Если мы поменяемся их ролями, вектор останется прежним, за исключением знака минус сети , соответствующего противоположному направлению.

Теперь рассмотрим второй закон Ньютона. Если предположить, что сила , действующая на тело массой m, постоянна 92} \cdot \vec{e_r}\]

Мы можем сократить массу m с обеих сторон и увидеть, что ускорение тела зависит от массы другого тела и расстояния между ними . Вот почему ускорение на поверхности Земли постоянно, и все объекты падают с одинаковой скоростью. (Причина, по которой этого не происходит в действительности, заключается в трении воздуха , что означает, что мы должны принимать во внимание аэродинамику объектов. )

Деление на массу при рассмотрении законов движения, подобных закону Ньютона, кажется простым. Однако масса, измеряющая гравитационное взаимодействие, не обязательно должна совпадать с массой, измеряющей инерционные свойства тела. Принцип, утверждающий, что эти величины равны, является одной из основных аксиом физики, а именно p принцип эквивалентности.

Космические технологии дают великолепный пример действия закона всемирного тяготения во время запуска. Ракеты должны притягивать силу, превышающую притяжение Земли, и достигать определенной скорости, чтобы выйти на орбиту. Эта сила противоположна силе тяжести.

Законы Ньютона: диаграммы свободного тела

Диаграмма свободного тела — это схема только рассматриваемого объекта и действующих на него сил. Объект или «тело» обычно изображается в виде прямоугольника или точки. Силы показаны в виде тонких стрелок, направленных от центра прямоугольника или точки. Упор делается на силы, поэтому их нужно нарисовать точно и в масштабе . Важно пометить каждую стрелку, чтобы показать величину силы, которую она представляет. Также может быть показан тип задействованной силы.

Вот очень простой пример диаграммы свободного тела. Обратите внимание, что он не показывает все силы, действующие на объект (например, обычно вы также показываете нормальную силу и гравитационную силу, действующие на объект).

Пример диаграммы свободного тела.

• Диаграммы свободного тела содержат количественная информация , необходимая для решения задач.
• Системные диаграммы помогают только понять проблему и визуализировать ее.

Законы Ньютона. Ключевые выводы

• Ньютон сформулировал три закона движения, которые остаются фундаментальными краеугольными камнями классической механики.
• Первый закон движения Ньютона гласит, что тело имеет тенденцию оставаться в состоянии движения или покоя, если на него не действует внешняя сила.