Psihologija Priče Obrazovanje

Što kaže 3. Newtonov zakon. Newtonova tri zakona: definicije i primjeri

DEFINICIJA

Izjava trećeg Newtonovog zakona. Dva tijela djeluju jedno na drugo jednake veličine i suprotnog smjera. Te su sile iste fizičke prirode i usmjerene su duž ravne linije koja povezuje njihove točke primjene.

Opis trećeg Newtonovog zakona

Na primjer, knjiga koja leži na stolu djeluje na stol sa silom koja je izravno proporcionalna njenoj vlastitoj i usmjerena okomito prema dolje. Prema trećem Newtonovom zakonu, stol u isto vrijeme djeluje na knjigu s apsolutno istom silom, ali usmjeren ne prema dolje, već prema gore.

Kada jabuka padne sa stabla, na jabuku djeluje Zemlja silom njenog gravitacijskog privlačenja (zbog čega se jabuka kreće jednoliko ubrzano prema površini Zemlje), ali u isto vrijeme jabuka također privlači Zemlju k sebi istom silom. A to što nam se čini da je upravo jabuka ta koja pada na Zemlju, a ne obrnuto, posljedica je. Masa jabuke u usporedbi s masom Zemlje mala je do neusporedivosti, stoga je jabuka ta koja je vidljiva očima promatrača. Masa Zemlje je, u usporedbi s masom jabuke, ogromna, pa je njeno ubrzanje gotovo neprimjetno.

Isto tako, ako šutnemo loptu, lopta nas vraća. Druga stvar je da lopta ima mnogo manju masu od ljudskog tijela, pa se njezin udar praktički ne osjeća. Međutim, ako udarite tešku željeznu loptu, odgovor se dobro osjeti. Zapravo, svaki dan "udaramo" vrlo, vrlo tešku loptu - naš planet - mnogo puta svaki dan. Guramo ga svakim svojim korakom, samo što pritom ne odlijeće ona, nego mi. A sve zato što je planet po masi milijune puta veći od nas.

Dakle, treći Newtonov zakon kaže da se sile kao mjera interakcije uvijek pojavljuju u parovima. Te sile nisu uravnotežene, jer se uvijek primjenjuju na različita tijela.

Treći Newtonov zakon vrijedi samo u i vrijedi za sile bilo koje prirode.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Vježbajte Masa od 20 kg leži na podu dizala. Dizalo se kreće ubrzanjem m/s usmjerenim prema gore. Odredite silu kojom će teret djelovati na pod lifta.
Riješenje Napravimo crtež

Na opterećenje u dizalu utječu sila gravitacije i sila reakcije oslonca.

Prema drugom Newtonovom zakonu:

Usmjerimo koordinatnu os kao što je prikazano na slici i napišemo ovu vektorsku jednakost u projekcijama na koordinatnu os:

odakle je sila reakcije oslonca:

Teret će djelovati na pod lifta silom jednakom njegovoj težini. Prema trećem Newtonovom zakonu ta je sila po apsolutnoj vrijednosti jednaka sili kojom pod lifta djeluje na teret, t.j. snaga reakcije podrške:

Ubrzanje gravitacije m/s

Zamjenom numeričkih vrijednosti fizičkih veličina u formulu, izračunavamo:

Odgovor Opterećenje će djelovati na pod lifta sa silom od 236 N.

PRIMJER 2

Vježbajte Usporedite module ubrzanja dviju kuglica istog polumjera tijekom interakcije ako je prva kugla izrađena od čelika, a druga od olova.
Riješenje Napravimo crtež

Udarna sila kojom druga kugla djeluje na prvu:

i udarna sila kojom prva lopta djeluje na drugu:

Prema trećem Newtonovom zakonu, te su sile suprotne po smjeru i jednake po veličini, pa se mogu zapisati.

Drugi zakon gibanja Isaaca Newtona opisuje što se događa kada vanjska sila djeluje na masivno tijelo u mirovanju ili u jednoličnom linearnom gibanju. Što se događa s tijelom iz kojeg se primjenjuje ova vanjska sila? Ova situacija je opisana 3 Newtonov zakon gibanja. Kaže: Snaga djelovanja jednaka je snazi ​​reakcije.

Kretanja 1687. u svom izvornom djelu "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica" (Matematički principi prirodne filozofije), u kojem je formalizirao opis kretanja masivnih tijela pod utjecajem vanjskih sila.

Newton je otkrio raniji rad Galilea Galileija, koji je razvio prve točne zakone gibanja mase, prema Gregu Botunu, profesoru fizike na Državnom sveučilištu Oregon. Galilejevi pokusi pokazali su da se sva tijela ubrzavaju istom brzinom, bez obzira na veličinu ili masu. Newton je također kritizirao i proširio rad Renéa Descartesa, koji je također objavio skup zakona prirode 1644., dvije godine nakon Newtonova rođenja. Descartesovi zakoni vrlo su slični Newtonovom prvom zakonu gibanja.

