Ịghọta Iwu Newton nke Motion: Nduzi zuru ezu maka ndị mbido

Iwu Newton nke Motion bụ ntọala nke usoro ihe eji arụ ọrụ nke oge ochie, na-enye iwu ndị na-achịkwa otú ihe si agagharị mgbe ike na-arụ ọrụ na ha. N'ịbụ ndị Sir Isaac Newton kpọtụrụ na narị afọ nke 17, iwu atọ a na-akọwa ihe niile site n'ihe mere akwụkwọ ji nọrọ na tebụl ruo n'otú e si agbapụta rọketi n'ime mbara igwe. Ma ị bụ nwa akwụkwọ na-ewere klas mbụ gị nke physics ma ọ bụ ọkachamara na-achọ ime ka ihe ọmụma dị ọhụrụ, njikwa ụkpụrụ ndị a dị mkpa maka ịghọta ụwa nkịtị. N'ime nduzi a, anyị ga-agbaji iwu ọ bụla n'asụsụ dị mfe, nyochaa ihe atụ nke ụwa, ma gosi ihe kpatara echiche Newton ji dị mkpa na sayensị na injinịa nke oge a.

Ihe Ndị Mere Eme: Otú Newton Si Gbanwee Ihe Ndị Na-eme n'Ụdị Ala

Tupu Newton, echiche na-achịkwa nke ije sitere n'aka Aristotle, onye kwenyere na ihe ndị ahụ na-akwụsị n'ụzọ nkịtị ọ gwụla ma ike na-akpali ha. Galileo Galilei gbara echiche a aka na nnwale na mbara igwe na-agbanwe agbanwe, na-achọpụta na ihe ndị na-agagharị agagharị na-anọgide na-agagharị ma ọ bụrụ na a na-ebelata erughị ala. Newton chịkọtara ihe ndị a na ọrụ ya na Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (FLT: 0), ebe o bipụtara iwu atọ nke ije tinyere iwu nke ike ndọda zuru ụwa ọnụ.

Newton nyere aka na-agbanwe agbanwe n'ihi na ọ nyere a quantitative, amụma etiti maka ije. Kama na-akọwa ije qualitatively, ya iwu ekwe ka ndị ọkà mmụta sayensị na-agbakọ kpọmkwem otú a ike ga-agbanwe ihe object ọsọ. Nke a mgbakọ na mwepụ ụzọ tọrọ ntọala maka Industrial mgbanwe, oge a physics, na ọbụna ohere nchọpụta. Ị nwere ike ịgụ ihe banyere Newton ndụ na ụzọ na Stanford Encyclopedia of Philosophy ma ọ bụ inyocha mmekọrịta simulations na FLT:4PhET Interactive Simulations.

Newton's First Law of Motion: Iwu nke Inertia

Newton's First Law kwuru: A ihe na-ezu ike na-anọ na-ezu ike, na ihe na-aga n'ihu na-anọ na-aga n'ihu na otu ọsọ na n'otu direction, ọ gwụla ma na-eme site na a unbalanced mpụga ike.

Ihe Inertia Pụtara n'Ezie

Na ahụmahụ kwa ụbọchị, anyị na-ahụ ihe na-ebelata ma na-akwụsị oge niile: bọl na-agbagharị na-akwụsị n'ihi esemokwu, akwụkwọ na-ese n'elu desktọọpụ na-akwụsị n'ihi nguzogide ikuku na esemokwu elu. Ma Iwu nke Mbụ na-agwa anyị na ọ bụrụ na ị nwere ike iwepụ ike niile dị n'èzí (emememeso, drag, ndọda, wdg), ihe ga-aga n'ihu na-aga n'ihu ruo mgbe ebighị ebi na akara kwụ ọtọ na ọsọ na-agbanwe agbanwe. Nke a bụ echiche echiche nke FLT: 1 nke na-egosipụta omume bụ isi nke ihe.

