ന്യൂട്ടന്റെ ചലന നിയമങ്ങൾ സംബന്ധിച്ച തുടക്കക്കാരന്റെ ഗൈഡ്

ന്യൂട്ടന്റെ ചലന നിയമങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുകഃ തുടക്കക്കാരന് ഒരു പൂർണ്ണമായ ഗൈഡ്

ന്യൂട്ടന്റെ ചലന നിയമങ്ങൾ ക്ലാസിക്കൽ മെക്കാനിക്സിന്റെ അടിത്തറയാണ്. വസ്തുക്കൾ അവയെ ബാധിക്കുന്ന സമയത്ത് അവ എങ്ങനെ നീങ്ങുന്നുവെന്ന് നിയന്ത്രിക്കുന്ന നിയമങ്ങൾ നൽകുന്നു. 17ാം നൂറ്റാണ്ടിൽ സർ ഐസക് ന്യൂട്ടൺ രൂപീകരിച്ച ഈ മൂന്ന് നിയമങ്ങൾ ഒരു പുസ്തകം മേശപ്പുറത്ത് നിൽക്കുന്നതിന്റെ കാരണം മുതൽ റോക്കറ്റ് എങ്ങനെ ബഹിരാകാശത്തേക്ക് വിക്ഷേപിക്കപ്പെടുന്നുവെന്നത് വരെ എല്ലാം വിശദീകരിക്കുന്നു. നിങ്ങൾ ആദ്യ ഭൌതികശാസ്ത്ര ക്ലാസ് എടുക്കുന്ന വിദ്യാർത്ഥിയായാലും അടിസ്ഥാന അറിവ് പുതുക്കാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്ന പ്രൊഫഷണലായാലും, ഈ തത്ത്വങ്ങൾ മാസ്റ്റർ ചെയ്യുന്നത് ഭൌതിക ലോകത്തെ മനസിലാക്കുന്നതിന് അത്യാവശ്യമാണ്. ഈ ഗൈഡിൽ, ഓരോ നിയമവും ലളിതമായ ഭാഷയിൽ തകർക്കുകയും യഥാർത്ഥ ലോക ഉദാഹരണങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുകയും ന്യൂട്ടന്റെ ഉൾക്കാഴ്ചകൾ ആധുനിക ശാസ്ത്രത്തിലും എഞ്ചിനീയറിംഗിലും അനിവാര്യമായി തുടരുന്നതിന്റെ കാരണം കാണിക്കുകയും ചെയ്യും.

ചരിത്രപരമായ സന്ദർഭംഃ ന്യൂട്ടൺ ഭൌതികശാസ്ത്രത്തെ എങ്ങനെ മാറ്റി

ന്യൂട്ടണിന് മുമ്പ്, വസ്തുക്കൾ ഒരു ശക്തി തുടർച്ചയായി അവരെ തള്ളിയിടുന്നില്ലെങ്കിൽ സ്വാഭാവികമായി വിശ്രമിക്കുമെന്ന് വിശ്വസിച്ച അരിസ്റ്റോട്ടേലിന്റെ അഭിപ്രായമായിരുന്നു പ്രസ്ഥാനത്തിന്റെ പ്രബലമായ കാഴ്ച. ചലിക്കുന്ന വസ്തുക്കൾ ചാട്ടം കുറച്ചാൽ ചലിക്കുന്നതായി നിരീക്ഷിച്ച ഗാലിളിയോ ഗാലിളിയോ ഈ ആശയത്തെ ചുവടെയുള്ള വിമാനങ്ങളിൽ പരീക്ഷിച്ചുകൊണ്ട് വെല്ലുവിളിച്ചു. ന്യൂട്ടൺ ഈ നിരീക്ഷണങ്ങളും സ്വന്തം പ്രവർത്തനങ്ങളും സ്യാംശീകരിക്കുകയും ചെയ്തു. ഫിലോസോഫിയേ നാച്ചുറലിസ് പ്രിൻസിപ്പിയ മാത്തമാറ്റിക്ക (1687) ൽ അദ്ദേഹം പ്രസ്ഥാനത്തിന്റെ മൂന്ന് നിയമങ്ങൾ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.