Sile uvijek dolaze u paru; kada se jedno tijelo gura protiv drugog, drugo tijelo gura natrag jednako snažno. Na primjer, kada gurnete kolica, kolica reagiraju prema vama; kada povučete uže, uže pada natrag na vas; a kada vas gravitacija vuče prema tlu, tlo se suprotstavlja vašim stopalima. Pojednostavljena verzija ovog fenomena izražena je kao "Ne možete dirati, a da vas ne dotakne".

Ako tijelo A djeluje silom F na tijelo B, tada tijelo B djeluje jednaku i suprotnu silu -F natrag na tijelo A. Matematički izraz za to je FAB = -FBA

Indeks AB označava da A djeluje silom na B, a BA označava da B djeluje silom na A. Predznak minus označava da su sile u suprotnim smjerovima. Često se FAB i FBA nazivaju akcijska sila i sila reakcije; međutim, čiji je izbor potpuno proizvoljan.

Ako je jedan objekt mnogo, puno masivniji od drugog, posebno u slučaju kada je prvi objekt usidren za Zemlju, praktički se sva akceleracija prenosi na drugi objekt, a ubrzanje prvog objekta može se sigurno zanemariti. Na primjer, ako biste bacili loptu prema zapadu, ne morate pretpostaviti da ste zapravo izazvali rotaciju Zemlje kako bi se lagano ubrzala dok je lopta bila u zraku. Međutim, ako ste na koturaljkama i bacite kuglu za kuglanje, počet ćete se kretati unatrag primjetnom brzinom.

Netko bi mogao upitati: "Ako su dvije sile jednake i suprotne, zašto se ne poništavaju?" Zapravo, u nekim slučajevima jesu. Zamislite knjigu koja leži na stolu. Težina knjige gura se o stol sa silom mg, a stol se suprotstavlja knjizi jednakom i suprotnom silom. U ovom slučaju sile jedna drugu poništavaju. Razlog tome je što obje sile djeluju na isto tijelo, a Newtonov treći zakon opisuje dva različita tijela koja djeluju jedno na drugo.


Zamislite konja i kola. Konj vuče iza kola, a kola se naslanjaju natrag na konja. Dvije su sile jednake i suprotne, pa zašto se onda kolica uopće kreću? Razlog je taj što konj također djeluje silom na tlo, koje je izvan konjskog sustava, a tlo vrši reakciju na konja, uzrokujući njegovo ubrzanje.

Treći Newtonov zakon na djelu

Rakete koje putuju svemirom prihvaćaju sva tri Newtonova zakona gibanja.

Kada se motori ispaljuju i pokreću projektil naprijed, to je rezultat reakcije. Motor sagorijeva gorivo, koje ubrzava prema stražnjem dijelu broda. To uzrokuje da sila u suprotnom smjeru potjera projektil naprijed. Potisci se također mogu koristiti na bočnim stranama rakete za promjenu smjera, ili na prednjoj strani za stvaranje protusile za usporavanje rakete.

A ako tijekom rada izvan rakete astronautu pukne uže i oni se udalje od rakete, jednim od njihovih alata može se, na primjer, promijeniti smjer i vratiti na raketu. Astronaut može baciti čekić u potpuno suprotnom smjeru od onoga kamo želi ići. Čekić će vrlo brzo odletjeti od rakete, a astronaut će se vrlo polako vratiti u raketu. Zbog toga se treći Newtonov zakon smatra temeljnim principom raketne znanosti.

Pokušat ćemo razmotriti jedan od osnovnih zakona Svemira - zakon karme, ili, kako ga u znanstvenom svijetu nazivaju, zakon uzroka i posljedice.

Pokušat ćemo razmotriti jedan od osnovnih zakona Svemira - zakon karme, ili, kako ga u znanstvenom svijetu nazivaju, zakon uzroka i posljedice. Čak i školarac može to ukratko formulirati: svaka akcija ima reakciju.

Isto kažu i Vede: „Za svako naše djelovanje, bilo da se radi o misli, osjećaju, riječi ili fizičkoj radnji, Univerzum ima određenu protu-radnju, a nagrada - ovo ili kazna - ovisi o djelovati.

I ako u običnom životu osoba nikada ne može čekati nagradu ili kaznu od vlade, sudskih vlasti, okolnih ljudi - budući da su i sami pod utjecajem ovog zakona, onda na univerzalnoj razini sam Stvoritelj nadzire poštivanje ovog zakona . "Ni vlat trave se ne miče bez volje Božje." To je zakon karme koji oblikuje sudbinu osobe.

Što je sudbina i odakle dolazi? Nadam se da je svaki čitatelj razmišljao o pitanjima: "Tko sam ja? Zašto sam rođen na ovom mjestu i u ovoj obitelji?", "Koji je smisao mog života?", "Zašto patim?" - s tim pitanjima počinje istinski ljudski život. Ako osoba razmišlja samo o tome kako jesti, spavati, kopulirati i zaštititi se, onda se ne razlikuje od životinje. Svaka osoba ima sudbinu - rođena je beba, a on ima životnu liniju, postoji natalna karta koja vam omogućuje da lako odredite glavne prekretnice sudbine.

