Три закона ньютон: Три закона Ньютона с подробными объяснениями - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

Newton’s Laws of Getting Stuff Done

От редакции

Интернет-журнал научного юмора и на тридцатом году своего существования отвечает своему девизу Желаем процветания той науке, которую вы придумаете!. Молодой ученый на основе зарубежного опыта открыл новое научное направление – физическую психологию. Оказывается, с помощью законов Ньютона можно изменить жизнь обычных людей!

e-lub
4 Nov 15

УДК 531:159.9.075

Один из главных в Интернете специалистов по поведенческой науке Джеймс Клир пытается совместить физику и психологию в своей новой книге, а в свежей записи в своем блоге предлагает изменить жизнью с помощью знания и использования трех законов термодинамики Исаака Ньютона.

В 1687 году сэр Исаак Ньютон опубликовал новаторскую книгу Математические начала натуральной философии, в которой описал три главных закона термодинамики.

Фактически, Ньютон заложил основу классической механики и физики.

Большинство людей об этом не знают, но эти три закона можно использовать для улучшения качества своей жизни и повышения продуктивности. Вот эти законы, и как их правильно трактовать в быту.

I закон Ньютона – закон инерции

Если на объект не действует внешняя сила, то он продолжает находиться в состоянии покоя или постоянного движения. Объекты, находящиеся в движении, имеют тенденцию оставаться в движении, а неподвижные объекты, если их ничто не сдвинет с места, будут оставаться в состоянии покоя.

Если задуматься о нашей жизни, то этот закон можно считать одним из фундаментальных для Вселенной. И именно он служит причиной нашей прокрастинации: если мы привыкли ничего не делать без внешнего давления, то ничего без него и не начнем делать. С другой стороны, закон работает и в обратном направлении тоже. Объекты, находящиеся в состоянии движения, при неизменности внешней среды будут оставаться в движении.

Для нас, офисных тружеников, это означает одно: нам нужно найти способ подтолкнуть себя, то есть просто начать работу. После того, как вы ее начнете, оставаться в движении будет намного проще.

Если вы чувствуете, что застряли, попробуйте правило двух минут. Оно гласит, что вам нужно выделить в общей задаче подпункт, который можно выполнить всего за две минуты. Например, не написать пост целиком, а лишь один абзац из него. Не убрать квартиру сразу целиком, а хотя бы пройтись пылесосом по спальне. Если вы поработаете две минуты, вам будет проще решиться продолжать.

Вот еще несколько примеров из жизни.

✓Прямо сейчас вам может жутко не хотеться выходить на пробежку. Но решиться будет проще, если вы с утра поставите кроссовки возле двери и загодя наполните бутылку с водой. После этого вам будет проще выйти за дверь утром;

✓Прямо сейчас, когда вы смотрите на пустую страничку в редакторе Word, вам трудно решиться начать составлять отчет. Но уделите делу всего две минуты – и вам будет проще продолжать;
✓Прямо сейчас вам может быть очень трудно заняться рисованием. Но если вы возьмете лист бумаги и будете изо всех сил нарисовать хоть что-нибудь – хоть случайные линии, то мозгу будет проще настроиться на творческую работу.

II закон Ньютона – дифференциальный закон движения

F = m × a

Векторная сумма сил, действующих на объект, равна массе этого объекта, умноженной на вектор ускорения объекта. Т.е. сила равна массе, умноженной на ускорение.

Сила F является вектором. Вектор включает в себя интенсивность и направление. Другими словами, если вы хотите получить ускорение в нужном направлении, то вам нужно или прикладывать больше усилий, или изменит вектор, т.е. род своих занятий. Это в равной степени относится как к большим жизненным решениям, так и к малым.

Но размер вашей физической силы ограничен. Он может расти со временем, но это все равно конечная величина. Поэтому самое важное в вашей жизни – не только стараться и много работать, но и осознавать, что именно вы делаете и в каком направлении двигаетесь.

III закон Ньютона – сила действия равна силе противодействия

Когда одно тело давит на другое, то другое тело оказывает силу противодействия. Она равна силе действия и имеет прямо противоположное направление силе действия.

У каждого из нас есть средняя скорость движения по жизни. Ваша жизнь в целом – это баланс продуктивных и непродуктивных дел, позитивных и негативных сил, которые на нее действуют.

Есть силы, которые помогают нам жить: фокус, позитивный настрой, мотивация. Есть силы, которые мешают нам двигаться вперед: стресс, недостаток сна, привычка браться за много задач одновременно и т.д.

