የኒውተን የእንቅስቃሴ ህግ

ስለ ኒውተን የእንቅስቃሴ ህግ የሚገልጽ ጽሑፍ

1. የኃይል ፍቺ

ኃይል ነገሮች እንዲፋጠኑ የሚያደርግ ነገር ነው። በሌላ አነጋገር ኃይል የአንድን ነገር እንቅስቃሴ አቅጣጫ የሚያንቀሳቅስ፣ የሚያቆም ወይም የሚቀይር ነገር ነው። ኃይል የቬክተር ብዛት ሲሆን ስለዚህም መጠንና አቅጣጫ አለው። የኃይል ምልክቱ F (ኃይል) ነው። F የኃይል አጠቃላይ ምልክት ነው። በርካታ የኃይሎች ዓይነቶች አሉ እና ሁሉም ኃይሎች F ምልክት የላቸውም። ዓለም አቀፍ የስርዓት አሃድ ኪ.ግ. m/s2 ወይም ኒውተን ነው ።

2. የተጣራ ኃይል ፍቺ

የውጤት ኃይል (ΣF) በአንድ ነገር ላይ የሚንቀሳቀሱ የሁሉም ኃይሎች ድምር ነው። ኃይል የቬክተር ብዛት ነው፣ ስለዚህ ጠቅላላ ኃይል የሚሰላው በቬክተር የመደመር ደንብ ላይ በመመስረት ነው።

ጠቅላላ ኃይል = 10 ኒውተን፣ የጠቅላላው ኃይል አቅጣጫ ወደ ቀኝ።

ጠቅላላ ኃይል = 8 ኒውተን፣ የጠቅላላው ኃይል አቅጣጫ ወደ ቀኝ።

ጠቅላላ ኃይል = 0

ጠቅላላ ኃይል = 0

3. የኒውተን የእንቅስቃሴ ህጎች

የኒውተን የእንቅስቃሴ ህጎች የእንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ አይዛክ ኒውተን ያቀረበውን የአንድ ነገር እንቅስቃሴ የሚመለከቱ የፊዚክስ ህጎች ናቸው።

3.1 የኒውተን የመጀመሪያ ህግ

የኒውተን የመጀመሪያ ህግ እንደሚያመለክተው በእረፍት ላይ ያለ እያንዳንዱ ነገር በእረፍት ላይ እንዲቆይ ወይም በቋሚ ፍጥነት ቀጥ ብሎ የሚንቀሳቀስ እያንዳንዱ ነገር

በነገሩ ላይ የሚሠራው ጠቅላላ ኃይል ዜሮ ከሆነ በቋሚ ፍጥነት ቀጥ ብሎ መንቀሳቀሱን ይቀጥላል።

ΣF = 0

ይህ እኩልታ ከኒውተን የመጀመሪያ ህግ የተገኘ የሂሳብ መግለጫ ነው።

እንደ ጠረጴዛ፣ ድንጋይ ወይም ማንኛውም ነገር ያሉ በዙሪያዎ ያሉ ነገሮችን ይመልከቱ። እረፍት ላይ ያለ ጠረጴዛ ካልተንቀሳቀሰ ወይም እንደ መግፋት ወይም መጎተት ያሉ ውጫዊ ኃይሎች ካልተሰጡ እረፍት ላይ ይቆያል። በጠረጴዛዎች፣ በድንጋዮች ወይም በእረፍት ላይ ባሉ ነገሮች ላይ የሚሰራ ኃይል የለም? በነገሩ ላይ የሚሰራ ኃይል አለ፣ ነገር ግን በእቃው ላይ የሚሰሩ ሁሉም ኃይሎች ድምር ወይም አጠቃላይ ኃይል ዜሮ ነው። እንደ ምድር ባሉ ፕላኔቶች ላይ ባሉ ነገሮች ላይ የሚሰሩ ኃይሎች የስበት ኃይል (w) እና መደበኛ ኃይል (N) ናቸው። የስበት ኃይል አቅጣጫ ከምድር መሃል ጋር ቀጥ ያለ ነው፣ የመደበኛው ኃይል አቅጣጫ ወደ ላይ ቀጥ ያለ ነው። የእነዚህ ሁለት ኃይሎች መጠን ተመሳሳይ ነው፣ ነገር ግን ተቃራኒ አቅጣጫ አላቸው፣ ስለዚህ አጠቃላይ ኃይል ከዜሮ ጋር እኩል ነው።