Sjećam se kako sam u ožujku 1994. posjetio gradić blizu Madrasa (Južna Indija), gdje su u Vishnu hramu dva brahmana (svećenici, sveštenici) gledali u Rashi (natalnu kartu napravljenu prema indijskom sustavu) i na crte na njihove ruke, ispričale su vam sudbinu: tko ste, iz koje ste zemlje, kako vam je prošlo djetinjstvo, kakva je vaša obiteljska i financijska situacija, što vas čeka itd. itd. - s točnošću do 90 posto. I uglavnom nije tako teško. Na mojim tečajevima studenti nakon nekoliko mjeseci obuke mogu reći, na primjer, kako će osoba imati obiteljski život u ovoj inkarnaciji.

Ima puno sjajnih ljudi (i ne velikih, usput rečeno), kojima je sudbina bila predviđena kao djetetu: to su Aleksandar Veliki, A. S. Puškin, predsjednik Kennedy i drugi. Također, svi znaju da su u svakom trenutku postojali veliki vidioci, poput Vange i Nostradamusa, koji su s velikom točnošću predviđali budućnost. Sve to potpuno pobija stavove onih znanstvenika koji vjeruju da je sve na ovom svijetu slučajno. Ali budućnost, koja se predviđa s barem nekoliko posto točnosti, više nije slučajna.

Ona također, blago rečeno, nadopunjuje modernu kršćansku doktrinu (naglašavam: modernu, budući da su prvih tristo godina kršćani vjerovali u reinkarnaciju. I tek na jednom od prvih ekumenskih sabora rasprava o preseljenju duše bila je isključeno – to je povijesna činjenica).

Pitajte bilo kojeg kršćanskog propovjednika: "Zašto ima djece koja umiru teškom smrću, i kamo idu?", "Zašto se netko rodi u obitelji milijunaša i ne zna što su bolesti, a netko se rodi u siromahu obitelj i pati cijeli život?"

Ali ako prihvatimo koncept transmigracije duša i zakon karme, onda će sve doći na svoje mjesto. Uostalom, primamo i liječnike u skladu sa svojom sudbinom. Pišem ovaj članak doslovno tijekom operacije koju je podvrgla moja kćer. Operacija je vrlo ozbiljna, samo je teža transplantacija srca.

I ovo me također još jednom podsjeća na zakon karme. Prije šest godina, poznati vedski astrolozi u Moskvi, analizirajući moje životne i karmičke zadatke (imamo takvo pravilo da „vodimo“ jedni druge), rekli su mi da sam u prethodnom životu radio to i to, a u ovom Rodit ću se djevojčica s bolesnim srcem. I nije mi preostalo ništa drugo nego da priznam da se ova već rodila.I iako su svi doktori govorili u jedan glas - živjet će najviše 3-4 godine, ja, poznavajući njezinu sudbinu, bila je drugačijeg mišljenja I u ovoj fazi (kao, usput rečeno, prije i u budućnosti) ona živi u skladu sa sudbinom i Višom voljom, a ne u skladu s mišljenjem liječnika. od nas, usput.

Klasifikacija karme – iz primarnih izvora. Sada bih želio dati opis zakona karme - tako ili gotovo onako kako je dat izravno u primarnim izvorima u Vedama. Od sada je riječ "karma" poznata, a različiti ljudi, izgovarajući je, unose različita značenja u nju. Postoje mnogi "specijalisti" za karmu koji tvrde da mogu "očistiti" vašu karmu, a da ne znaju što znači riječ "karma". Karma znači "akcija" (sanskrt). Uključuje sljedeće koncepte

  • sanchita - karma nakupljena u prethodnim životima;
  • prarabdha - dio akumulirane karme, određen za trenutnu inkarnaciju;

    kriyaman - karma koju stvaramo u sadašnjem životu;

  • agami - karma budućih inkarnacija, ako sadašnjost nije posljednja.

Tu je i vikarma, ona uključuje:

    anti-roditeljska karma;

  • protuobiteljska karma;
  • antisocijalna karma;

  • anti-ljudska karma.

Akarma: Onaj tko je dosegao određenu razinu ljubavi prema Bogu više nema dužnosti, ali njegova karma ostaje. Čovjek može postići akarmu radeći svoje aktivnosti potpuno odvojeno, bez težnje za rezultatima, s ljubavlju. Rezultati ovih vrsta karme su različiti:

  • akarma vodi do spasenja;
  • vikarma - do kazne odozgo, niza strašnih inkarnacija i beskrajne patnje;

  • karma može dovesti do akarme i vikarme.

Element akarme vodi do spasenja, a element vikarme vodi u ropstvo. Karma dakle sadrži četiri elementa. Objasnimo ih detaljnije. Sanchita karma je ukupna kumulativna ravnoteža karme. Samo čovjek proizvodi karmu, dok su životinje u stanju Bhoga-Yoni, u kojem mogu samo patiti ili se radovati i ne mogu stvarati ili eliminirati karmu, kao što to čine ljudi.

Sanchita karma je karma koju je stvorila osoba u svojim prethodnim ljudskim inkarnacijama. A prarabdha je dio sanchite koji je dodijeljen ovoj inkarnaciji. Ona ima i pozitivnu i negativnu stranu. Ljudske radosti i postignuća dolaze s njegove pozitivne strane, dok nesreće i gubici dolaze s njegove negativne strane. Drugi dio sanchite može se opisati kao prethodno stvoreni impulsi koji u svakom trenutku mogu ući u sadašnji život. A kada ljudi neočekivano učine nešto što su najmanje očekivali, to može biti rezultat upravo takvog impulsa.