Ike adịghị arụ ọrụ nke ọma. Ihe dị ukwuu ihe nwere, ihe dị ukwuu ike ọ nwere, na ihe siri ike ịmalite ya na-akpụ akpụ ma ọ bụ ịkwụsị ya ozugbo ọ na-akpụ akpụ. Dịka ọmụmaatụ, ọ dị mfe ịkwanye igwe kwụ otu ebe karịa ụgbọ ala n'ihi na ụgbọ ala nwere ike ịdị ukwuu.

Ihe Nlereanya Ndị Dịịrị Kwa Ụbọchị nke Iwu Mbụ

  • ] Seatbelts: Mgbe ụgbọ ala kwụsịrị na mberede, ahụ gị na-aga n'ihu n'ihi inertia.
  • A tablecloth aghụghọ: Ọ bụrụ na ị dọkpụ a tablecloth ngwa ngwa, efere na-anọgide na ebe n'ihi na ike nke eriri enweghị oge ime ihe ha na-anọ na-ezu ike n'ihi inertia.
  • Ịhapụ nguzozi gị na bọs: Mgbe bọs na-agba ọsọ na mberede, ahụ gị na-anọ jụụ n'ihe metụtara ala, na-eme ka ị laghachi azụ.

Isi Ihe Ndị Sitere n'Iwu Mbụ

  • Ihe ndị ahụ adịghị mkpa ike iji nọgide na-agagharị. Ha chọrọ ike iji gbanwee mmegharị ha.
  • Inertia abụghị ike; ọ bụ ihe onwunwe nke ihe.
  • Iwu ahụ na-akọwa usoro ihe atụ na-enweghị isi. N'ime usoro na-eme ngwa ngwa (dịka carousel na-agbagharị), ike ndị dị adị na-apụta.

Iwu nke Abụọ nke Newton: Iwu nke Ịgba Ọsọ

Newton's Second Law na-enye mmekọrịta mgbakọ na mwepụ n'etiti ike, uka, na ngwa ngwa: Fnet = m × a. Ebe a, Fnet bụ ike mpụga dị ọcha na-arụ ọrụ na ihe (tụrụ na newtons, N), m bụ ihe ahụ (kg), na a bụ ngwa ngwa ya (m/s2).

Ịkụghasị Ụkpụrụ

  • F (F) bụ ihe dị iche iche na-eme ka ihe ahụ dị iche iche na-agagharị.
  • m bụ ihe onwunwe s inertia massa ihe atụ nke otú ọ na-eguzogide ngwa ngwa.
  • a bụ mmụba, nke na-atụ aka n'otu ụzọ ahụ dị ka ike net.

Rịba ama na iwu ahụ na-ekwu na ngwa ngwa bụ kpọmkwem ruru n'akụkụ nke FlT: 1 na ike net: okpukpu abụọ ike, ị na-agbakwa ọsọ ọsọ okpukpu abụọ (maka otu ike).

Ihe Ndị Ga-enyere Anyị Aka

  • Ngwagharị ụgbọ ala: Ndị injinia na-eji F = ma mee atụmatụ ike injin dị mkpa iji mee ka ụgbọ ala si na 0 gaa na 60 mph n'ime oge ụfọdụ.
  • Egwuregwu: A baseball pitcher na-etinye ike na a bọl n'elu a obere anya. Site na-amụba ike (ike aka) ma ọ bụ na-ebelata uka (na-erughị bọl), na-akpali akpali na ya mere, ikpeazụ ọsọ na-abawanye.
  • Airbags: N'oge mkpọka, airbag na-etinye iji mee ka oge a na-etinye ike ahụ dịkwuo elu, na-ebelata ngwa ngwa (yabụ ike) na onye na-agagharị. Nke a bụ ngwa nke F = ma: ogologo oge pụtara obere ike dị ala maka otu mgbanwe na mmegharị.
  • Ihe ndị na-ada: Ihe ndọda na-enye ike dị ala (FLT:2]]mg), ya mere ihe niile dị nso na elu ụwa na-agba ọsọ na g ≈ 9.8 m / s2 n'agbanyeghị oke, na-eleghara nguzogide ikuku anya. Ọ bụ ya mere nku na hama ji ada ọnụ na ọnwa.

