jakie są prawa ruchu Newtona?

1. obiekt w stanie spoczynku pozostaje w stanie spoczynku, a obiekt w ruchu pozostaje w ruchu ze stałą prędkością i w linii prostej, chyba że działa na niego niezrównoważona Siła.
2. przyspieszenie obiektu zależy od masy obiektu i przyłożonej siły.
3. ilekroć jeden obiekt wywiera siłę na inny obiekt, drugi obiekt wywiera siłę równą i przeciwną na pierwszy.

Sir Isaac Newton pracował w wielu dziedzinach matematyki i fizyki. Teorię grawitacji rozwinął w 1666 roku, gdy miał zaledwie 23 lata. W 1686 przedstawił swoje trzy prawa ruchu w ” Principia Mathematica Philosophiae Naturalis.”

rozwijając swoje trzy prawa ruchu, Newton zrewolucjonizował naukę. Prawa Newtona wraz z prawami Keplera wyjaśniały, dlaczego planety poruszają się po orbitach eliptycznych, a nie w kręgach.

poniżej krótki film z udziałem Orville ’ a i Wilbura Wrighta oraz dyskusja o tym, jak prawa ruchu Newtona miały zastosowanie do lotu ich samolotów.

pierwsze prawo Newtona: Bezwładność

obiekt w spoczynku pozostaje w spoczynku, a obiekt w ruchu pozostaje w ruchu ze stałą prędkością i w linii prostej, chyba że działa na niego niezrównoważona Siła.

pierwsze prawo Newtona mówi, że każdy obiekt pozostanie w spoczynku lub w jednolitym ruchu w linii prostej, chyba że zostanie zmuszony do zmiany swojego stanu przez działanie siły zewnętrznej. Ta tendencja do opierania się zmianom w stanie ruchu jest bezwładnością. Nie ma siły netto działającej na obiekt(jeśli wszystkie siły zewnętrzne anulują się nawzajem). Wtedy obiekt utrzyma stałą prędkość. Jeśli prędkość ta wynosi zero, to obiekt pozostaje w stanie spoczynku. Jeśli siła zewnętrzna działa na obiekt, prędkość zmienia się z powodu siły.

przykłady bezwładności z udziałem aerodynamiki:

• ruch samolotu, gdy pilot zmienia ustawienie przepustnicy silnika.
• ruch piłki spadającej przez atmosferę.
• model rakiety wystrzeliwanej w atmosferę.
• ruch latawca, gdy zmienia się wiatr.

drugie prawo Newtona: Siła

przyspieszenie obiektu zależy od masy obiektu i ilości przyłożonej siły.

jego drugie prawo definiuje siłę równą zmianie pędu (masa razy prędkość) na zmianę czasu. Pęd jest zdefiniowany jako masa m obiektu razy jego prędkość V.

Załóżmy, że mamy samolot w punkcie „0” zdefiniowanym przez jego lokalizację X0 i czas t0. Samolot ma masę m0 i porusza się z prędkością V0. ZewnÄ ™ trzna siĹ ’ A F do pokazanego powyĺľej samolotu przenosi go do punktu „1”. Nowa lokalizacja samolotu to X1 i czas t1.

masa i prędkość samolotu zmieniają się podczas lotu na wartości m1 i V1. Drugie prawo Newtona może pomóc nam określić nowe wartości V1 i m1, jeśli wiemy, jak duża jest siła F. Weźmy po prostu różnicę między Warunkami w punkcie „1” A warunkami w punkcie „0”.

F = (m1 * V1 – m0 * V0) / (t1 – t0)

drugie prawo Newtona mówi o zmianach pędu (m * V), więc w tym momencie nie możemy oddzielić, jak bardzo zmieniła się masa i jak bardzo zmieniła się prędkość. Wiemy tylko, jak bardzo zmienił się produkt (m * V).

