care sunt legile mișcării lui Newton?

1. un obiect în repaus rămâne în repaus și un obiect în mișcare rămâne în mișcare la viteză constantă și în linie dreaptă, cu excepția cazului în care este acționat de o forță dezechilibrată.
2. accelerația unui obiect depinde de masa obiectului și de cantitatea de forță aplicată.
3. ori de câte ori un obiect exercită o forță asupra unui alt obiect, al doilea obiect exercită un egal și opus asupra primului.

Sir Isaac Newton a lucrat în multe domenii ale matematicii și fizicii. El a dezvoltat teoriile gravitației în 1666, când avea doar 23 de ani. În 1686, el și-a prezentat cele trei legi ale mișcării în „Principia Mathematica Philosophiae Naturalis.”

dezvoltându-și cele trei legi ale mișcării, Newton a revoluționat știința. Legile lui Newton împreună cu legile lui Kepler au explicat de ce planetele se mișcă în orbite eliptice, mai degrabă decât în cercuri.

mai jos este un scurtmetraj cu Orville și Wilbur Wright și o discuție despre modul în care Legile mișcării lui Newton s-au aplicat zborului aeronavelor lor.

Prima Lege a lui Newton: inerția

un obiect în repaus rămâne în repaus și un obiect în mișcare rămâne în mișcare la viteză constantă și în linie dreaptă, cu excepția cazului în care este acționat de o forță dezechilibrată.

prima lege a lui Newton afirmă că fiecare obiect va rămâne în repaus sau în mișcare uniformă în linie dreaptă, cu excepția cazului în care este obligat să-și schimbe starea prin acțiunea unei forțe externe. Această tendință de a rezista schimbărilor într-o stare de mișcare este inerția. Nu există o forță netă care să acționeze asupra unui obiect (dacă toate forțele externe se anulează reciproc). Apoi obiectul va menține o viteză constantă. Dacă viteza este zero, atunci obiectul rămâne în repaus. Dacă o forță externă acționează asupra unui obiect, viteza se va schimba din cauza forței.

Exemple de inerție care implică aerodinamica:

• mișcarea unui avion atunci când un pilot schimbă setarea clapetei de accelerație a unui motor.
• mișcarea unei mingi care cade prin atmosferă.
• o rachetă model lansată în atmosferă.
• mișcarea unui zmeu când vântul se schimbă.

a doua lege a lui Newton: forța

accelerația unui obiect depinde de masa obiectului și de cantitatea de forță aplicată.

a doua sa lege definește o forță egală cu schimbarea impulsului (masa ori viteza) pe schimbare în timp. Impulsul este definit ca fiind masa m a unui obiect ori viteza sa V.

să presupunem că avem un avion într-un punct „0” definit de locația sa X0 și timpul t0. Avionul are o masă m0 și se deplasează la viteza V0. O forță externă F la avionul prezentat mai sus îl mută la punctul „1”. Noua locație a avionului este X1 și ora t1.

masa și viteza avionului se schimbă în timpul zborului la valorile m1 și V1. A doua lege a lui Newton ne poate ajuta să determinăm noile valori ale lui V1 și m1, dacă știm cât de mare este forța F. Să luăm doar diferența dintre condițiile de la punctul „1” și condițiile de la punctul „0”.

F = (m1 * V1 – m0 * V0) / (t1 – t0)

a doua lege a lui Newton vorbește despre schimbări în impuls (m * V) deci, în acest moment, nu putem separa cât de mult s-a schimbat masa și cât de mult s-a schimbat viteza. Știm doar cât de mult produs (m * V) schimbat.

să presupunem că masa rămâne o valoare constantă egală cu m. această presupunere este destul de bună pentru un avion, singura modificare a masei ar fi pentru combustibilul ars între punctul „1” și punctul „0”. Greutatea combustibilului este probabil mică în raport cu greutatea restului avionului, mai ales dacă ne uităm doar la mici schimbări în timp. Dacă am discuta despre zborul unui baseball, atunci cu siguranță masa rămâne o constantă. Dar dacă am discuta despre zborul unei rachete de sticlă, atunci masa nu rămâne o constantă și nu putem decât să ne uităm la schimbările de impuls. Pentru o masă constantă m, a doua lege a lui Newton arată astfel:

F = m * (V1 – V0) / (t1 – t0)

schimbarea vitezei împărțită la schimbarea în timp este definiția accelerației a. A doua lege se reduce apoi la produsul mai familiar al unei mase și al unei accelerații:

F = m * a

amintiți-vă că această relație este bună numai pentru obiectele care au o masă constantă. Această ecuație ne spune că un obiect supus unei forțe externe va accelera și că cantitatea accelerației este proporțională cu dimensiunea forței. Cantitatea de accelerație este, de asemenea, invers proporțională cu masa obiectului; pentru forțe egale, un obiect mai greu va experimenta o accelerație mai mică decât un obiect mai ușor. Având în vedere ecuația impulsului, o forță determină o schimbare a vitezei; și, de asemenea, o schimbare a vitezei generează o forță. Ecuația funcționează în ambele sensuri.

viteza, forța, accelerația și impulsul au atât o magnitudine, cât și o direcție asociate cu ele. Oamenii de știință și matematicienii numesc aceasta o cantitate vectorială. Ecuațiile prezentate aici sunt de fapt ecuații vectoriale și pot fi aplicate în fiecare dintre direcțiile componente. Ne-am uitat doar la o direcție și, în general, un obiect se mișcă în toate cele trei direcții (sus-jos, stânga-dreapta, înainte-înapoi).

exemplu de forță care implică aerodinamica:

• mișcarea unei aeronave care rezultă din forțele aerodinamice, greutatea aeronavei și forța de tracțiune.

a treia lege a lui Newton: acțiune& reacție

ori de câte ori un obiect exercită o forță asupra unui al doilea obiect, al doilea obiect exercită o forță egală și opusă asupra primului.

a treia sa lege afirmă că pentru fiecare acțiune (forță) din natură există o reacție egală și opusă. Dacă obiectul a exercită o forță asupra obiectului B, obiectul B exercită, de asemenea, o forță egală și opusă asupra obiectului A. Cu alte cuvinte, forțele rezultă din interacțiuni.

Exemple de acțiune și reacție care implică aerodinamica:

• mișcarea de ridicare de la un paletei, aerul este deviat în jos de acțiunea paletei, și în reacție, aripa este împins în sus.
• mișcarea unei bile de filare, aerul este deviat într-o parte, iar mingea reacționează deplasându-se în opusul
• mișcarea unui motor cu reacție produce împingere și gazele de eșapament fierbinți curg în spatele motorului și se produce o forță de împingere în direcția opusă.

revizuirea legilor mișcării lui Newton

1. Prima lege a mișcării lui Newton (inerția)	un obiect în repaus rămâne în repaus, iar un obiect în mișcare rămâne în mișcare la viteză constantă și în linie dreaptă, cu excepția cazului în care este acționat de o forță dezechilibrată.
2. A doua lege a mișcării (forța) a lui Newton	accelerația unui obiect depinde de masa obiectului și de cantitatea de forță aplicată.
3. A treia lege a mișcării a lui Newton (acțiune & reacție)	ori de câte ori un obiect exercită o forță asupra unui alt obiect, al doilea obiect exercită un egal și opus asupra primului.