Stoga je ljudski život povijest prarabdhe i nagona za koje nema razumnog objašnjenja u smislu nasljednosti i utjecaja okoline. Ponašanje pojedinca stoga oblikuju četiri čimbenika: okolina i naslijeđe, prarabdha i motivacije koje imaju svoj izvor u prethodnom životu. Kriyaman-karma je područje u kojem osoba može poboljšati ili pokvariti vlastitu sudbinu. Samo u tom prilično ograničenom području može uživati ​​slobodu djelovanja. Iako motivacije prethodnog života i prarabdha često stvaraju sukobe. Najbolji savjet koji svi veliki jogiji daju ljudima je da svjesno žive (patite) prarabdha. I činite dobra djela na polju kriyamana. Odnosno, ponizno i ​​strpljivo prihvatiti ono što se ne može spriječiti, te u polju slobodne volje izvršiti radnje koje nas približavaju akarmi, transcendentalnoj razini.

Karma i zdravlje. Nakon što smo pričali o sudbini i karmi, apsolutno ne želimo da čitatelj ima fatalan stav. "Zašto se liječiti ako je sve unaprijed određeno?" Pa, prvo, ne sve - uvijek postoji određena sloboda izbora. Drugo, u Ayurvedi se kaže da se protiv bolesti, vatre i dugova mora odmah boriti, ulažući sve napore. Treće, prema vedskoj astrologiji i Ayurvedi, kao i prema velikom broju drugih izvora, mi smo na pragu nove ere (Zlatno doba, Doba Vodenjaka, itd.) i tempo našeg života sada ubrzava i na vanjskoj i unutarnjoj razini. I ako je prije bilo potrebno nekoliko života da se razradi, riješi bilo koji karmički zadatak, sada se to može riješiti u jednom životu, pa čak i za nekoliko godina.

Ali, nažalost, vrijedi i suprotno. Sada, više nego ikad, pogrešni svjetonazor, ogorčenost, ljutnja, strah za budućnost, itd., opasni su, a osoba se može vrlo brzo uvrnuti, a da mu ni ne damo razumjeti: "Za što?!" Sada više nego ikad važno je voditi se ljubavlju, praštanjem, tolerancijom, ako želite da vam život bude dug i zdrav. Prema studijama, ljudi koji dugo žive vjeruju u Boga, pridržavaju se vegetarijanstva, žive na ekološki čistim mjestima, pravilno se hrane, koriste usluge moderne medicine itd.

No, ima i takvih stogodišnjaka koji ne ispunjavaju niti jedan od navedenih uvjeta. A što ih spaja? To je ljubav, dobrota, strpljenje i dobar smisao za humor. Nitko nikada nije vidio ni čuo da je osjetljiva, histerična žena dugo živjela i da se nije razboljela. Kao, međutim, i agresivni, razdražljivi, nemirni ljudi. Odnosno, naš karakter i svjetonazor imaju jako velik utjecaj na našu sreću i zdravlje, kao i na ljude oko nas.

Usput, dokaze o navedenom možete pronaći ne samo među mudracima - svecima Indije i Tibeta, već i među mnogim našim suvremenicima. Konkretno, Edgar Cayce (u našoj biblioteci možete preuzeti knjigu Kevin J. Todeschi. "Edgar Cayce i Akaški zapisi"), čovjek koji je s velikom točnošću predvidio mnoge događaje. Ali najvažnije je da je izvor svake bolesti mogao pronaći u prošlim životima.

Devedeset tisuća takvih slučajeva registrirano je u institutu koji nosi ime ovog velikog Amerikanca. Postoje i druge važne studije iz ovog područja, ali nismo u mogućnosti sve ih prikazati. Ali takvih studija će biti sve više, a bolesti neće biti pobijeđene ne otkrivanjem novih lijekova, već promjenom svijesti ljudi! Zato uđimo u novo doba bistra uma i zdravog tijela! Objavljeno

U nedostatku utjecaja vanjske sile, tijelo će se nastaviti ravnomjerno kretati pravocrtno.

Ubrzanje tijela koje se kreće proporcionalno je zbroju sila koje se na njega primjenjuju i obrnuto proporcionalno njegovoj masi.

Svaka akcija ima jednaku i suprotnu reakciju.

Newtonovi zakoni, ovisno o tome kako ih gledate, predstavljaju ili kraj početka ili početak kraja klasične mehanike. U svakom slučaju, ovo je prekretnica u povijesti fizikalne znanosti – briljantna kompilacija svih do tog povijesnog trenutka akumuliranih znanja o kretanju fizičkih tijela u okviru fizikalne teorije, koja se danas uobičajeno naziva klasična mehanika. Može se reći da je povijest moderne fizike i prirodnih znanosti općenito pošla od Newtonovih zakona gibanja.