Ihe Nlereanya nke Ngụkọta Oge

Ka e were ya na ị na-akpali igbe dị kilogram 10 nwere ike ihu igwe dị n'elu 50 N. Mgbapụta ahụ bụ a = F/m = 50 N / 10 kg = 5 m/s. Ọ bụrụ na ị na-eme ka ike ahụ okpukpu abụọ ruo 100 N, ngwa ngwa ahụ na-aghọ 10 m/s. Ọ bụrụ na ị na-eme ka ike ahụ dị na 50 N ma okpukpu abụọ n'ibu ya ruo 20 kg, ngwa ngwa ahụ na-adaba na 2.5 m/s2.

Maka ngwaọrụ mgbakọ na mwepụ na ịme anwansị miri emi, lelee akwụkwọ ntuziaka Khan Academy na iwu nke abụọ nke Newton.

Iwu nke Atọ nke Newton: Iwu nke Ọrụ na Mmeghachi omume

Newton's Third Law kwuru: N'ihi na ihe ọ bụla, e nwere ihe hà nhata na megidere mmeghachi omume.

Ịkọwapụta Ihe Ndị Dị n'Ime Ihe

Ọ dị mkpa ịghọta na ike abụọ dị na ihe omume-mmetụta abụọ na-arụ ọrụ na ihe dị iche iche. Ha anaghị emebi ibe ha n'ihi na ha na-emetụta ahụ dị iche iche. Dịka ọmụmaatụ, mgbe ị na-agbanye mgbidi, mgbidi ahụ na-agbanye azụ na otu ike. Ike ị na-etinye na mgbidi anaghị eme ka ị na-agagharị; ọ bụ ike mmeghachi omume nke mgbidi na-agbanye gị azụ.

Ihe Nlereanya Ndị Dị n'Ezi Ụwa

  • Ije ije: Ụkwụ gị na-agbanye azụ n'ala; ala na-agbanye ụkwụ gị n'ihu.
  • Ịgba mmiri: Ị na-akpali mmiri ịlaghachi azụ; mmiri na-akpali gị ịga n'ihu.
  • Rocket propulsion: A rocket expels exhaust gases downwards; ndị exhaust gases push the rocket upwards. Nke a na-arụ ọrụ na agụụ nke ohere n'ihi na ọ dịghị mpụga ikuku dị mkpa.
  • Ịpị bọl: Ụkwụ gị na-etinye ike n'elu bọl ahụ, na-akpali ya n'ihu; bọl ahụ na-etinye ike hà nhata n'azụ ụkwụ gị (nke ị na-eche dị ka ihe na-agwọ).

Ihe Mere Ndị Na-eme Ihe Na-adịghị Eme Ihe

Ọtụtụ ụmụ akwụkwọ na-eche na ọ bụrụ na ihe ọ bụla na-eme nwere mmeghachi omume dị iche iche, mgbe ahụ ike niile ga-akwụsị ma ọ nweghị ihe nwere ike ịbawanye. Njehie ahụ bụ ichefu na ike abụọ ahụ na-arụ ọrụ na ihe dị iche iche.

Echiche Ụgha na Ihe Ndị A Kọwara

A na-aghọtahie iwu Newton mgbe mgbe n'ihi na akwụkwọ ọgụgụ na-eme ka ha dị mfe ma ọ bụ n'ihi na ahụmahụ anyị na-enweta kwa ụbọchị gụnyere ike dị ka nchekasị na nguzogide ikuku nke na-ekpuchi omume a na-ahụ anya.

MisconceptionCorrection
Objects in motion need a force to keep moving. According to the First Law, objects maintain their velocity unless acted on by a net external force. Friction and air resistance are forces that slow them down.
Heavy objects fall faster than light ones. In a vacuum, all objects fall at the same acceleration g because the gravitational force (mg) is proportional to mass, so the masses cancel in F=ma. Air resistance can cause different rates, but that’s a separate force.
Action and reaction forces cancel out, so no net motion is possible. They act on different objects, so they don’t cancel for a single body. The net force on each object determines that object’s acceleration.
Newton’s laws are only true on Earth. They apply anywhere in the universe, though they break down at very high speeds (near light speed) or very strong gravity (requiring relativity) and at atomic scales (requiring quantum mechanics).