በቋሚ ፍጥነት ቀጥ ብለው ስለሚንቀሳቀሱ ነገሮችስ? ይህንን ችግር ግልጽ ለማድረግ፣ አንድን ነገር ለምሳሌ የብረት ቁራጭ ወለሉ ላይ እንደገፋህ እናስብ። ከተገፋ በኋላ ብረቱ በግጭት ምክንያት ፍጥነቱን ቀነሰና ቆመ። የብረት ቁርጥራጮች የበለጠ ወይም ረዘም ላለ ጊዜ እንዲንቀሳቀሱ፣ የብረቱን ወለል እና የብረቱን ወለል ማለስለስ አለብዎት። የወለል ወለል ለስላሳ ከሆነ እና ግጭት ከሌለ፣ የብረት ሰሌዳው መንቀሳቀሱን ይቀጥላል እና አይቆምም። ፍጹም በሆነው ለስላሳ ወለል ወለል ላይ በሚንቀሳቀስ የብረት ሳህን ላይ የሚሠራ ኃይል የለም? በብረት ሰሌዳዎች ላይ የሚሰሩ ኃይሎች አሉ፣ እነሱም የስበት ኃይል እና መደበኛ ኃይል ናቸው። እነዚህ ሁለቱም ኃይሎች በአቀባዊ አቅጣጫ ይሰራሉ ​​​​እና ወለሉ ለስላሳ ከሆነ የብረት ሰሌዳዎችን በአግድም አቅጣጫ እንቅስቃሴ ላይ ተጽዕኖ አያሳድሩም።

3.2 የኒውተን ሁለተኛ ህግ

የኒውተን ሁለተኛ ህግ በአንድ ነገር ላይ የሚሠራው ጠቅላላ ኃይል ከዜሮ ጋር እኩል ካልሆነ፣ ዕቃው እንደሚፋጠን ይገልጻል። የፍጥነት መጠኑ ከጠቅላላው ኃይል መጠን ጋር ተመጣጣኝ እና ከእቃው ክብደት ጋር በተገላቢጦሽ ተመጣጣኝ ነው። የፍጥነት አቅጣጫ ከጠቅላላው ኃይል አቅጣጫ ጋር ተመሳሳይ ነው።

ΣF = ma

ΣF = ጠቅላላ ኃይል (ኪ.ግ. ሜ/ሰ ² )፣ ሜ = ክብደት (ኪ.ግ)፣ a = ፍጥነት (ሜ/ሰ ² )

እኩልታ 1.2 ከኒውተን ሁለተኛ ህግ የተገኘ የሂሳብ መግለጫ ነው።

ማጣደፉ ከዜሮ ጋር እኩል ከሆነ (a = 0) እኩል ከሆነ እኩልታ 1.2 ወደ እኩልታ 1.1 ይቀየራል። ስለዚህ የኒውተን የመጀመሪያ ህግ የኒውተን ሁለተኛ ህግ ልዩ ጉዳይ ነው። በእኩልታ 1.2 ላይ በመመስረት ኃይሉ በጨመረ ቁጥር ማጣደፉ ይጨምራል የሚል ድምዳሜ ላይ ደርሷል። በተቃራኒው ደግሞ ጅምላው በጨመረ ቁጥር ማጣደፉ ይቀንሳል። ስለዚህ ሙከራ ካደረጉ በኋላ በሃይል፣ በክብደት እና በማጣደፍ መካከል ያለው ግንኙነት በተሻለ ሁኔታ ይገነዘባል።