Если мы хотим стать более эффективным и продуктивным, то у нас есть два варианта. Первый: мы можем либо стремиться нарастить влияние позитивной силы: выпить кофе, собраться, заставить себя поработать. Вот почему люди принимают наркотики, помогающие им сосредоточиться, и смотрят мотивационные ролики на YouTube.

Таким образом мы прикладываем усилия, чтобы подавить непродуктивные силы, которые на нас воздействуют. Очевидно, что такая стратегия имеет определенный эффект, но лишь до тех пор, пока она не истощит наши силы.

Куда эффективнее попробовать второй вариант: снизить негативное воздействие вредных сил. Хорошо высыпайтесь, правильно питайтесь, отдыхайте, гуляйте с друзьями, проводите время с семьей. И тогда вы автоматически станете продуктивнее и целеустремленнее.

Приглашение к обсуждению прочитанного

Из wikipedia.org

Математические начала натуральной философии, фундаментальный труд Ньютона, в котором он сформулировал закон всемирного тяготения и три закона движения, ставшие основой классической механики и названные его именем.

Первый закон Ньютона постулирует существование инерциальных систем отсчета.

Microsoft Word, текстовый процессор, предназначенный для создания, просмотра и редактирования текстовых документов, с локальным применением простейших форм таблично-матричных алгоритмов.

Второй закон Ньютона, дифференциальный закон движения, описывающий взаимосвязь между приложенной к материальной точке силой и получающимся от этого ускорением этой точки.

Третий закон Ньютона описывает, как взаимодействуют две материальные точки.

Опечатка Исаака Ньютона

Математические начала натуральной философии Исаака Ньютона считаются одним из величайших научных трудов, тысячи ссылок на выдающуюся работу гениального британского учёного это только подтверждают. На протяжении трёх сотен лет работа Ньютона входит в число самых цитируемых монографий в истории науки, но тем удивительней тот факт, что всё это время Начала содержали элементарную математическую ошибку, на которую до недавнего времени никто не обращал внимания.

В одном из разделов Начал Ньютон приводит формулу для расчёта массы известных планет, в которой, среди прочего используется величина угла, образованного двумя определёнными линиями. В одних расчётах Ньютон работает с углом величиной 11 угловых секунд, а в другой части этих же вычислений использует угол 10,5 секунд.

Надо сказать, ошибка носит формальный характер и никак не сказывается на ценности научных выкладок Ньютона, однако остаётся неясным, каким образом тысячи людей, которые в течение сотен лет штудировали труд британца, сумели проглядеть эту опечатку? Ошибка недавно была обнаружена 23-летним студентом по имени Роберт Гаристо, который вероятно, будет хвастаться своим внукам, что превзошёл самого Ньютона если не в научных достижениях, то по крайней мере – во внимательности.

Три закона Ньютона. Действие и противодействие, инерция и ускорение

Ньютон был величайшим ученым, которому удалось объединить накопленные к тому времени знания о движении физических тел и на этой основе сформулировать простые и удивительно точные законы.

Тела покоящиеся и тела движущиеся

Исаак Ньютон (1642–1727) — всемирно известный физик, математик и астроном

Ученые и мыслители на протяжении многих веков пытались вывести универсальные законы движения, которые были бы применимы к любым объектам, от песчинок до планет, но эта задача казалась неразрешимой. Как же это удалось Ньютону? Он сумел увидеть мир как нечто цельное, состоящее из мельчайших частиц. А все разнообразие этого мира, считал Ньютон, — результат различий в их движении.

Главная идея законов классической механики заключается в том, что тела взаимодействуют друг с другом, и все изменения в их состоянии (уменьшение или увеличение скорости, начало или прекращение движения) зависят от этих взаимодействий.

Уже первый закон, сформулированный Ньютоном, звучал революционно для своего времени. По утверждению ученого, если какой-то объект оставить в покое и не трогать, то он будет продолжать равномерно и прямолинейно двигаться (если до этого двигался) или останется на месте (если до этого был неподвижен). Это называется инерцией. В чем же революционность этого закона? Все предшественники ученого, начиная с Аристотеля, считали, что для постоянного движения нужно постоянное применение силы. Ньютон первым смог доказать, что это не так.

На первый взгляд, наш повседневный опыт опровергает этот закон. Если велосипедист перестанет крутить педали, то его транспортное средство остановится. Это действительно так, но не нужно забывать, что на велосипед воздействуют внешние силы: трение, сопротивление воздуха. Если бы их не было, то велосипед двигался бы по прямой линии бесконечно долго.

