Prawa ruchu Newtona , relacje między siłami działającymi na ciało a ruch ciała, po raz pierwszy sformułowany przez angielskiego fizyka i matematyka Sir Isaaca Newtona.
Newtona, Izaaka; prawa ruchu Strona tytułowa Izaaka Newtona Matematyczne zasady filozofii naturalnej (1687; Matematyczne zasady filozofii naturalnej ), praca, w której fizyk wprowadził swoje trzy prawa ruchu. Photos.com/Thinkstock
Prawa ruchu Newtona wiążą ruch obiektu z siłami na niego działającymi. W pierwszym prawie obiekt nie zmieni swojego ruchu, dopóki nie zadziała na niego siła. Zgodnie z drugim prawem siła działająca na obiekt jest równa jego masie pomnożonej przez jego przyspieszenie. Zgodnie z trzecią zasadą, gdy dwa obiekty oddziałują, przykładają do siebie siły o równej wielkości i przeciwnych kierunkach.
Prawa dynamiki Newtona są ważne, ponieważ stanowią podstawę mechaniki klasycznej, jednej z głównych gałęzi fizyka . Mechanika to nauka o tym, jak obiekty poruszają się lub nie poruszają się, gdy działają na nie siły.
Pierwsze prawo Newtona mówi, że jeśli ciało znajduje się w spoczynku lub porusza się ze stałą prędkością po linii prostej, pozostanie w spoczynku lub porusza się po linii prostej ze stałą prędkością, chyba że działa na nie siła. Postulat ten znany jest jako prawo bezwładności. Prawo bezwładności zostało po raz pierwszy sformułowane przez Galileo Galilei dla ruchu poziomego na Ziemi, a później zostało uogólnione przez René Descartes'a. Przed Galileuszem sądzono, że każdy ruch poziomy wymaga bezpośredniej przyczyny, ale Galileusz wydedukował ze swoich eksperymentów, że ciało w ruchu pozostanie w ruchu, dopóki siła (taka jak tarcie) nie spowoduje jego zatrzymania.
Koszykówka; Prawa ruchu Newtona Kiedy koszykarz wykonuje rzut z wyskoku, piłka zawsze porusza się po łuku. Piłka podąża tą ścieżką, ponieważ jej ruch jest zgodny z prawami ruchu Sir Isaaca Newtona. Mark Herreid/Shutterstock.com
Dowiedz się, jak nieruchome obiekty i niepowstrzymane siły są takie same Lekcja dowodząca, że nieruchome obiekty i niepowstrzymane siły są jednym i tym samym. MinutePhysics (partner wydawniczy Britannica) Zobacz wszystkie filmy do tego artykułu
Drugie prawo Newtona to ilościowy opis zmian, jakie siła może wywołać w ruchu ciała. Stwierdza, że tempo zmiany pędu ciała w czasie jest równe pod względem wielkości i kierunku nałożonej na nie siły. Pęd ciała jest równy iloczynowi jego masy i prędkości. Pęd, podobnie jak prędkość , jest wielkością wektorową, mającą zarówno wartość, jak i kierunek. Siła przyłożona do ciała może zmienić wielkość pędu lub jego kierunek, lub jedno i drugie. Drugie prawo Newtona jest jednym z najważniejszych we wszystkich fizyka . Dla ciała, którego masa m jest stała, można ją zapisać w postaci fa = m do , gdzie fa (siła) i do ( przyśpieszenie ) są wielkościami wektorowymi. Jeśli na ciało działa siła wypadkowa, to jest przyspieszane zgodnie z równaniem. I odwrotnie, jeśli ciało nie jest przyspieszane, nie działa na nie siła wypadkowa.
Trzecie prawo Newtona mówi, że gdy dwa ciała oddziałują, przykładają do siebie siły o równej wielkości i przeciwnych kierunkach. Trzecie prawo znane jest również jako prawo akcji i reakcji. To prawo jest ważne w analizie problemów statyczna równowaga , gdzie wszystkie siły są zrównoważone, ale dotyczy to również ciał w ruchu jednostajnym lub przyspieszonym. Siły, które opisuje, są prawdziwymi siłami, a nie zwykłymi urządzeniami księgowymi. Na przykład książka spoczywająca na stole wywiera siłę skierowaną w dół równą jej ciężarowi na stole. Zgodnie z trzecim prawem, stół przykłada do księgi równą i przeciwną siłę. Ta siła występuje, ponieważ ciężar książki powoduje, że stół nieznacznie się odkształca, tak że odpycha książkę jak zwinięta sprężyna.
Prawa Newtona pojawiły się po raz pierwszy w jego arcydziele, Matematyczne zasady filozofii naturalnej (1687), powszechnie znany jako zasady . W 1543 r. Mikołaj Kopernik zasugerował, że Słońce, a nie Ziemia, może znajdować się w centrum wszechświat . W międzyczasie Galileusz, Johannes Kepler i Kartezjusz położyli podwaliny pod nową naukę, która miała zastąpić arystotelesowski światopogląd odziedziczony po starożytnych Grekach i wyjaśnić działanie heliocentrycznego wszechświata. w zasady Newton stworzył tę nową naukę. Opracował swoje trzy prawa, aby wyjaśnić, dlaczego orbity planety to raczej elipsy niż koła, na których mu się udało, ale okazało się, że wyjaśnił znacznie więcej. Seria wydarzeń od Kopernika do Newtona znana jest pod wspólną nazwą Rewolucja Naukowa.
czy pułapka na muchy Wenus jest zwierzęciem?
W XX wieku prawa Newtona zostały zastąpione mechaniką kwantową i teorią względności jako najbardziej podstawowymi prawami fizyki. Niemniej jednak prawa Newtona nadal dokładnie wyjaśniają naturę, z wyjątkiem bardzo małych ciał, takich jak elektrony, lub ciał poruszających się z prędkością bliską prędkości światła. Kwant mechanika i teoria względności sprowadzają się do praw Newtona dla większych ciał lub ciał poruszających się wolniej.