የችግር ናሙና 1፡

ከላይ ባለው ምስል ላይ በመመስረት የነገሮችን ፍጥነት መጠን እና አቅጣጫ ይወስኑ…

መፍትሄ፡

ΣF = ma

4 ኪ.ግ ሜ/ሰ ² = (1 ኪ.ግ) a

ሀ = 4 ኪ.ግ ሜትር / ሰ ² ፡ 1 ኪ.ግ = 4 ሜትር / ሰ ²

የፍጥነት መጠን = 4 ሜ/ሰ ² ፣ የፍጥነት አቅጣጫ ወደ ቀኝ።

የችግር ናሙና 2፡

ከላይ ባለው ምስል ላይ በመመስረት የፍጥነት መጠን እና አቅጣጫ ይወስኑ…

መፍትሄ፡

ΣF = ma

4 ኪ.ግ ሜትር / ሰ ² - 1 ኪ.ግ ሜትር / ሰ ² = (1 ኪ.ግ) ሀ

3 ኪ.ግ ሜ/ሰ ² = (1 ኪ.ግ) a

a = 3 ኪ.ግ ሜ/ሰ ² ፡ 1 ኪ.ግ

a = 3 ሜ/ሰ ²

የፍጥነት መጠን = 3 ሜ/ሰ ² ፣ የፍጥነት አቅጣጫ ወደ ቀኝ።

3.2.1 ክብደት (ወ)

ክብደት በአንድ የጅምላ ነገር ላይ የሚሠራ የስበት ኃይል ነው።

ΣF = ma

ወ = mg

እኩልታ 1.3 የአንድ ነገር ክብደት ለማስላት የሚያስችል እኩልታ ነው።

w = ክብደት (ኪ.ግ. ሜ/ሰ ² )፣ m = ክብደት (ኪ.ግ)፣ g = የስበት ፍጥነት (ሜ/ሰ ² )። በምድር ገጽ ላይ የስበት ፍጥነት መጠን (ግ) 9.8 ሜ/ሰ ² ነው ። ስሌቶችን ለማቃለል g ወደ 10 ሜ/ሰ ² የተጠጋጋ ነው ።

3.2.2 መደበኛ ኃይል (N)

መደበኛው ኃይል እርስ በእርስ በሚነኩ ሁለት ነገሮች ላይ የሚሰራ ኃይል ሲሆን፣ በዚህ ውስጥ የመደበኛው ኃይል አቅጣጫ ከመንካት ወለል ጋር ቀጥ ያለ ነው።

ከጠረጴዛው ወለል በላይ አሁንም ያሉትን ነገሮች ይመልከቱ። የስበት ኃይል ወይም የክብደት ኃይልም በነገሩ ላይ ይሰራል። ነገሮች ልክ እንደ ፍሬ ከዛፍ ላይ እንደሚወድቅ በነፃነት አይወድቁም ምክንያቱም መደበኛ ኃይል ስላለ። ክብደቱ (w) እና መደበኛው (N) ተመሳሳይ ናቸው ነገር ግን ተቃራኒ አቅጣጫዎች ናቸው ስለዚህ በአንድ ነገር ላይ ያለው አጠቃላይ ኃይል ዜሮ እንዲሆን።

ΣF = 0

N – w = 0

N = w

3.3 የኒውተን ሶስተኛ ህግ

የኒውተን ሶስተኛ ህግ እንደሚያመለክተው አንቀጽ 1 ለተቃዋሚ 2 ኃይል ከሰጠ በተመሳሳይ ጊዜ አንቀጽ 2 ለተቃዋሚ 1 ኃይል ይሰጣል። ሁለቱ ኃይሎች አንድ ናቸው፣ ነገር ግን የሁለቱ ኃይሎች አቅጣጫ ተቃራኒ ነው። አንዱ ኃይል እርምጃ ይባላል፣ ሌላኛው ደግሞ ምላሽ ይባላል።