Załóżmy, że masa pozostaje stałą wartością równą m. to założenie jest raczej dobre dla samolotu, jedyną zmianą masy byłoby dla paliwa spalonego między punktem ” 1 „a punktem”0”. Masa paliwa jest prawdopodobnie niewielka w stosunku do masy reszty samolotu, zwłaszcza jeśli patrzymy tylko na niewielkie zmiany w czasie. Gdybyśmy dyskutowali o locie baseballu, to z pewnością masa pozostaje stała. Ale gdybyśmy dyskutowali o locie rakiety butelkowej, to masa nie pozostaje stała i możemy tylko patrzeć na zmiany pędu. Dla stałej masy M drugie prawo Newtona wygląda następująco:

F = m * (V1 – V0) / (t1 – t0)

zmiana prędkości podzielona przez zmianę czasu jest definicją przyspieszenia a. Drugie prawo zmniejsza się do bardziej znanego iloczynu masy i przyspieszenia:

F = m * a

pamiętaj, że ta relacja jest dobra tylko dla obiektów, które mają stałą masę. Równanie to mówi nam, że obiekt poddany działaniu siły zewnętrznej przyspieszy i że wielkość przyspieszenia jest proporcjonalna do wielkości siły. Wielkość przyspieszenia jest również odwrotnie proporcjonalna do masy obiektu; przy równych siłach cięższy obiekt doświadczy mniej przyspieszenia niż lżejszy obiekt. Biorąc pod uwagę równanie pędu, siła powoduje zmianę prędkości; i podobnie, zmiana prędkości generuje siłę. Równanie działa w obie strony.

prędkość, siła, przyspieszenie i pęd mają zarówno wielkość, jak i kierunek z nimi związany. Naukowcy i matematycy nazywają to wielkością wektorową. Przedstawione tutaj równania są w rzeczywistości równaniami wektorowymi i mogą być stosowane w każdym z kierunków składowych. Patrzyliśmy tylko w jednym kierunku i ogólnie rzecz biorąc, obiekt porusza się we wszystkich trzech kierunkach (góra-dół, lewo-prawo, przód-tył).

przykład siły z udziałem aerodynamiki:

• ruch samolotu wynikający z sił aerodynamicznych, masy samolotu i ciągu.

trzecie prawo Newtona: działanie & reakcja

ilekroć jeden obiekt wywiera siłę na drugi obiekt, drugi obiekt wywiera równą i przeciwną siłę na pierwszy.

jego trzecie prawo mówi, że dla każdego działania (siły) w naturze istnieje równa i przeciwna reakcja. Jeśli obiekt a wywiera siłę na obiekt B, obiekt B wywiera również równą i przeciwną siłę na obiekt A. Innymi słowy, siły wynikają z interakcji.

przykłady działania i reakcji z udziałem aerodynamiki:

• ruch podnoszenia z płata lotniczego, powietrze jest odchylane w dół przez działanie płata lotniczego, aw reakcji skrzydło jest popychane w górę.
• ruch wirującej kuli, powietrze jest odchylane na jedną stronę, a piłka reaguje, poruszając się w przeciwnym kierunku
• ruch silnika odrzutowego wytwarza ciąg, a gorące gazy spalinowe wypływają z tyłu silnika, a siła pchająca jest wytwarzana w przeciwnym kierunku.

Recenzja prawa ruchu Newtona

1. Pierwsze prawo Newtona (bezwładności)	obiekt w stanie spoczynku pozostaje w stanie spoczynku, a obiekt w ruchu pozostaje w ruchu ze stałą prędkością i w linii prostej, chyba że działa na niego niezrównoważona Siła.
2. Drugie prawo Newtona ruchu (siły)	przyspieszenie obiektu zależy od masy obiektu i ilości przyłożonej siły.
3. Trzecie prawo Newtona (Akcja & reakcja)	ilekroć jeden obiekt wywiera siłę na inny obiekt, drugi obiekt wywiera równą i przeciwną siłę na pierwszy.