Međutim, Isaac Newton nije iz zraka uzeo zakone nazvane po njemu. Oni su, zapravo, postali kulminacija dugog povijesnog procesa formuliranja principa klasične mehanike. Mislioci i matematičari - spomenut ćemo samo Galilea ( cm. Jednadžbe jednoliko ubrzanog gibanja) - stoljećima su pokušavali izvući formule za opisivanje zakona gibanja materijalnih tijela - i stalno nailazili na ono što osobno za sebe nazivam neizgovorenim konvencijama, naime, obje temeljne ideje o tome na kojim se principima temelji materijalni svijet na, koji su tako čvrsto ušli u umove ljudi da se čine nepobitnim. Na primjer, antički filozofi nisu ni mislili da se nebeska tijela mogu kretati drugim orbitama osim kružnim; u najboljem slučaju, nastala je ideja da se planeti i zvijezde okreću oko Zemlje u koncentričnim (tj. ugniježđenim jedni u druge) sfernim orbitama. Zašto? Da, jer od vremena drevnih mislilaca antičke Grčke, nikome nije palo na pamet da planeti mogu odstupiti od savršenstva, čije je utjelovljenje strogi geometrijski krug. Bilo je potrebno imati genij Johannesa Keplera kako bi se ovaj problem pošteno sagledao iz drugog kuta, analizirali podaci stvarnih opažanja i povući od njih, da se u stvarnosti planeti okreću oko Sunca eliptičnim putanjama ( cm. Keplerovi zakoni).

Prvi Newtonov zakon

S obzirom na tako ozbiljan povijesni neuspjeh, Newtonov prvi zakon je formuliran na nedvojbeno revolucionaran način. On tvrdi da ako se bilo koja materijalna čestica ili tijelo jednostavno ne dotakne, ono će se nastaviti kretati ravnom linijom s konstantnom brzinom. Ako se tijelo giba jednoliko pravocrtno, nastavit će se kretati pravocrtno stalnom brzinom. Ako tijelo miruje, ostat će tako sve dok na njega ne djeluju vanjske sile. Da biste jednostavno pomaknuli fizičko tijelo s njegovog mjesta, trebate nužno primijeniti vanjsku silu. Uzmite avion: on se nikada neće pomaknuti dok se motori ne pokrenu. Čini se da je promatranje samo po sebi razumljivo, međutim, čim se odmaknemo od pravocrtnog gibanja, prestaje se tako činiti. Kada se tijelo giba inercijski duž zatvorene cikličke putanje, njegova analiza sa stajališta Newtonovog prvog zakona omogućuje samo točno određivanje njegovih karakteristika.

Zamislite nešto poput atletskog čekića – lopticu na kraju žice koju vrtite oko glave. Jezgra se u ovom slučaju ne kreće pravocrtno, već kružno, što znači da je, prema prvom Newtonovom zakonu, nešto drži; ovo "nešto" je centripetalna sila koju primjenjujete na jezgru, okrećući je. Zapravo, i sami to možete osjetiti - drška atletskog čekića primjetno pritišće vaše dlanove. Ako otvorite ruku i pustite čekić, on će - u nedostatku vanjskih sila - odmah krenuti u ravnoj liniji. Točnije bi bilo reći da će se tako čekić ponašati u idealnim uvjetima (npr. u svemiru), budući da će pod utjecajem sile Zemljine gravitacijske privlačnosti letjeti strogo pravocrtno samo na u trenutku kada ga pustite, a u budućnosti će putanja leta sve više skrenuti prema zemljinoj površini. Ako pokušate stvarno otpustiti čekić, ispada da će čekić pušten iz kružne orbite krenuti striktno ravnom linijom, koja je tangentna (okomita na polumjer kružnice po kojoj se vrtio) linearnom brzinom jednaka brzini njegovog kruženja duž "orbite".

Sada zamjenjujemo jezgru atletskog čekića planetom, čekić Suncem, a strunu silom gravitacijske privlačnosti: ovdje je Newtonov model Sunčevog sustava.

Takva analiza onoga što se događa kada se jedno tijelo okreće oko drugog u kružnoj orbiti na prvi pogled izgleda kao nešto samo po sebi razumljivo, ali ne zaboravite da je apsorbirala niz zaključaka najboljih predstavnika znanstvene misli prethodne generacije ( dovoljno je prisjetiti se Galilea Galileija). Ovdje je problem što kada se kreće po stacionarnoj kružnoj orbiti, nebesko (i bilo koje drugo) tijelo izgleda vrlo spokojno i čini se da je u stanju stabilne dinamičke i kinematičke ravnoteže. Međutim, ako pogledate, samo modul(apsolutna vrijednost) linearne brzine takvog tijela, dok je njegova smjer stalno se mijenja pod utjecajem gravitacijske privlačnosti. To znači da se nebesko tijelo kreće jednoliko ubrzano. Inače, sam Newton je ubrzanje nazvao "promjenom gibanja".

Prvi Newtonov zakon također ima još jednu važnu ulogu s gledišta našeg znanstvenog stava prema prirodi materijalnog svijeta. On nam kaže da svaka promjena u prirodi kretanja tijela ukazuje na prisutnost vanjskih sila koje djeluju na njega. Relativno govoreći, promatramo li željezne strugotine, na primjer, kako skaču i lijepe se za magnet, ili vadeći odjeću iz sušilice rublja, otkrijemo da su se stvari zalijepile i osušile jedna za drugu, možemo se osjećati smireno i uvjereni: ti su učinci postali posljedica djelovanja prirodnih sila (u navedenim primjerima to su sile magnetskog, odnosno elektrostatičkog privlačenja).