የ F እርምጃ = – የ F ምላሽ

እኩልታ 1.3 ከኒውተን ሶስተኛ ህግ የተገኘ የሂሳብ መግለጫ ነው። በእኩልታ 1.3 ውስጥ ያለው አሉታዊ ምልክት የኃይሉን አቅጣጫ ያብራራል።

የኒውተንን ሶስተኛ ህግ በተሻለ ሁኔታ ለመረዳት ይሞክሩ። የስኬትቦርድ ካለዎት በስኬትቦርድ ላይ ቆመው ግድግዳውን ይግፉት። ግድግዳውን ከገፉ በኋላ የስኬትቦርድ ወደኋላ ይንቀሳቀሳል። የኃይልዎ አቅጣጫ ወደፊት ሲሆን የስኬትቦርድ አቅጣጫ ደግሞ ወደ ኋላ ነው።

ይህ የሚያመለክተው ግድግዳው እርስዎንም እንደሚያስገድድዎት ነው። ግድግዳውን በተመሳሳይ ጊዜ ሲገፉ ግድግዳውም ይገፋዎታል። የግፊት ኃይልዎ ግድግዳው ላይ ይሰራል፣ የግድግዳው የግፊት ኃይል ደግሞ በእናንተ ላይ ይሰራል። ሁለቱም ኃይሎች አንድ ናቸው ነገር ግን በተቃራኒ አቅጣጫዎች። አንዱን ኃይል እንደ ተግባር ሌላኛውን ደግሞ እንደ ምላሽ ብለው መጥራት ይችላሉ።

ሌላው ሊደረግ የሚችል ሙከራ የጎማ ፊኛ መንፋት ሲሆን የጎማ ፊኛው በአየር የተሞላ ስለሆነ ከተስፋፋ በኋላ ፊኛውን ይልቀቁት። ከተለቀቀ በኋላ ፊኛው "ይበርራል"። የፊኛው እንቅስቃሴ አቅጣጫ ከፊኛው የሚወጣው አየር አቅጣጫ ተቃራኒ ነው። ይህንን እንዴት ማስረዳት ይቻላል?

የፊኛው አፍ ሲለቀቅ፣ ፊኛው አየሩን ወደ ውጭ ይገፋል። በተመሳሳይ ጊዜ አየሩም ፊኛውን ይገፋል። የአየር ግፊት ኃይል ፊኛው እንዲበር ያደርገዋል። የፊኛው ኃይል ሲጫወት የአየር ኃይል ደግሞ በፊኛው ላይ ይሰራል። ሁለቱ ኃይሎች አንድ ናቸው፣ አቅጣጫው ግን ተቃራኒ ነው።

ምስል 2ን ይመልከቱ እና ከምስል 3 ጋር ያወዳድሩት። በአንድ ነገር (N) ላይ የሚሠራው መደበኛ ኃይል እንደ የጠረጴዛ ወለል ባለ ጠፍጣፋ ወለል የሚሰጠው ኃይል ነው። በተመሳሳይ ጊዜ፣ ነገሮች ለጠረጴዛው ወለል (N') ኃይል ይሰጣሉ። እነዚህ ሁለቱም መደበኛ ኃይሎች (N እና N') ተመሳሳይ መጠን አላቸው፣ ነገር ግን በተቃራኒ አቅጣጫዎች ላይ ናቸው እና በተለያዩ ነገሮች ላይ ይሰራሉ። ተመሳሳይ መጠን ያላቸው እና በተመሳሳይ ነገር ላይ የሚሰሩ w እና N በተለየ መልኩ። ስለዚህ N እና N 'የተግባር-ምላሽ ኃይሎች ናቸው።