Если на объект начнет действовать сила, он изменит свою скорость и направление движения. Это называется ускорением. При помощи таких понятий, как сила и ускорение, можно объяснить движение небесных тел, например обращение Земли вокруг Солнца. То, что планета перемещается по искривленной орбите (то есть меняет направление, отклоняясь от прямой линии), означает, что она движется с постоянным ускорением, направленным к центру орбиты. Сила, которая на нее при этом воздействует, — это сила гравитации.

Законы движения Ньютона объяснили движение объектов на Земле и в космосе и заложили основы космонавтики

Законы движения Ньютона справедливы для любых механических систем, от маятника до космической ракеты, и для любых природных объектов, от молекул до звезд.

Яблоко притягивает землю — и наоборот

Чем больше сила, воздействующая на объект, тем большее ускорение он приобретает. Но не все так просто. Если толкнуть пластмассовый кубик, он продвинется достаточно далеко. Если же воздействовать с той же самой силой на кирпич, он переместится всего на пару миллиметров. В чем тут дело, понятно любому: кирпич тяжелее. Так вводится новое понятие— масса. Чем больше масса тела, тем меньше будет его ускорение под воздействием заданной силы. Это и есть второй закон Ньютона. В упрощенной математической форме он выглядит так: F = ma, где F— сила, m— масса, а— ускорение.

Этот закон открыл новые горизонты в физике и естественных науках в целом. Ведь если знать любые две характеристики из формулы, легко можно вычислить третью, будь то скорость падения тела на землю, сила, воздействующая на электрон, или масса небесного объекта.

Если бы не второй закон термодинамики, который заставляет хаос возрастать, автомобили бы не ржавели

Действие равно противодействию — это третий закон Ньютона, который находит самые широкие сферы применения. Если какое-либо тело (назовем его телом А) воздействует на тело Б, то тело Б в ответ воздействует на тело А. Причем силы их воздействий имеют противоположное направление. Созревшее яблоко падает на Землю, потому что она притягивает его силой гравитации. Но яблоко тоже притягивает к себе Землю, хотя эта попытка и обречена на провал из-за несопоставимой разницы в массе.

“При изучении наук примеры полезнее правил.” Исаак Ньютон

Поделиться ссылкой

Три закона движения Ньютона

Engage: Безопасность прежде всего Изучите 1: Продолжайте идти и двигайтесьИзучите 2: Двигайтесь с одинаковой скоростьюИзучите 3: Равенство, но противоположностьОбъясните: Законы движенияРазработайте: Исследование 2-го закона движения НьютонаОцените: Три закона движения Ньютона ВикторинаПримечания для учителя

Согласно Национальной безопасности Совета, в автомобильных авариях погибает больше подростков, чем в результате самоубийств и убийств вместе взятых. Однако автомобильные аварии среди подростков можно предотвратить, и родители играют важную роль в обеспечении того, чтобы их дети-подростки не попали в эту статистику. Вот несколько фактов о подростковом вождении:

Самый опасный период в жизни подростка-водителя — первые 12 месяцев самостоятельного вождения.
Подростки чаще всего разбиваются из-за неопытности.

Большинство ночных аварий со смертельным исходом с участием водителей-подростков происходит до полуночи.
Подростки действительно учатся водить, наблюдая за безопасным вождением своих родителей.
Более половины подростков, погибших в автокатастрофах, не были пристегнуты ремнями безопасности.

Посмотрите видео ниже и ответьте на следующие вопросы.

Источник

Ответьте в своей тетради по науке на следующие вопросы.

Какие различия между двумя автомобильными авариями, показанными на видео, вы заметили?
Какие средства безопасности автомобиля использовались до и во время аварии?

Пройдите тест по безопасности автомобиля ниже. Чтобы повторно пройти тест, перезагрузите страницу и выберите «Нет», когда появится диалоговое окно «Возобновить тест».

Процитируйте источник

http://www.cdc.gov/motorvehiclesafety/seatbeltbrief/

Знаете ли вы, что все объекты по своей природе являются постоянными? Да, они действительно есть. Объекты склонны продолжать делать то, что они делают, если на них не повлияет внешняя сила.

Нажмите на картинку ниже, чтобы поиграть с симуляцией. Затем в своей научной тетради ответьте на приведенные ниже вопросы.