Drugi Newtonov zakon

Ako nam prvi Newtonov zakon pomaže odrediti je li tijelo pod utjecajem vanjskih sila, onda drugi zakon opisuje što se događa s fizičkim tijelom pod njihovim utjecajem. Što je veći zbroj vanjskih sila primijenjenih na tijelo, kaže ovaj zakon, to je veći ubrzanje stječe tijelo. Ovaj put. Istodobno, što je tijelo masivnije, na koje se primjenjuje jednak zbroj vanjskih sila, ono dobiva manje ubrzanja. Ovo je dvoje. Intuitivno se ove dvije činjenice čine samorazumljive, a u matematičkom obliku zapisane su na sljedeći način:

F = ma

gdje F- vlast, m - težina, a - ubrzanje. Ovo je vjerojatno najkorisnija i najšire korištena u primijenjene svrhe od svih fizikalnih jednadžbi. Dovoljno je poznavati veličinu i smjer svih sila koje djeluju u mehaničkom sustavu, te masu materijalnih tijela od kojih se sastoji, a moguće je s iscrpnom točnošću izračunati njegovo ponašanje u vremenu.

Upravo drugi Newtonov zakon cijeloj klasičnoj mehanici daje posebnu draž – počinje se činiti kao da je cijeli fizički svijet uređen kao najtočniji kronometar i ništa u njemu ne izmiče pogledima znatiželjnog promatrača. Recite mi prostorne koordinate i brzine svih materijalnih točaka u Svemiru, kao da nam Newton kaže, pokažite mi smjer i intenzitet svih sila koje djeluju u njemu, i ja ću vam predvidjeti svako njegovo buduće stanje. A takav pogled na prirodu stvari u svemiru postojao je sve do pojave kvantne mehanike.

Treći Newtonov zakon

Za ovaj zakon, najvjerojatnije, Newton je zaslužio čast i poštovanje ne samo prirodnih znanstvenika, već i humanističkih znanstvenika i jednostavno šire javnosti. Vole ga citirati (poslovno i neposlovno), povlačeći najšire paralele s onim što smo prisiljeni promatrati u svakodnevnom životu, i vuku gotovo za uši da potkrijepe najkontroverznije odredbe tijekom rasprava o bilo kojem pitanju, počevši od međuljudskih a završava s međunarodnim odnosima i globalnom politikom. Newton je, međutim, u svoj naknadno imenovani treći zakon uložio vrlo specifično fizičko značenje i jedva ga je zamislio u bilo kojem svojstvu osim kao točno sredstvo za opisivanje prirode interakcija sila. Ovaj zakon kaže da ako tijelo A djeluje određenom silom na tijelo B, onda tijelo B također djeluje na tijelo A jednakom i suprotnom silom. Drugim riječima, stojeći na podu djelujete na pod silom proporcionalnom masi vašeg tijela. Prema trećem Newtonovom zakonu, pod u isto vrijeme djeluje na vas s apsolutno istom silom, ali usmjeren ne dolje, već strogo prema gore. Nije teško eksperimentalno provjeriti ovaj zakon: stalno osjećate kako vam zemlja pritišće tabane.

Ovdje je važno razumjeti i zapamtiti da Newton govori o dvije sile potpuno različite prirode, a svaka sila djeluje na "vlastiti" objekt. Kada jabuka padne sa stabla, Zemlja je ta koja vrši svoju gravitaciju na jabuku (zbog čega jabuka jednoličnim ubrzanjem juri na površinu Zemlje), ali u isto vrijeme, jabuka također privlači Zemlju sebi jednakom snagom. A to što nam se čini da je upravo jabuka ta koja pada na Zemlju, a ne obrnuto, već je posljedica Newtonovog drugog zakona. Masa jabuke u odnosu na masu Zemlje niska je do neusporedivosti, pa je upravo njezino ubrzanje vidljivo promatračevim očima. Masa Zemlje je, u usporedbi s masom jabuke, ogromna, pa je njeno ubrzanje gotovo neprimjetno. (U slučaju pada jabuke, središte Zemlje se pomiče prema gore na udaljenost manju od polumjera atomske jezgre.)

Uzeti zajedno, Newtonova tri zakona dala su fizičarima alate koji su im potrebni da započnu sveobuhvatno promatranje svih pojava koje se događaju u našem svemiru. I unatoč svom ogromnom napretku u znanosti od Newtona, da biste dizajnirali novi automobil ili poslali svemirsku letjelicu na Jupiter, još uvijek koristite tri Newtonova zakona.