ന്യൂട്ടന്റെ സംഭാവന വിപ്ലവകാരിയായിരുന്നു, കാരണം ഇത് ചലനത്തിന് ഒരു അളവിലുള്ള, പ്രവചന ചട്ടക്കൂട് നൽകിയിരുന്നു. ചലനത്തെ ഗുണപരമായി വിവരിക്കുന്നതിനുപകരം, ഒരു ശക്തിയുടെ ഒരു വസ്തുവിന്റെ വേഗത എങ്ങനെ മാറ്റും എന്ന് കൃത്യമായി കണക്കാക്കാൻ അദ്ദേഹത്തിന്റെ നിയമങ്ങൾ ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് അനുവദിച്ചു. ഈ ഗണിതശാസ്ത്ര സമീപനം വ്യാവസായിക വിപ്ലവം, ആധുനിക ഭൌതികശാസ്ത്രം, ബഹിരാകാശ പര്യവേക്ഷണം എന്നിവയ്ക്ക് അടിത്തറയിട്ടു. ന്യൂട്ടന്റെ ജീവിതത്തെയും രീതികളെയും കുറിച്ച് നിങ്ങൾക്ക് ന്യൂട്ടന്റെ സ്റ്റാൻഫോർഡ് എൻസൈക്ലോപീഡിയ ഓഫ് ഫിലോസഫിയിൽ കൂടുതലറിയാം അല്ലെങ്കിൽ സംവേദനാത്മക സിമുലേഷനുകൾ ന്യൂട്ടൺ ന്യൂട്ടൺ ന്റെ ഇന്റാക്ടീവ് സിമുലേഷനുകളിൽ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാൻ കഴിയും.

ന്യൂട്ടന്റെ ആദ്യത്തെ ചലന നിയമം: ഇനർഷ്യ നിയമം

ന്യൂട്ടന്റെ ആദ്യ നിയമം ഇങ്ങനെ പറയുന്നുഃ ഒരു വസ്തുവിന് വിശ്രമമില്ലാതെ വിശ്രമിക്കാം. ഒരു വസ്തുവിന്റെ നീക്കത്തിൽ ഒരേ വേഗതയിലും ഒരേ ദിശയിലും നീങ്ങാം.

നിഷ്ക്രിയതയുടെ അർത്ഥം

ദൈനംദിന അനുഭവത്തിൽ, വസ്തുക്കൾ എല്ലായ്പ്പോഴും വേഗത കുറയ്ക്കുകയും നിർത്തുകയും ചെയ്യുന്നത് ഞങ്ങൾ കാണുന്നുഃ ചാട്ടം കാരണം ഒരു റോളിംഗ് ബോൾ നിർത്തുന്നു, വായു പ്രതിരോധവും ഉപരിതല ചാട്ടം കാരണം ഒരു ഡെസ്ക് ലെ സ്ലൈഡിംഗ് ബുക്ക് നിർത്തുന്നു. എന്നാൽ നിങ്ങൾക്ക് എല്ലാ ബാഹ്യ ശക്തികളും (ചാട്ടം, ഇഴുകൽ, ഗുരുത്വാകർഷണം മുതലായവ) നീക്കംചെയ്യാൻ കഴിയുമെങ്കിൽ ഒരു വസ്തു നിരന്തരം ഒരു നേരായ രേഖയിൽ സ്ഥിരമായ വേഗതയിൽ നീങ്ങുന്നുവെന്ന് ആദ്യ നിയമം പറയുന്നു. ഇത് ഒരു ആശയപരമായ ആശയവിനിമയമാണ്. ഇത് വസ്തുവിന്റെ അടിസ്ഥാന പെരുമാറ്റത്തെ പ്രാധാന്യപ്പെടുത്തുന്നു.