Какое начальное действие саней и статуи при открытии ссылки?
С помощью компьютерной мыши нажмите, удерживайте, сдвиньте и отпустите салазки влево. Опишите, что происходит.
Пока сани движутся, нажмите на них еще раз. Опишите, что происходит.
Теперь, используя компьютерную мышь, нажмите, удерживайте, сдвиньте и отпустите салазки вправо. Опишите, что происходит.
Наконец, пока сани движутся, нажмите на них еще раз. Опишите, что происходит.
Что означают щелчки, удерживание и скольжение мыши?
Если бы вы не нажимали на движущиеся салазки, что бы произошло?

Cite Source

http://interactagram.com

Большинство людей знают, что более тяжелые объекты требуют большей силы, чтобы переместиться на то же расстояние, что и более легкие объекты, за то же время. В этом упражнении вы будете манипулировать массами двух саней и силой, действующей на них, чтобы сравнить их ускорение.

Нажмите на картинку ниже, чтобы поиграть с симуляцией, а затем следуйте инструкциям.

1. В свою тетрадь по науке скопируйте приведенную ниже таблицу.

Салазки А			Салазки B
Масса	Сила	Ускорение	Масса	Сила	Ускорение
1	2		2	2
2	2		2	4
2	3		2	2
2	4		4	2
2	2		3	3
4	3		2	1
1	4		2	2
2	4		1	2
4	2		2	1
3	2		3	4

2. Обозначьте салазки сверху как салазки A, а салазки внизу как салазки B.
3. Вы можете управлять массой и силой салазок, нажимая на знаки плюс и минус.
4. Чтобы сани начали двигаться, нажмите «запустить».
5. Сброс для изменения их масс и сил.
6. Воспользуйтесь симуляцией, чтобы заполнить таблицу, которую вы создали в своей научной тетради. Измените массы и силы двух саней, как указано в таблице, а затем запишите ускорение каждого саней.

В своей тетради по науке ответьте на следующие вопросы.

1. Опишите движение двух саней одинаковой массы, когда сила, действующая на них, неодинакова.
2. Опишите движение двух саней разной массы при одинаковой силе, действующей на них.
3. Могут ли два саней с разной массой иметь одинаковое ускорение? Объясните и приведите доказательства.

Процитировать источник

http://interactagram.com

Почему вам больно, когда вы случайно натыкаетесь на бетонную стену? Почему насекомые разбрызгиваются, когда ударяются о лобовое стекло? В этом упражнении по моделированию вы узнаете, что происходит, когда два объекта соприкасаются друг с другом.

Нажмите на картинку ниже, чтобы поиграть с симуляцией. Затем следуйте инструкциям.

1. В свою тетрадь по науке скопируйте приведенную ниже таблицу.

Салазки А		Сила	Салазки B
Масса	Ускорение	Сила	Масса	Ускорение
3		2	3
2		2	4
3		2	1
2		3	3
3		3	2
4		3	3
3		4	2
4		4	3
1		4	3

2. Обозначьте сани слева как сани A, а сани справа как сани B.
3. Вы можете управлять массой и силой салазок, нажимая на знаки плюс и минус.
4. Чтобы сани начали двигаться, нажмите «запустить».
5. Вы будете сброшены, чтобы изменить их массы и силы.
6. Заполните таблицу, которую вы создали в своей научной тетради, используя моделирование. Измените массы и силы двух саней, как указано в таблице, а затем запишите ускорение каждого саней.

В своей тетради по науке ответьте на следующие вопросы.

Что вы заметили в ускорении двух саней с одинаковой массой, когда вы запускали их с разной силой?
Что вы заметили относительно ускорения двух саней, запущенных с одинаковой силой, когда масса одних саней в два раза больше массы других?

Исаак Ньютон ввел три закона движения. Эти три закона легли в основу науки о движении объектов, на которые действуют силы. Объекты могут быть крупными объектами, такими как планеты и звезды во вселенной, или они могут быть небольшими объектами, которые вы можете найти на Земле, такими как автомобили и бейсбольный мяч. Нажмите на видео ниже, чтобы узнать больше о трех законах движения Ньютона.

Источник

Мэнли, Джошуа (дизайнер). (2012). 3 закона Ньютона с велосипедом. [Видеофайл]. Получено с http://ed.ted.com/lessons/joshua-manley-newton-s-3-laws-with-a-bicycle#watch

В своей тетради по науке ответьте на следующие вопросы.

Что утверждает Первый закон движения Ньютона? Как иначе называется этот закон движения?
Напишите математическую формулу второго закона движения Ньютона и объясните ее.
Что утверждает Третий закон движения Ньютона?
Используя свои знания о трех законах движения Ньютона, напишите свой собственный пример каждого закона. Не забудьте подкрепить свои примеры подробными пояснениями.
Вспоминая видео из части этого урока, посвященной взаимодействию, используйте понятия, которые вы узнали из Трех законов движения Ньютона, чтобы объяснить, что произошло с манекенами.

