Newton'un Hareket Yasalarına Bir Yeni başlayanlar Kılavuzu

Newton'un Hareket Yasalarını Anlayın: Tamamlanan Bir Yeni başlayanlar Kılavuzu

Newton'un Hareket Yasaları klasik mekaniklerin yataklılarıdır, nesnelerin temel bilgileri nasıl hareket ettiğini yöneten kurallar sunmak, bu ilkeleri Sir Isaac Newton tarafından 17. yüzyılda, bu üç yasa, bir kitabın neden uzaya fırlatıldığını açıklayacağız.Bir öğrenci ilk fizik sınıfınızı alıp profesyonel bir şekilde temel bilgileri yenilemek için nasıl hareket ettiğini göstermek için, bu ilkeleri geliştirmek fiziksel dünyayı anlamak için önemlidir.

Tarihsel Context: Newton Fizik Nasıl Değiştirilir

Newton'dan önce, hareketteki nesnelerin Aristoteles'ten geldiğini gözlemleyerek, nesnelerin doğal olarak onları sürekli zorlamadığı sürece geri dönmeye karar verdi. Galileo Galilei bu fikri eğimli uçaklarda deneylerle meydan okumaya eğilimlidir, hareket eden nesneler, Newton'un bu gözlemleri ve kendi çalışmalarını evrensel çekim yasalarını en aza indirmişse hareket etme eğilimindedir.

Newton'un katkısı devrimciydi çünkü bir nesnenin hızına nasıl bir şey değiştireceğini hesapladı:0) Sanayi Devrimi, modern fizik ve uzay araştırmaları için yer araştırmasına izin verdi.Hazırda hareket eden yöntemler hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

Newton'un İlk Hareket Yasası: Inertia Yasası

Newton'un İlk Yasası şöyledir: “Geri kalan bir nesne geri kalanında kalır ve hareket halindeki bir nesne aynı hızda ve aynı yönde hareket ederse, dengesiz dışsal bir güç tarafından hareketsiz olarak hareket ettirilir.”).

What Inertia Gerçekten Ne Demektir

Günlük deneyimde, nesneleri yavaşlıyor ve her zaman durduruyoruz: bir yuvarlanma topu, bir masa üzerinde bir kayma planı hava direnci ve yüzey sürtünmesi nedeniyle duracaktır. Ancak İlk yasa bize tüm dış güçleri kaldırabilseydiniz (friction, yerçekimi, vb.), bir nesne sabit hızda hareket eder.

Inertia doğrudan kitleyle ilgilidir. Daha fazla kütleye sahip bir nesne, sahip olduğu daha fazla inertia ve bir kez hareket etmeye veya durdurmaya başlamak daha zor. Örneğin, bir arabadan bisiklet zorlamak çok daha kolay çünkü araba çok daha büyük bir inertiaya sahiptir.

İlk kanunun günlük örnekleri

[FONT:0]Seatbelts:[[Dönetici: 1 ) Bir araba aniden durursa, vücudunuz inertia nedeniyle ilerlemeye devam ediyor.
[FONT:0]Bir masa örtüsü hilesi:[Dönetici:[Dönetici:0)Bir masa örtüsüne hızlıca yanmışsanız, yemekler yerinde kalır çünkü sürtünme gücü hareket etmek için zaman yoktu - geri kalanlar inertia nedeniyle.
[FONT:0) Bir otobüste dengenizi yükseltmek: Bir otobüs aniden hızlandığında vücudunuz toprağa göre kalmak eğilimindedir, size lurch geri dönmesine neden olur.

İlk Kanundan Anahtar İçgörüleri

Objects doFL:0)[Döneticileri hareket etmeye devam edecek bir güce ihtiyaç duymazlar – hareket ettiklerinden dolayı bir güce ihtiyaç duyarlar.
Inertia bir güç değildir; bu bir meseledir.
Kanun, bir referans çerçevesi olarak tanımlamaktadır[[Dönetici:0)))- kanunun doğru olduğu bir çerçeve.Demek gerekirse, (dönüşümlü bir otomobil gibi), fictitious kuvvetler görünür.