Ihe Mere Iwu Newton Ji Dị Mkpa Taa

Iwu Newton abụghị nanị ihe ndị mere eme. Ha na-abụ ntọala maka ọtụtụ ngalaba injinia, site na nyocha nke usoro ruo na robotics. Mgbe ị na-emepụta akwa, ị na-agbakọ ike na mgba ọkụ ọ bụla site na iji iwu Newton. Mgbe ị na-eme atụmatụ ịme anwansị maka egwuregwu vidio, igwe physics na-ejikarị usoro Newton. Ọbụna ụlọ ọrụ ohere na-eji iwu ndị a eme atụmatụ trajectories maka ụgbọ elu, ọ bụ ezie na ha na-agbakwunye mgbazi nke ikwu maka oke ziri ezi.

Ọzọkwa, iwu Newton bụ ọnụ ụzọ ámá na physics miri emi. Ha na-eduga kpọmkwem na ụkpụrụ nke njigide nke momentum (nke sitere na Iwu nke Atọ) na njigide nke ike (site na ọrụ-ike usoro iwu, nke sitere na Iwu nke Abụọ).

Ihe Ndị A Na-agaghị Emeli: Mgbe Iwu Newton Na-adịghị Arụ Ọrụ

Ọ bụ ezie na iwu Newton dị ike nke ukwuu, ha adịghị adị n'ọnọdụ nile. Ha na-agbasa n'ime usoro atọ bụ́ isi:

  • Otu ọsọ dị elu: Mgbe ihe na-eru nso ọsọ nke ìhè, achọrọ Einstein's theory of special relativity.
  • Ọdịdị dị ike nke gravitational fields: N'akụkụ oghere ojii ma ọ bụ n'ime eluigwe na ala dum na nnukwu ọnụ ọgụgụ, nkà mmụta nke ikwubi n'ozuzu na-akọwa ike ndọda dị ka curvature nke ohere na oge.
  • FlT:0 Nnọọ obere ọnụ ọgụgụ: Na atom na subatomic ọkwa, quantum mechanics na-achịkwa omume. Newtonian mechanics anaghị akọwa ihe ndị dị ka electron orbitals na quantum tunneling.

Otú ọ dị, n'ihi na ọtụtụ ihe ndị a na-ahụ kwa ụbọchị, iwu Newton ziri ezi ma zuo ezu.

Nchịkọta nke Iwu Atọ ahụ

  1. Iwu mbụ (Inertia): Ihe na-eguzogide mgbanwe na-agagharị. Ahụ na-anọ jụụ na-anọ jụụ; ahụ na-agagharị n'otu n'otu na-anọgide na-agagharị ma ọ bụrụ na ike mpụga na-arụ ọrụ na ya.
  2. Iwu nke abụọ (Mmetụta & Acceleration): (FLT: 1) Net ike na ihe bụ ihe na-eme ka ihe ahụ dị ka ihe na-eme ka ọ dị mma.
  3. Iwu nke atọ (ỌrụMeghachi omume):N'ihi ike ọ bụla nke ihe A na-eme na ihe B, ihe B na-eme ka ike ya hà nhata ma megidere ya.

Ịmata iwu atọ a na-eme ka anyị ghọta otú ihe niile si aga, malite n'otu mkpụrụ osisi apụl dara ada ruo n'otu ụgbọala na-agba ọsọ. Ma ị̀ na-eme ihe omume ụlọ akwụkwọ, na-emepụta ígwè ọrụ, ma ọ bụ na ị chọrọ ịma ihe mere kọfị gị ji agbapụta mgbe ị na-agbaji ụgbọala, iwu Newton na-enye nkọwa doro anya na nke mgbakọ na mwepụ.

Maka ịgụ ihe ndị ọzọ, NASA Glenn Research Center nwere nkọwa dị mma maka ndị mbido, na ntinye nke Britannica na-enye omimi akụkọ ihe mere eme. Obi ụtọ mmụta!