Исаак Ньютон ввел идею о том, что ускорение, возникающее при движении объекта, зависит как от массы объекта, так и от величины силы, действующей на объект. Во втором законе движения он описал взаимосвязь между массой объекта, ускорением объекта и результирующей силой, действующей на объект. Это соотношение можно записать в виде уравнения:

F = m x a

, где
«F» — чистая сила, действующая на объект, выраженная в ньютонах (Н),
«m» — масса объекта, выраженная в килограммах (кг), а
«а» — ускорение объекта, выраженное в метрах на секунду в квадрате (м/с/с).

Вот пример задачи, связанной со вторым законом Ньютона.

Ученик толкает тележку с садовыми растениями. Общая масса фургона и садовых растений 45 кг. Если вагон ускоряется со скоростью 0,95 м/с/с, какую силу приложил мальчик, чтобы толкнуть тележку?

Дано:                                                          Решить:
F = неизвестно                                    F = m x a
м = 45 кг                                                                                      F = 42,75 N

В вашей науке тетрадь попробуй решить эту проблему. Когда закончите, покажите свою работу учителю.
Ящик тащили по покрытому льдом озеру. Ящик ускоряется со скоростью 1,18 м/с2 и притягивается силой 67 Н. Какова масса ящика? Округлите ответ до сотых.

Теперь давайте продолжим исследование второго закона Ньютона в лаборатории моделирования.

Загрузите «Исследование второго закона Ньютона (с помощью моделирования)» из связанных документов.

Убедитесь, что на вашем компьютере установлена Java, чтобы симуляция запустилась.

Нажмите на картинку ниже, чтобы начать симуляцию.

Когда он спросит: «Вы хотите запустить это приложение?» нажмите «Выполнить».

Нажмите, чтобы запустить

Процитировать источник

http://phet.colorado.edu/en/simulation/forces-1d

Пройдите тест, чтобы проверить свое понимание трех законов движения Ньютона.

Этот ресурс представляет собой набор интерактивных материалов, видео и других цифровых материалов, собранных в концептуально построенном формате урока 5E. Он предоставляет альтернативные или дополнительные варианты обучения первого уровня для учащихся, изучающих три закона движения Ньютона — физику TEKS (4) (D). Задания требуют участия учащихся с возможностью самостоятельной проверки и проверки учителем формативной оценки. Например, после того, как учащиеся запишут наблюдения и данные в свои тетради, им может быть предложено подготовиться к тому, чтобы поделиться своими ответами с классом.
Просмотрите ресурс, прежде чем назначать его своим учащимся, чтобы проверить необходимые знания, потребности в дифференциации и требования к последующим действиям учащихся, если это необходимо. Учащимся понадобится научный блокнот или что-то, в чем они будут записывать свои ответы.

5E ЦИКЛ	НАЗВАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ	РЕЗУЛЬТАТ СТУДЕНТА	ПОСЛЕДУЮЩИЕ МЕРЫ
ВКЛЮЧИТЬ	Безопасность превыше всего	Обсудите важность ремней безопасности и подушек безопасности как элементов безопасности автомобиля.	Самопроверка безопасного вождения.
УЗНАТЬ 1	Продолжай идти и идти	Задайте инерцию.	Приведите примеры объектов, демонстрирующих Первый закон движения Ньютона.
УЗНАТЬ 2	Движение с одинаковой скоростью	Обсудите, как на силу влияет масса и ускорение объекта.	Приведите примеры того, как масса и ускорение влияют на силу, действующую на объект.
УЗНАТЬ 3	Равные, но противоположные	Объясните закон действия и противодействия.	Приведите примеры сочетания действия и противодействия.
ОБЪЯСНЕНИЕ	Законы движения	Кратко обсудите три закона движения Ньютона и приведите достоверные примеры.	Подведение итогов учителем или классом.
РАЗРАБОТКА	Исследование второго закона движения Ньютона	Используйте формулу F = m x a для решения типовых задач, связанных со вторым законом Ньютона. ПРИМЕЧАНИЕ. Убедитесь, что на вашем компьютере установлена Java, чтобы симуляция запустилась.	Самопроверка на других примерах задач.
ОЦЕНКА	Три закона движения Ньютона Викторина	Используйте концепции трех законов движения Ньютона для описания движения объекта. Манипуляции с формулой F = m x a	Самопроверка.