Vidi također:

1609, 1619

Keplerovi zakoni

1659

Centrifugalna sila

1668

Zakon održanja linearne količine gibanja

1736

Zakon održanja kutnog momenta

1738

Bernoullijeva jednadžba

1835

Coriolisov učinak

1851

Granica stope pada

1891

Načelo ekvivalencije

1923

Načelo usklađenosti

Isaac Newton, 1642-1727

Englez kojeg mnogi općenito smatraju najvećim znanstvenikom svih vremena i naroda. Rođen u obitelji sitnih plemića u blizini Woolsthorpea (Lincolnshire, Engleska). Oca nije našao živog (umro je tri mjeseca prije rođenja sina). Nakon što se ponovno udala, majka je dvogodišnjeg Isaaca ostavila na čuvanje njegovoj baki. Mnogi istraživači njegove biografije pripisuju osebujno ekscentrično ponašanje već odraslog znanstvenika činjenici da je do devete godine, kada je uslijedila smrt njegovog očuha, dječak bio potpuno lišen roditeljske skrbi.

Neko je vrijeme mladi Isaac proučavao mudrost poljoprivrede u trgovačkoj školi. Kao što je često slučaj s kasnijim velikanima, još uvijek postoje mnoge legende o njegovim ekscentričnostima u tom ranom razdoblju njegova života. Tako, posebno, kažu da je jednom bio poslan na ispašu da čuva stoku, koja se sigurno razišla u nepoznatom pravcu, dok je dječak sjedio ispod drveta i oduševljeno čitao knjigu koja ga je zanimala. Sviđalo se to vama ili ne, ali tinejdžerova žudnja za znanjem ubrzo je uočena - i vraćena u gimnaziju Grantham, nakon čega je mladić uspješno upisao Trinity College na Sveučilištu Cambridge.

Newton je brzo savladao nastavni plan i program i prešao na proučavanje radova vodećih znanstvenika tog vremena, posebice sljedbenika francuskog filozofa Renéa Descartesa (1596.-1650.), koji je imao mehanistički pogled na svemir. U proljeće 1665. godine diplomirao je - i tada su se dogodili najnevjerojatniji događaji u povijesti znanosti. Iste godine u Engleskoj je izbila posljednja bubonska kuga, sve se više čulo zvonjenje pogrebnih zvona, a sveučilište u Cambridgeu je zatvoreno. Newton se vratio u Woolsthorpe na gotovo dvije godine, ponijevši sa sobom samo nekoliko knjiga i svoju izuzetnu inteligenciju.

Kada je Sveučilište u Cambridgeu ponovno otvoreno dvije godine kasnije, Newton je već (1) razvio diferencijalni račun, zasebnu granu matematike, (2) iznio temelje moderne teorije boja, (3) izveo zakon univerzalne gravitacije i (4) ) riješio nekoliko matematičkih problema koji su se pojavili prije njega.nitko nije mogao odlučiti. Kao što je sam Newton rekao: “Tih sam dana bio na vrhuncu svojih inventivnih moći, a matematika i filozofija me nikada od tada nisu toliko zaokupile kao tada.” (Često pitam svoje učenike, govoreći im još jednom o Newtonovim postignućima: „Što vas jeste li uspjeli to učiniti tijekom ljetnih praznika?")

Ubrzo nakon povratka u Cambridge, Newton je izabran u Akademsko vijeće Trinity Collegea, a njegov kip još uvijek krasi sveučilišnu crkvu. Održao je tečaj o teoriji boja, u kojem je pokazao da se razlike u bojama objašnjavaju osnovnim karakteristikama svjetlosnog vala (ili, kako se sada kaže, valne duljine) te da je svjetlost korpuskularne prirode. Dizajnirao je i zrcalni teleskop, izum koji ga je privukao pozornost Kraljevskog društva. Dugogodišnje studije svjetla i boja objavljene su 1704. godine u njegovom temeljnom djelu "Optika" ( Optika).

Newtonovo zagovaranje "pogrešne" teorije svjetlosti (u to vrijeme dominirale su reprezentacije valova) dovelo je do sukoba s Robertom Hookeom ( cm. Hookeov zakon), čelnik Kraljevskog društva. Kao odgovor, Newton je predložio hipotezu koja kombinira korpuskularne i valne koncepte svjetlosti. Hooke je optužio Newtona za plagijat i iznio zahtjeve za prioritet u ovom otkriću. Sukob se nastavio sve do Hookeove smrti 1702. i ostavio je tako depresivan dojam na Newtona da se na šest godina povukao iz intelektualnog života. Međutim, neki psiholozi tog vremena to objašnjavaju živčanim slomom koji se pogoršao nakon smrti njegove majke.

Godine 1679. Newton se vratio poslu i stekao slavu istražujući putanje planeta i njihovih satelita. Kao rezultat ovih studija, također popraćenih sporovima s Hookeom oko prioriteta, formulirani su zakon univerzalne gravitacije i Newtonovi zakoni mehanike, kako ih sada nazivamo. Newton je svoje istraživanje sažeo u knjizi "Matematički principi prirodne filozofije" ( Philosophiae naturalis principia mathematica), predstavljen Kraljevskom društvu 1686. i objavljen godinu dana kasnije. Ovo djelo, koje je označilo početak tadašnje znanstvene revolucije, donijelo je Newtonu svjetsko priznanje.