ബഹിഷ്കരിക്കൽ നേരിട്ട് ബഹുമാനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണ്. ഒരു വസ്തുവിന്റെ ബഹുമാനവും, അതിന്റെ ബഹിഷ്കരിക്കൽ കൂടുതലാണ്, അത് നീങ്ങാൻ തുടങ്ങുകയോ അല്ലെങ്കിൽ നീങ്ങുന്നതോടെ നിർത്തുകയോ ചെയ്യുന്നത് കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ബൈക്കിനെ ഒരു കാറിനേക്കാൾ വളരെ എളുപ്പമാണ്, കാരണം കാറിന് വളരെ വലിയ ബഹിഷ്കരിക്കൽ ഉണ്ട്.

ആദ്യത്തെ നിയമത്തിന്റെ ദൈനംദിന ഉദാഹരണങ്ങൾ

സീറ്റ് ബെൽറ്റുകൾഃ ഒരു കാർ പെട്ടെന്ന് നിർത്തുമ്പോൾ, നിങ്ങളുടെ ശരീരം ഇർഷ്യ കാരണം മുന്നോട്ട് നീങ്ങുന്നു. സുരക്ഷിതമായി നിങ്ങളെ തടയാൻ ആവശ്യമായ ബാഹ്യ ശക്തി ഒരു സീറ്റ് ബെൽറ്റ് നൽകുന്നു.
ഒരു ടേബിൾ ലിഫ്റ്റ് ട്രിക്ക്ഃ നിങ്ങൾ ഒരു ടേബിൾ ലിഫ്റ്റ് വേഗത്തിൽ വലിച്ചെറിയുകയാണെങ്കിൽ, വിഭവങ്ങൾ നിലനിൽക്കുന്നു, കാരണം ചാഞ്ചാട്ടം ശക്തിക്ക് പ്രവർത്തിക്കാൻ സമയമില്ല.
ബസ് യാത്രയിൽ നിങ്ങളുടെ ബാലൻസ് നഷ്ടപ്പെടുന്നത്ഃ ഒരു ബസ് പെട്ടെന്ന് വേഗത കൂട്ടുമ്പോൾ, നിങ്ങളുടെ ശരീരം നിലത്തുനിന്നും വിശ്രമിക്കുന്നതായിരിക്കും.

ആദ്യ നിയമത്തിലെ പ്രധാന കാര്യങ്ങൾ

വസ്തുക്കൾക്ക് മുന്നോട്ട് പോകാൻ ഒരു ശക്തി ആവശ്യമില്ല. അവരുടെ ചലനം മാറ്റാൻ ഒരു ശക്തി ആവശ്യമാണ്.
ഊർജ്ജസ്വലത ഒരു ശക്തി അല്ല; അത് പദാർത്ഥത്തിന്റെ സ്വത്താണ്.
നിയമം ഒരു ഐ. എൽ. ടി. 1 ത്തെ നിർവചിക്കുന്നു. നിയമം സത്യമായിരിക്കുന്ന ഒരു ഫ്രെയിം. വേഗതയേറിയ ഫ്രെയിമുകളിൽ (ചലിക്കുന്ന കാരൂസൽ പോലെ), സാങ്കൽപ്പിക ശക്തികൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു.

ന്യൂട്ടന്റെ രണ്ടാമത്തെ ചലന നിയമം: വേഗതയുടെ നിയമം

ന്യൂട്ടൺ നിയമം, ഫോഴ്സ്, മാസ്, ആക്സിലറേഷൻ എന്നിവ തമ്മിലുള്ള ഗണിത ബന്ധം നൽകുന്നുഃ F F_net = m × a. ഇവിടെ, F_net എന്നത് ഒരു വസ്തുവിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ശുദ്ധമായ ബാഹ്യശക്തിയാണ് (ന്യൂട്ടണുകളിൽ അളക്കുന്നത്, N), m എന്നത് വസ്തുവിന്റെ മാസ് (kg), a അതിന്റെ ആക്സിലറേഷൻ (m/s2). ഒരു ശക്തി പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ ഒരു വസ്തു എത്ര വേഗത്തിലാക്കും, വേഗത കുറയ്ക്കും അല്ലെങ്കിൽ ദിശ മാറ്റും എന്ന് ഈ നിയമം കൃത്യമായി പറയുന്നു.

