Nyutonun hərəkət qanunu haqqında məqalə
1. Qüvvənin tərifi
Qüvvə, əşyaların sürətlənməsinə səbəb olan bir şeydir. Başqa sözlə, qüvvə, cismin hərəkət istiqamətini dəyişdirən, dayandıran və ya hərəkət edən bir şeydir. Qüvvə vektor kəmiyyətidir və buna görə də böyüklüyü və istiqaməti var. Qüvvə simvolu F-dir (Qüvvə). F, ümumi qüvvə simvoludur. Bir neçə növ qüvvə var və bütün qüvvələrin F simvolu yoxdur. Beynəlxalq sistem vahidi kq m/s2, yəni Nyutondur.
2. Xalis qüvvənin tərifi
Nəticə qüvvəsi (ΣF) cisimə təsir edən bütün qüvvələrin cəmidir. Qüvvə vektor kəmiyyətidir, ona görə də ümumi qüvvə vektor toplama qaydasına əsasən hesablanır.
Ümumi qüvvə = 10 Nyuton, ümumi qüvvənin sağa doğru istiqaməti.
Ümumi qüvvə = 8 Nyuton, ümumi qüvvənin sağa doğru istiqaməti.
Ümumi qüvvə = 0
Ümumi qüvvə = 0
3. Nyutonun hərəkət qanunları
Nyutonun hərəkət qanunları ingilis fiziki İsaak Nyuton tərəfindən irəli sürülən cismin hərəkəti haqqında fizika qanunlarıdır.
3.1 Nyutonun Birinci Qanunu
Nyutonun Birinci Qanunu, sükunətdə olan hər bir cismin sükunətdə qalacağını və ya sabit sürətlə düz hərəkət edən hər bir cismin
cisimə təsir edən ümumi qüvvə sıfır olarsa, sabit sürətlə düz hərəkət etməyə davam edəcək.
ΣF = 0
Bu tənlik Nyutonun birinci qanunundan riyazi ifadədir.
Ətrafınızdakı bir əşyaya, məsələn, masa, daş və ya hər hansı bir əşyaya baxın. Sükunətdə olan bir masa, hərəkət etməsə və ya itələmə və ya çəkmə kimi xarici bir qüvvə tətbiq edilməsə, sükunətdə qalacaq. Masalara, qayalara və ya sükunətdə olan əşyalara təsir edən bir qüvvə varmı? Əşyaya təsir edən bir qüvvə var, lakin əşyaya təsir edən bütün qüvvələrin cəmi və ya ümumi qüvvə sıfırdır. Yer kimi planetlərin səthində hələ də olan əşyalara təsir edən qüvvələr cazibə qüvvəsi (w) və normal qüvvədir (N). Cazibə qüvvəsinin istiqaməti Yerin mərkəzinə perpendikulyar, normal qüvvənin istiqaməti isə yuxarıya perpendikulyardır. Bu iki qüvvənin böyüklüyü eynidir, lakin əks istiqamətə malikdirlər, buna görə də ümumi qüvvə sıfıra bərabərdir.
Bəs sabit sürətlə düz hərəkət edən cisimlər necədir? Bu problemi aydınlaşdırmaq üçün, təsəvvür edin ki, döşəmənin səthinə bir cismi, məsələn, bir metal parçasını itələdiniz. İtələndikdən sonra metal sürtünmə səbəbindən yavaşladı və dayandı. Metal parçalarının daha uzağa və ya daha uzun müddətə hərəkət etməsi üçün döşəmənin və metal lövhənin səthini hamarlamaq lazımdır. Döşəmə səthi hamardırsa və sürtünmə yoxdursa, metal lövhə hərəkət etməyə davam edəcək və dayanmayacaq. Mükəmməl, hamar döşəmənin səthində hərəkət edən metal lövhəyə təsir edən qüvvə yoxdurmu? Metal lövhələrdə işləyən qüvvələr var, yəni cazibə qüvvəsi və normal qüvvə. Bu qüvvələrin hər ikisi şaquli istiqamətdə işləyir və döşəmə hamardırsa, metal lövhələrin üfüqi istiqamətdə hərəkətinə təsir etmir.
Nyutonun İkinci Qanununda deyilir ki, əgər cisimə təsir edən ümumi qüvvə sıfıra bərabər deyilsə, cisim sürətlənəcək. Təcilin böyüklüyü ümumi qüvvənin böyüklüyü ilə mütənasib və cismin kütləsi ilə tərs mütənasibdir. Təcilin istiqaməti ümumi qüvvənin istiqaməti ilə eynidir.
ΣF = ma
ΣF = ümumi qüvvə (kq m/s² ) , m = kütlə (kq), a = təcil (m/ s² )
1.2 tənliyi Nyutonun ikinci qanunundan riyazi ifadədir.