Newton'un İkinci Hareket Yasası: Hızlandırma Yasası

Newton'un İkinci Yasası, güç, kütle ve hız arasındaki matematiksel ilişkiyi sağlar: F_net|kg) ve bir hız [DDD3]. İşte, F_{) Net dışsal bir nesne üzerinde hareket eden net bir şekilde, yavaş bir güç ne kadar hızlanır?}

Formula'i kapat

[FONT:0]F) nesne üzerinde hareket eden tüm güçlerin vektörüdür.Farklı yönlere iten çok sayıda güç, net kuvvet hareketi belirler.
[FONT:0] nesnenin sabit kütlesi – ne kadara hıza direndiğini ölçmek.
[FONT:0], net güç olarak aynı yönde işaret eden hızdır.

Yasanın hızlanmanın doğru olduğunu fark etmeyeceğini unutmayın:0) Sorumlu olarak orantılı olarak[Dönetici: 1 ) Net kuvvete: kuvvetle ikiye katlayın ve aynı kütle için hızlanırsınız.

Pratik Uygulama Pratik Uygulama Pratik Uygulama Pratik Uygulama

[FONT:0)Vehicle tasarımı:[Döneticiler F = · 1 · Motor kuvvetinin belirli bir süre içinde 0 ila 60 mph'den araba hızlandırması için gerekli olduğunu hesaplamak için F = s.
[FONT:0] Sporlar: [Dönetici:[Dönetici] Bir beyzbol sahası kısa bir mesafeye kadar bir topyak için geçerlidir. kuvvet (güçlü kol) veya kütleyi azaltır (lighter top), hız - ve böylece nihai hız - yükseltilir.
[FONT:0)Airbags:[Dönetici:[Dönetici] Bir çarpışma sırasında, bir hava çanta, kuvvetin uygulandığı zamanı artırmak için dağıtılır, yolcuya hız verir (ve böylece güç).
[FONT:0]Falling nesneler:[DÜDÜT:1] Gravity sabit bir kuvvet sağlar ([Döntücü:2)k[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜye), bu yüzden Dünya'nın yüzeyinin yakınındaki tüm nesneler, ⁇ 9.8 m/s2[DÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜye Olmayanlar, Hava direnişini görmezden gelir.

Common Compion Örnek

50 N'nin net bir yatay gücü ile 10 kg kutuya itin. Hızlandırmak = F/m = 50 N / 10 kg = 5 m /s2. Eğer 100 N'ye gücü ikiye katarsanız, hız 50 N'ye 10 m/s2 olur, ancak kütleyi 20 kg'a kadar tutarsanız, 2.5 m / 10 kg = 5 m / 5 m / 2'ye kadar hızlanır.

Daha derin matematik ve simülasyon araçları için, check outurFLT:0)Khan Akademisi'nin Newton'un İkinci Yasasına kılavuzluk[Dön 1: 1).

Newton'un Üçüncü Hareket Yasası: Eylem ve Reaksiyon Yasası

Newton'un Üçüncü Yasası şöyledir: “Her eylem için eşit ve ters bir tepki vardır.”[Dönetici: 1) Bu, güçlerin her zaman ikisinde meydana geldiği anlamına gelir.

Eylem Tanımlama Pairs

Bir eylem-reksiyon çift hareketi üzerinde hareket ettiğini anlamak önemlidir:0)farklı nesneler[Döneticiler[Döneticiler 1) Diğerlerini iptal etmiyorlar çünkü ayrı vücutları etkiler. Örneğin, duvar aynı güçle geri iter.

Gerçek-Dünya Örnekleri

[FONT:0) Yürüyüş:[Dönetici:[Dönetici:) Ayakınız zemine geri döndü; zemin ayağınızı öne çıkardı.
[FONT:0)Swk:[Döntme:[Döntme:[Döneme:))))) Su geri itiyorsunuz; su sizi ileriye itiyor.
[FONT:0]Rocket propulsion:[Dönetici] Bir roketin tükenen gazları aşağı doğru itiyor; egzoz gazları uzayın vakumunda çalışıyor, çünkü dış hava gerekli değil - eylem-reksiyon çifti roket ve kendi egzozları arasında.
[FONT:0] Bir topun üstüne doğru itmek için ayağınız kuvvete uygulanır; top ayağınıza eşit bir güç uygular (bu da bir stil olarak hissettiğiniz)

Neden Eylem-Reaction Pairs İptal Etmedi

Birçok öğrenci yanlışlıkla her eylemin eşit bir ters tepkiye sahip olup olmadığını düşünür, o zaman tüm güçler iptal eder ve hiçbir şey asla hızlanamaz. hata iki gücün sizi takip etmesini unutur:0) Farklı nesnelere karşı tepki verir).Yerin herhangi bir tek nesneye sahip olması, hareket ettiği gibi, o zaman aynı kuvvet çok büyük değildir.