Njegovi vjerski stavovi, njegova snažna privrženost protestantizmu također su privukli pozornost Newtona na pozornost širokih krugova engleske intelektualne elite, a posebno filozofa Johna Lockea (John Locke, 1632-1704). Provodeći sve više vremena u Londonu, Newton se uključio u politički život prijestolnice i 1696. je imenovan nadzornikom kovnice novca. Iako se ova pozicija tradicionalno smatrala sinekurom, Newton je svom poslu pristupio s punom ozbiljnošću, smatrajući ponovno kovanje engleskih kovanica učinkovitom mjerom u borbi protiv krivotvoritelja. Upravo u to vrijeme, Newton je bio uključen u još jedan spor oko prioriteta, ovaj put s Gottfreidom Leibnizom (1646-1716), oko otkrića diferencijalnog računa. Na kraju svog života, Newton je proizveo nova izdanja svojih glavnih djela, a također je bio predsjednik Kraljevskog društva, dok je doživotno bio direktor kovnice.

DEFINICIJA

Formulacija prvog Newtonovog zakona. Postoje takvi referentni okviri, u odnosu na koje tijelo održava stanje mirovanja ili stanje ravnomjernog pravocrtnog gibanja, ako na njega ne djeluju druga tijela ili se djelovanje drugih tijela kompenzira.

Opis prvog Newtonovog zakona

Na primjer, kuglica na niti visi u mirovanju, jer se sila gravitacije kompenzira silom zatezanja na niti.

Prvi Newtonov zakon ispunjen je samo u. Na primjer, tijela koja miruju u kabini zrakoplova koja se ravnomjerno kreću mogu se kretati bez ikakvog utjecaja drugih tijela na njih ako zrakoplov počne manevrirati. U prijevozu, naglim kočenjem, putnici padaju, iako ih nitko ne gura.

Prvi Newtonov zakon pokazuje da stanje mirovanja i stanje ne zahtijevaju vanjske utjecaje za njihovo održavanje. Svojstvo slobodnog tijela da zadrži svoju brzinu nepromijenjenom naziva se inercija. Stoga se naziva i prvi Newtonov zakon zakon inercije. Ravnomjerno pravocrtno gibanje slobodnog tijela naziva se inercijalno gibanje.

Prvi Newtonov zakon sadrži dvije važne izjave:

  1. sva tijela imaju svojstvo tromosti;
  2. postoje inercijski referentni okviri.

Treba imati na umu da se prvi Newtonov zakon bavi tijelima koja se mogu zamijeniti.

Zakon inercije nikako nije očit kao što bi se moglo činiti na prvi pogled. Njegovim otkrićem razriješena je jedna dugogodišnja zabluda. Prije toga stoljećima se vjerovalo da u nedostatku vanjskih utjecaja na tijelo ono može biti samo u stanju mirovanja, da je mir takoreći prirodno stanje tijela. Da bi se tijelo moglo kretati konstantnom brzinom, potrebno je da na njega djeluje drugo tijelo. Činilo se da je to potvrđeno svakodnevnim iskustvom: da bi se kola kretala stalnom brzinom, mora ih stalno vući konj; da bi se stol mogao pomicati po podu, potrebno ga je neprekidno povlačiti ili gurati itd. Galileo Galilei je prvi istaknuo da to nije istina, da u nedostatku vanjskog utjecaja tijelo može ne samo mirovati, već i kretati se pravolinijski i ravnomjerno. Pravocrtno i jednoliko gibanje je, dakle, isto "prirodno" stanje tijela, kao i mirovanja. Zapravo, prvi Newtonov zakon kaže da nema razlike između ostatka tijela i jednoličnog pravocrtnog gibanja.

Nemoguće je empirijski ispitati zakon inercije, jer je nemoguće stvoriti uvjete pod kojima bi tijelo bilo oslobođeno vanjskih utjecaja. Međutim, uvijek možete vidjeti suprotno. U svakom slučaju. kada tijelo promijeni brzinu ili smjer kretanja, uvijek možete pronaći uzrok – silu koja je uzrokovala tu promjenu.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

PRIMJER 2

Vježbajte Lagani autić stoji na stolu u vlaku koji se kreće ravnomjerno i pravocrtno. Kada je vlak kočio, automobil se otkotrljao naprijed bez ikakvog vanjskog utjecaja. Je li zakon tromosti ispunjen: a) u referentnom okviru povezanom s vlakom tijekom njegovog pravocrtnog jednolikog gibanja? tijekom kočenja? b) u referentnom okviru koji se odnosi na Zemlju?
Odgovor a) zakon inercije ispunjen je u referentnom okviru povezanom s vlakom tijekom njegovog pravolinijskog kretanja: automobil igračka miruje u odnosu na vlak, budući da je djelovanje sa Zemlje kompenzirano djelovanjem sa strane stola (reakcija podrške). Prilikom kočenja zakon inercije nije ispunjen, budući da je kočenje kretanje s, a vlak u ovom slučaju nije inercijski referentni sustav.

b) u referentnom okviru povezanom sa Zemljom, zakon inercije je ispunjen u oba slučaja – kod jednolikog kretanja vlaka, automobil igračka se kreće u odnosu na Zemlju konstantnom brzinom (brzinom vlaka); prilikom kočenja vlaka, automobil pokušava zadržati svoju brzinu u odnosu na Zemlju nepromijenjenom, te se stoga kotrlja naprijed.