melyek Newton Mozgástörvényei?

1. a nyugalomban lévő tárgy nyugalomban marad, a mozgásban lévő tárgy pedig állandó sebességgel és egyenes vonalban mozog, kivéve, ha kiegyensúlyozatlan erő hat rá.
2. egy tárgy gyorsulása a tárgy tömegétől és az alkalmazott erő mennyiségétől függ.
3. amikor az egyik tárgy erőt fejt ki egy másik tárgyra, a második tárgy egyenlő és ellentétes hatást fejt ki az elsőre.

Sir Isaac Newton a matematika és a fizika számos területén dolgozott. 1666-ban fejlesztette ki a gravitáció elméleteit, amikor csak 23 éves volt. 1686-ban bemutatta három mozgástörvényét a “Principia Mathematica Philosophiae Naturalis.”

három mozgástörvényének kidolgozásával Newton forradalmasította a tudományt. Newton törvényei Kepler törvényeivel együtt megmagyarázták, miért mozognak a bolygók elliptikus pályákon, nem pedig körökben.

alább egy rövid film, amelyben Orville és Wilbur Wright szerepel, valamint egy vita arról, hogy Newton mozgási törvényei hogyan vonatkoztak repülőgépük repülésére.

Newton első törvénye: tehetetlenség

a nyugalomban lévő tárgy nyugalomban marad, a mozgásban lévő tárgy pedig állandó sebességgel és egyenes vonalban mozog, kivéve, ha kiegyensúlyozatlan erő hat rá.

Newton első törvénye kimondja, hogy minden tárgy nyugalomban vagy egyenletes mozgásban marad egyenes vonalban, hacsak külső erő hatására nem kényszerül állapotának megváltoztatására. Ez a tendencia, hogy ellenálljon a mozgásállapot változásainak, tehetetlenség. Nincs olyan nettó erő, amely egy tárgyra hatna (ha az összes külső erő kioltja egymást). Ezután az objektum állandó sebességet tart fenn. Ha ez a sebesség nulla, akkor az objektum nyugalomban marad. Ha egy külső erő hat egy tárgyra, akkor a sebesség az erő miatt megváltozik.

példák az aerodinamikával járó tehetetlenségre:

• a repülőgép mozgása, amikor a pilóta megváltoztatja a motor fojtószelep-beállítását.
• a labda mozgása a légkörön keresztül esik le.
• egy rakétamodellt bocsátanak fel a légkörbe.
• a mozgás egy sárkány, amikor a szél változik.

Newton második törvénye: erő

egy tárgy gyorsulása a tárgy tömegétől és az alkalmazott erő mennyiségétől függ.

második törvénye meghatározza az erőt, hogy egyenlő legyen a lendület változásával (tömeg szorozva a sebességgel) az idő változásával. A lendület meghatározása szerint a tömeg m egy tárgy sebességének szorzata V.

tegyük fel, hogy van egy repülőgép egy ponton “0” által meghatározott helyét X0 és idő t0. A repülőgép tömege m0 és v0 sebességgel halad. A fent látható, a repülőgépre ható F külső erő az “1”pontra mozgatja. A repülőgép új helye az X1 és a T1 idő.

a repülőgép tömege és sebessége repülés közben m1 és V1 értékre változik. Newton második törvénye segíthet meghatározni a V1 és m1 új értékeit, ha tudjuk, mekkora az F erő. Vegyük csak a különbséget az “1” pont feltételei és a “0”pont feltételei között.

F = (m1 * V1 – m0 * V0) / (t1 – t0)

Newton második törvénye a lendület (M * V) változásairól beszél, tehát ezen a ponton nem tudjuk elkülöníteni, hogy a tömeg és a sebesség mennyit változott. Csak azt tudjuk, hogy mennyi termék (m * V) változott.

tegyük fel, hogy a tömeg állandó érték marad M. Ez a feltételezés meglehetősen jó egy repülőgép számára, az egyetlen tömegváltozás az “1” és a “0”pont között elégetett üzemanyag esetében lenne. Az üzemanyag súlya valószínűleg kicsi a repülőgép többi részének súlyához képest, különösen, ha csak az idő apró változásait vizsgáljuk. Ha egy baseball repüléséről beszélünk, akkor minden bizonnyal a tömeg állandó marad. De ha egy palackrakéta repüléséről beszélünk, akkor a tömeg nem marad állandó, és csak a lendület változásait tekinthetjük meg. M állandó tömeg esetén Newton második törvénye így néz ki:

F = m * (V1 – V0) / (t1 – t0)

a sebesség változása osztva az idő változásával az a gyorsulás meghatározása. A második törvény ezután a tömeg és a gyorsulás ismertebb szorzatára redukálódik:

F = m * a

ne feledje, hogy ez a kapcsolat csak az állandó tömegű tárgyakra jó. Ez az egyenlet azt mondja nekünk, hogy egy külső erőnek kitett tárgy felgyorsul, és hogy a gyorsulás mértéke arányos az erő nagyságával. A gyorsulás mértéke fordítottan arányos a tárgy tömegével is; egyenlő erők esetén egy nehezebb tárgy kevesebb gyorsulást fog tapasztalni, mint egy könnyebb tárgy. A momentumegyenletet figyelembe véve egy erő a sebesség változását okozza; hasonlóképpen, a sebességváltozás erőt generál. Az egyenlet mindkét irányban működik.

a sebesség, az erő, a gyorsulás és a lendület nagysága és iránya is hozzájuk kapcsolódik. A tudósok és matematikusok ezt vektormennyiségnek nevezik. Az itt bemutatott egyenletek valójában vektoregyenletek, amelyek alkalmazhatók az egyes komponens irányokban. Csak egy irányt néztünk, és általában egy tárgy mindhárom irányban mozog (fel-le, bal-jobb, előre-hátra).

példa aerodinamikai erőre:

• egy repülőgép mozgását eredő aerodinamikai erők, repülőgép súlya és tolóerő.

Newton harmadik törvénye: akció & reakció

amikor egy tárgy erőt fejt ki egy második tárgyra, a második tárgy egyenlő és ellentétes erőt fejt ki az elsőre.

harmadik törvénye kimondja, hogy a természetben minden cselekvésre (erőre) egyenlő és ellentétes reakció lép fel. Ha az A objektum erőt fejt ki a B objektumra, akkor a B objektum egyenlő és ellentétes erőt fejt ki az a objektumra. Más szavakkal, az erők kölcsönhatásokból származnak.

példák aerodinamikai hatásokra és reakciókra:

• az emelés mozgása a szárnyról, a levegőt lefelé tereli a szárny működése, reakcióként a szárny felfelé tolódik.
• a mozgás egy forgó labdát, a levegő eltérített az egyik oldalon, és a labda reagál a mozgó az ellenkező
• a mozgás egy sugárhajtású motor termel tolóerő és forró kipufogógázok áramlik ki a hátsó a motor, és egy tolóerő keletkezik az ellenkező irányba.

Newton Mozgástörvényeinek áttekintése

1. Newton első Mozgástörvénye (tehetetlenség)	a nyugalmi állapotban lévő tárgy nyugalomban marad, a mozgásban lévő tárgy pedig állandó sebességgel és egyenes vonalban mozog, hacsak nem kiegyensúlyozatlan erő hat rá.
2. Newton második törvénye (erő)	egy tárgy gyorsulása függ a tárgy tömegétől és az alkalmazott erő mennyiségétől.
3. Newton harmadik Mozgástörvénye (akció & reakció)	amikor egy tárgy erőt fejt ki egy másik tárgyra, A második tárgy egyenlő és ellentétes hatást fejt ki az elsőre.