ഫോർമുല തകർക്കുക

ഫ്ളാറ്റ്ഃ0 F ഫ്ളാറ്റ്ഃ1 net ഫ്ളാറ്റ്ഃ2 വസ്തുവിന്റെ എല്ലാ ശക്തികളുടെയും വെക്റ്റർ സംഖ്യയാണ്. ഒന്നിലധികം ശക്തികൾ വ്യത്യസ്ത ദിശകളിൽ തള്ളിയാൽ, ശൃംഖലാ ശക്തി ചലനം നിർണ്ണയിക്കുന്നു.
ഫ്ളാറ്റ്ഃ0m എന്നത് വസ്തുവിന്റെ ഇനെർഷ്യൽ മാസാണ്. ഇത് എത്രമാത്രം വേഗതയെ പ്രതിരോധിക്കുന്നു എന്നതിന്റെ അളവാണ്.
ഫ്ളാറ്റ്ഃ0a ഫ്ളാറ്റ്ഃ1 എന്നത് ശൃംഖലയുടെ അതേ ദിശയിലുള്ള വേഗതയാണ്.

തു ശക്തിയോടുള്ള തു അനുപാതമാണു് തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തു തുതു തു

പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങൾ

വാഹന രൂപകൽപ്പനഃ എഞ്ചിനീയർമാർ ഒരു നിശ്ചിത സമയത്തിനുള്ളിൽ ഒരു കാർ 0 മുതൽ 60 mph വരെ വേഗത്തിലാക്കാൻ ആവശ്യമായ എഞ്ചിൻ ശക്തി കണക്കാക്കാൻ F = ma ഉപയോഗിക്കുന്നു.
സ്പോർട്സ്ഃ ഒരു ബേസ്ബോൾ പന്തുകാരൻ ഒരു ബോളിന് ചെറിയ ദൂരത്തിൽ ശക്തി പ്രയോഗിക്കുന്നു. ശക്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുകയോ പിണ്ഡം കുറയ്ക്കുകയോ ചെയ്താൽ ത്വരിതപ്പെടുത്തൽ, അതിനാൽ അവസാന വേഗത വർദ്ധിക്കുന്നു.
എയർബാഗുകൾഃ ഒരു കൂട്ടിയിടി സമയത്ത്, ഒരു എയർബാഗ് പ്രയോഗിക്കുന്ന സമയം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് വിന്യസിക്കുന്നു, ഇത് സഞ്ചാരിയുടെ വേഗത (അതിനാൽ ശക്തി) കുറയ്ക്കുന്നു. ഇത് F = ma ന്റെ നേരിട്ടുള്ള പ്രയോഗമാണ്ഃ ഒരേ ഇംപംറ്റിംറ്റിന്റെ മാറ്റത്തിന് ഒരു ചെറിയ ശരാശരി ശക്തി എന്നാണ് ഒരു നീണ്ട സമയം അർത്ഥമാക്കുന്നത്.
നിലത്തു വീഴുന്ന വസ്തുക്കൾ: ഗുരുത്വാകർഷണം സ്ഥിരമായ താഴേക്കുള്ള ശക്തി നൽകുന്നു (FLT:2mg), അതിനാൽ ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിനടുത്തുള്ള എല്ലാ വസ്തുക്കളും പിണ്ഡം പരിഗണിക്കാതെ 9.8 m/s2 ൽ വേഗതയിൽ വേഗതയേറിയതാണ്. അതുകൊണ്ടാണ് ഒരു പേരും ഒരു തൂവലും ചന്ദ്രനിൽ ഒരുമിച്ച് വീഴുന്നത്.