Yaygın Yanlışlar ve Clarifications

Newton yasaları genellikle yanlış anlaşılmıştır, çünkü ders kitapları onları basitleştirir veya çünkü günlük deneyimimiz idealleşmiş davranışı maskeleyen sürtünme ve hava direnci gibi kuvvetler içerir. İşte bazı kalıcı efsaneler, düzeltilir:

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).

Newton'un Yasaları Bugün Hala Temelde

Newton’un yasaları sadece tarihsel bir curiosity değildir. Çoğu mühendislik disiplinleri için temel oluştururlar, bu yasaları robotik sistemlere tasarlarken, Newton’un yasaları kullanarak her bir kiriş üzerinde kuvvetleri hesaplarsınız.Bir video oyunu için bir simülasyon yaptığınızda, fizik motoru genellikle Newton’un mekaniklerini kullanır. Uzay ajansları bu yasaları kullanarak bu yasaları kullanarak yörüngeler kullanarak, uzay araçlarına ekserler, aşırı hassaslar için yeniden yorumlar eklerler.

Dahası, Newton’un yasaları daha derin fizike bir geçittir. Doğrudan elektromanyetikin korunması ilkelerine yol açıyorlar (üçüncü Kanundan daha iyi) ve enerji koruma (İkinci Kanundan kaynaklanan iş enerji teoremi ile).

Sınırlamalar: Newton'un yasaları uygulanmadığında

İnanılmaz derecede güçlü olsa da, Newton’un yasaları tüm durumlarda evrensel değildir. Üç birincil rejimde parçalanırlar:

[FONT:0]Yüksek hızlar:[Döneticiler ışık hızına yaklaştığında, Einstein'ın özel görelilik teorisine ihtiyaç vardır. Zaman Dili ve Relativistik kütle etkileri önemli hale gelir.
[FONT:0]Very güçlü çekim alanları:[Dön kara delikler veya tüm evrendeki tüm büyük ölçeklerde, genel görelilik uzay zamanı eğriliği olarak yerçekimi açıklar.
[FONT:0]Very küçük ölçekler:[Dönetici ve alt atomik düzeylerde, kuantum mekanikleri davranışları yönetir. Newton mekaniği, elektron yörüngeleri ve kuantum tünelleri gibi fenomenleri açıklamaz.

Bununla birlikte, günlük fenomenlerin büyük çoğunluğu için -karlar, spor, inşaat, hava sistemleri ve hatta uydu yörüngeleri -Newton yasaları doğru ve yeterli.

Üç Yasanın Özeti

[Dönetici:0) İlk Hukuk (Inertia):[Döneticiler hareket halindeki değişikliklere karşı direnir; üniformalı harekette bir vücut, net dış güç eylemleri olmadan hareket halinde kalır.
[FONT=0)İkinci Hukuk (Force & Hızlandırma):[Dönetici: 1) Bir nesne üzerinde net güç, hızlanan nesnenin kütlesini eşitler (F = m × a) Bu yasa, hareket değişikliklerine nasıl sebep olduğunu ölçmektedir.
[Dönemli Yasalar: 0:0)) Third Law (Action-Reaction): [Dönetici: 1) Her güç, nesneye A’ya karşı bir nesne B’ye karşı, nesneye karşı eşit ve tam tersi bir güç kullanır.

Bu üç yasa, bir yarış arabası hareketine düşen elmadan nasıl her şeyin geldiğini anlamak için kapıyı açar. Bir makine tasarlayın, ya da aniden kahve döküntülerinizin neden açık, matematiksel açıklama sağladığını merak edin.

Daha fazla okuma için, [[0)NASA Glenn Research Center) mükemmel bir başlangıç dostu açıklamaya sahiptir ve [[Üyetim:2)Britannica Girişi) tarihi derinlik sunar.