സാധാരണ കണക്കുകൂട്ടൽ ഉദാഹരണം

ഒരു 10 കിലോഗ്രാം ബോക്സ് 50 N നെറ്റ് ഹൊറൈസോണൽ ഫോഴ്സ് ഉപയോഗിച്ച് നിങ്ങൾ തള്ളിവിടുന്നുവെന്ന് കരുതുക. ആക്സിലറേഷൻ a = F/m = 50 N / 10 kg = 5 m/s2 ആണ്. നിങ്ങൾ 100 N ലേക്ക് ആക്സിലറേഷൻ ഇരട്ടിയാക്കുകയാണെങ്കിൽ, ആക്സിലറേഷൻ 10 m/s2 ആയിത്തീരും. നിങ്ങൾ 50 N ൽ ആക്സിലറേഷൻ നിലനിർത്തുകയും 20 kg ലേക്ക് മാസ് ഇരട്ടിയാക്കുകയും ചെയ്താൽ, ആക്സിലറേഷൻ 2.5 m/s2 ആയി കുറയുന്നു.

കൂടുതൽ ആഴത്തിലുള്ള ഗണിതവും സിമുലേഷൻ ഉപകരണങ്ങളും അറിയാൻ, ന്യൂട്ടൺ രണ്ടാം നിയമത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഖാൻ അക്കാദമി ഗൈഡ് പരിശോധിക്കുക.

ന്യൂട്ടന്റെ മൂന്നാമത്തെ ചലന നിയമംഃ പ്രവർത്തനവും പ്രതികരണവും

ന്യൂട്ടന്റെ മൂന്നാമത്തെ നിയമം ഇങ്ങനെ പറയുന്നുഃ ഓരോ പ്രവർത്തനത്തിനും തുല്യവും വിപരീതവുമായ പ്രതിപ്രവർത്തനം ഉണ്ട്. ഇത് അർത്ഥമാക്കുന്നത് ശക്തികൾ എല്ലായ്പ്പോഴും ജോഡി ആയി സംഭവിക്കുന്നു എന്നാണ്. വസ്തു A B ന് ഒരു ശക്തി പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, വസ്തു B ഒരേസമയം A ന് തുല്യ വലുപ്പവും വിപരീത ദിശയും ഉള്ള ഒരു ശക്തി പ്രയോഗിക്കുന്നു.

പ്രവർത്തന പ്രതികരണ ജോഡി വിശദീകരണം

ഒരു ആക്ഷൻ-റീക്ഷൻ ജോഡിയിലെ രണ്ട് ശക്തികൾ വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളെ ബാധിക്കുന്നുവെന്ന് മനസിലാക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. അവ പരസ്പരം ഇല്ലാതാക്കുന്നില്ല, കാരണം അവ പ്രത്യേക ശരീരങ്ങളെ ബാധിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, നിങ്ങൾ ഒരു മതിൽ നേരെ അമർത്തുമ്പോൾ, മതിൽ അതേ ശക്തിയോടെ തിരികെ തള്ളുന്നു. നിങ്ങൾ മതിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ശക്തി നിങ്ങളെ നീക്കാൻ ഇടയാക്കുന്നില്ല; നിങ്ങളെ പിന്നോട്ട് തള്ളുന്നതു മതിൽ പ്രതികരണ ശക്തിയാണ്.

യഥാർഥ ലോകത്തിലെ ഉദാഹരണങ്ങൾ

നടക്കൽഃ നിങ്ങളുടെ കാൽ നിലത്തു പിന്നോട്ട് കുതിക്കുന്നു; നിലത്തു നിങ്ങളുടെ കാൽ മുന്നോട്ട് കുതിക്കുന്നു. ആ മുന്നോട്ട് കുതിപ്പ് നിങ്ങളെ മുന്നോട്ട് നയിക്കുന്നു.
നീന്തൽഃ നീ വെള്ളം പിന്നോട്ട് തള്ളുന്നു; വെള്ളം നിന്നെ മുന്നോട്ട് തള്ളുന്നു.
റോക്കറ്റ് പ്രാപ്തിഃ ഒരു റോക്കറ്റ് എക്സാസ് ഗ്യാസുകൾ താഴേക്ക് പുറത്താക്കുന്നു; എക്സാസ് ഗ്യാസുകൾ റോക്കറ്റിനെ മുകളിലേക്ക് തള്ളിവിടുന്നു. ഇത് ബഹിരാകാശ വാക്വം പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കാരണം ബാഹ്യ വായു ആവശ്യമില്ല. റോക്കറ്റും അതിന്റെ സ്വന്തം എക്സാസ് ഗ്യാസും തമ്മിലുള്ള പ്രവർത്തന-പ്രതികരണ ജോഡി.
ഒരു പന്ത് കളിക്കുന്നത്ഃ നിങ്ങളുടെ കാൽ പന്ത് മുന്നോട്ട് തള്ളിക്കൊണ്ട് പന്ത് ശക്തി പ്രയോഗിക്കുന്നു; പന്ത് നിങ്ങളുടെ കാൽക്ക് പിന്നോട്ട് തുല്യമായ ശക്തി പ്രയോഗിക്കുന്നു (നിങ്ങൾ അത് ഒരു കടിയായി അനുഭവിക്കുന്നു).

എന്തിന് ആക്ഷൻ-റീക്ഷൻ ജോഡിമാർ റദ്ദാക്കുന്നില്ല?

പല വിദ്യാർത്ഥികളും തെറ്റായി എല്ലാ പ്രവർത്തനത്തിനും തുല്യമായ എതിർ പ്രതികരണമുണ്ടെങ്കിൽ എല്ലാ ശക്തികളും റദ്ദാക്കുകയും ഒന്നും ഒരിക്കലും ത്വരിതപ്പെടുത്താൻ കഴിയില്ലെന്ന് കരുതുന്നു. രണ്ട് ശക്തികളും വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് മറക്കുന്നതിൽ തെറ്റാണ്. ഏതെങ്കിലും ഒരു വസ്തുവിലെ ശുദ്ധമായ ശക്തി ആ വസ്തുവിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ശക്തികളുടെ സംഖ്യയാണ്. നിങ്ങളെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഭൂമി നിങ്ങളെ ആശിക്കണം, ആ ശക്തി നിങ്ങളുടെ ത്വരിതപ്പെടുത്തലിന്റെ പ്രതികരണമാണ്. അതിന്റെ പിണ്ഡം വളരെ വലുതാണ്, അതിനാൽ അതേ ശക്തി അതിൽ ശ്രദ്ധേയമായ ത്വരിതപ്പെടുത്തൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

പൊതുവായ തെറ്റിദ്ധാരണകളും വിശദീകരണങ്ങളും

ന്യൂട്ടന്റെ നിയമങ്ങൾ പലപ്പോഴും തെറ്റിദ്ധരിക്കപ്പെടുന്നു, കാരണം പാഠപുസ്തകങ്ങൾ അവ ലളിതമാക്കുന്നു അല്ലെങ്കിൽ നമ്മുടെ ദൈനംദിന അനുഭവത്തിൽ ചാഞ്ചാട്ടം, വായു പ്രതിരോധം തുടങ്ങിയ ശക്തികൾ ഉൾപ്പെടുന്നു.

Misconception	Correction
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).

ന്യൂട്ടന്റെ നിയമങ്ങൾ ഇന്നും പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നതിന്റെ കാരണം

ന്യൂട്ടൺ നിയമങ്ങൾ ചരിത്രപരമായ വിചിത്രതകൾ മാത്രമല്ല. ഘടനാപരമായ വിശകലനം മുതൽ റോബോട്ടിക്സ് വരെയുള്ള മിക്ക എൻജിനീയറിംഗ് ശാസ്ത്രങ്ങളുടെയും അടിസ്ഥാനമാണിത്. നിങ്ങൾ ഒരു പാലം രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുമ്പോൾ, ന്യൂട്ടൺ നിയമങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഓരോ ബീമിലെ ശക്തികൾ നിങ്ങൾ കണക്കാക്കുന്നു. ഒരു വീഡിയോ ഗെയിമിനായി നിങ്ങൾ ഒരു സിമുലേഷൻ പ്രോഗ്രാം ചെയ്യുമ്പോൾ, ഭൌതിക എഞ്ചിൻ സാധാരണയായി ന്യൂട്ടൺ മെക്കാനിക്സ് ഉപയോഗിക്കുന്നു. ബഹിരാകാശ ഏജൻസികൾ പോലും ഈ നിയമങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു ബഹിരാകാശ വാഹനങ്ങൾക്ക് ട്രെയ്ക്ടറികൾ രേഖപ്പെടുത്താൻ, പരമാവധി കൃത്യതയ്ക്കായി അവർ താരതമ്യശാസ്ത്രപരമായ തിരുത്തലുകൾ ചേർക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും.

ന്യൂട്ടൺ നിയമങ്ങൾ കൂടുതൽ ആഴത്തിലുള്ള ഭൌതികശാസ്ത്രത്തിലേക്കുള്ള ഒരു കവാടമാണ്. ഇവ ചലനശക്തി സംരക്ഷിക്കുന്നതിനുള്ള (മൂന്നാം നിയമത്തിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞത്) ഊർജ്ജ സംരക്ഷണത്തിന്റെയും (രണ്ടാം നിയമത്തിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞ വർക്ക്-എനർജി സിദ്ധാന്തത്തിലൂടെ) തത്വങ്ങളിലേക്ക് നേരിട്ട് നയിക്കുന്നു. അവയെ മനസിലാക്കുന്നത് ഇലക്ട്രോമാഗ്നറ്റിസം, തെർമോഡൈനാമിക്സ്, പ്രത്യേക ആപേക്ഷികതയുടെ അടിസ്ഥാനകാര്യങ്ങൾ പോലും മനസിലാക്കാൻ എളുപ്പമാക്കുന്നു.

പരിമിതികൾഃ ന്യൂട്ടന്റെ നിയമങ്ങൾ ബാധകമല്ലാത്ത സന്ദർഭങ്ങളിൽ

ന്യൂട്ടന്റെ നിയമങ്ങൾ അവിശ്വസനീയമാംവിധം ശക്തമാണെങ്കിലും എല്ലാ സാഹചര്യങ്ങളിലും അവ സാർവത്രികമല്ല. അവ മൂന്ന് പ്രധാന വ്യവസ്ഥകളായി വിഭജിക്കപ്പെടുന്നുഃ

വളരെ ഉയർന്ന വേഗതഃ വസ്തുക്കൾ വെളിച്ചത്തിന്റെ വേഗതയിലേക്ക് സമീപിക്കുമ്പോൾ, എയ്ൻസ്റ്റൈൻ ന്റെ പ്രത്യേക ആപേക്ഷികതയുടെ സിദ്ധാന്തം ആവശ്യമാണ്. സമയ വിപുലീകരണവും ആപേക്ഷികതയുടെ മാസ് ഇഫക്റ്റുകളും കാര്യമായി മാറുന്നു.
വളരെ ശക്തമായ ഗുരുത്വാകർഷണ മേഖലകൾഃ ബ്ലാക്ക് ഹോളുകൾക്കടുത്തോ വലിയ അളവിലുള്ള പ്രപഞ്ചത്തിലോ പൊതുവായ ആപേക്ഷികത ഗ്രാവിറ്റിയെ സ്പേസ് ടൈമിന്റെ വളവായി വിവരിക്കുന്നു.
വളരെ ചെറിയ അളവുകൾഃ അറ്റോമിക്, സബ് അറ്റോമിക് തലങ്ങളിൽ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് പെരുമാറ്റത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോൺ ഓർബിറ്റലുകൾ, ക്വാണ്ടം തുരങ്കം പോലുള്ള പ്രതിഭാസങ്ങൾ വിശദീകരിക്കാൻ ന്യൂട്ടൺ മെക്കാനിക്സ് പരാജയപ്പെടുന്നു.

എന്നിരുന്നാലും, മിക്ക ദൈനംദിന പ്രതിഭാസങ്ങളിലും കാറുകൾ, സ്പോർട്സ്, കെട്ടിട നിർമ്മാണം, കാലാവസ്ഥാ വ്യവസ്ഥകൾ, ഉപഗ്രഹ ഭ്രമണപഥങ്ങൾ എന്നിവ ന്യൂട്ടന്റെ നിയമങ്ങൾ കൃത്യവും മതിയായതുമാണ്.

മൂന്നു നിയമങ്ങളുടെ സംഗ്രഹം

ആദ്യ നിയമം (ഇനർഷ്യ): വസ്തുക്കൾ ചലന മാറ്റങ്ങളെ പ്രതിരോധിക്കുന്നു. വിശ്രമിക്കുന്ന ശരീരം വിശ്രമത്തിൽ തുടരുന്നു; ഒരു സമാനമായ ചലനത്തിലുള്ള ശരീരം ഒരു ശുദ്ധമായ ബാഹ്യശക്തി പ്രവർത്തിക്കുന്നില്ലെങ്കിൽ ചലനത്തിൽ തുടരുന്നു.
രണ്ടാം നിയമം (ഫോഴ്സ് & ത്വരിതപ്പെടുത്തൽ): ഒരു വസ്തുവിന്റെ ശുദ്ധമായ ശക്തി അതിന്റെ ത്വരിതപ്പെടുത്തൽ കൊണ്ട് വസ്തുവിന്റെ പിണ്ഡം (F = m × a) ലേക്ക് ഗുണിച്ചാൽ തുല്യമാണ്. ഈ നിയമം ശക്തികൾ ചലന മാറ്റങ്ങൾ എങ്ങനെ കാരണമാകുന്നുവെന്ന് അളക്കുന്നു.
മൂന്നാം നിയമം (പ്രവർത്തനം): (FLT:1) വസ്തു A ന് വസ്തു B ന് പ്രയോഗിക്കുന്ന ഓരോ ശക്തിക്കും, വസ്തു B ന് വസ്തു A ന് തുല്യവും വിപരീതവുമായ ഒരു ശക്തി പ്രയോഗിക്കുന്നു. ഈ ശക്തികൾ വ്യത്യസ്ത ശരീരങ്ങളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

ഈ മൂന്നു നിയമങ്ങൾ പഠിക്കുന്നതിലൂടെ വീഴുന്ന ആപ്പിൾ മുതൽ റേസിംഗ് കാർ വരെയുള്ള എല്ലാ കാര്യങ്ങളും എങ്ങനെ നീങ്ങുന്നുവെന്ന് മനസിലാക്കാൻ സാധിക്കും. നിങ്ങൾ ഹോം വർക്ക് പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുകയാണെങ്കിലും, ഒരു മെഷീൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുകയാണെങ്കിലും, അല്ലെങ്കിൽ പെട്ടെന്ന് ബ്രേക്ക് ചെയ്യുമ്പോൾ നിങ്ങളുടെ കാപ്പി എന്തിനാണ് ഒഴുകുന്നതെന്ന് അറിയാൻ നിങ്ങൾക്കു താത്പര്യമുണ്ടെങ്കിലും, ന്യൂട്ടന്റെ നിയമങ്ങൾ വ്യക്തവും ഗണിതശാസ്ത്രപരവുമായ വിശദീകരണം നൽകുന്നു.

തുടക്കക്കാർക്ക് സൌഹൃദമായ ഒരു വിശദീകരണം നാസ ഗ്ലെൻ റിസർച്ച് സെന്ററിൽ ലഭ്യമാണ്. ബ്രിട്ടനിക്കയിലെ ഫ്ളാറ്റ് 3 ചരിത്രപരമായ ആഴം നൽകുന്നു. സന്തോഷകരമായ പഠനം!