Əgər sürətlənmə sıfıra bərabərdirsə (a = 0), onda 1.2 tənliyi 1.1 tənliyinə dəyişir. Beləliklə, Nyutonun birinci qanunu Nyutonun ikinci qanununun xüsusi halıdır. 1.2 tənliyinə əsasən belə bir nəticəyə gəlinir ki, qüvvə nə qədər böyükdürsə, sürətlənmə də bir o qədər böyükdür. Əksinə, kütlə nə qədər böyükdürsə, sürətlənmə də bir o qədər kiçikdir. Qüvvə, kütlə və sürətlənmə arasındakı əlaqə bu barədə təcrübə apardıqdan sonra daha yaxşı başa düşülür.
Nümunə məsələ 1:
Yuxarıdakı şəklə əsasən cisimlərin sürətlənməsinin böyüklüyünü və istiqamətini təyin edin...
Həll:
ΣF = ma
4 kq m/s 2 = (1 kq) a
a = 4 kq m/s 2 : 1 kq = 4 m/s 2
Təcillənmənin böyüklüyü = 4 m/s² , sağa doğru təcillənmə istiqaməti.
Nümunə məsələ 2:
Yuxarıdakı şəkildəki sürətlənmənin böyüklüyünü və istiqamətini təyin edin...
Həll:
ΣF = ma
4 kq m/s 2 – 1 kq m/s 2 = (1 kq) a
3 kq m/s 2 = (1 kq) a
a = 3 kq m/s 2 : 1 kq
a = 3 m/s 2
Təcillənmənin böyüklüyü = 3 m/s² , sağa doğru təcillənmə istiqaməti.
3.2.1 Çəki (w)
Ağırlıq, kütləli bir cisimə təsir edən cazibə qüvvəsidir.
ΣF = ma
w = mq
1.3 tənliyi bir cismin çəkisini hesablamaq üçün tənlikdir.
w = çəki (kq m/s² ) , m = kütlə (kq), g = cazibə qüvvəsinin sürətlənməsi (m/s² ) . Yer səthində cazibə qüvvəsinin sürətlənməsinin (g) böyüklüyü 9.8 m/s²-dir . Hesablamaları sadələşdirmək üçün g 10 m/ s² -ə yuvarlaqlaşdırılır.
3.2.2 Normal qüvvə (N)
Normal qüvvə, bir-birinə toxunan iki cisimə təsir edən qüvvədir və bu qüvvədə normal qüvvənin istiqaməti toxunma müstəvisinin səthinə perpendikulyardır.
Masanın səthinin üzərində hələ də olan cisimləri müşahidə edin. Cazibə qüvvəsi və ya çəkinin təsiri də cisim üzərindədir. Cisimlər ağacdan düşən meyvə kimi sərbəst şəkildə düşmür, çünki normal qüvvə var. Çəki (w) və normal (N) eyni, lakin əks istiqamətlərdədir, buna görə də cisimə təsir edən ümumi qüvvə sıfırdır.
ΣF = 0
N – w = 0
N = w
3.3 Nyutonun Üçüncü Qanunu
Nyutonun üçüncü qanununda deyilir ki, əgər 1-ci cisim 2-ci cismə qüvvə verirsə, eyni zamanda 2-ci cisim 1-ci cismə qüvvə verir. İki qüvvə eynidir, lakin iki qüvvənin istiqaməti əksdir. Bir qüvvə təsir, digəri isə reaksiya adlanır.
F hərəkəti = – F reaksiyası
1.3 tənliyi Nyutonun üçüncü qanunundan riyazi ifadədir. 1.3 tənliyindəki mənfi işarə qüvvənin istiqamətini izah edir.
Nyutonun üçüncü qanununu daha yaxşı başa düşmək üçün təcrübə aparın. Əgər skeytbordunuz varsa, skeytbordun üzərində dayanarkən divarı itələyin. Divarı itələdikdən sonra skeytbord geriyə doğru hərəkət edir. Qüvvənizin istiqaməti irəli, skeytbordun istiqaməti isə geriyə doğrudur.
Bu, divarın da sizi məcbur etdiyini göstərir. Divarı itələdiyiniz zaman eyni zamanda divar da sizi itələyir. Sizin itələmə qüvvəniz divara, divarın itələmə qüvvəsi isə sizə təsir edir. Hər iki qüvvə eyni, lakin əks istiqamətlərdədir. Bir qüvvəni hərəkət, digərini isə reaksiya adlandıra bilərsiniz.
Başqa bir təcrübə rezin şar üfürmək və rezin şar hava ilə dolu olduğu üçün genişləndikdən sonra onu buraxmaqdır. Buraxıldıqdan sonra şar "uçur". Şarın hərəkət istiqaməti havanın şardan çıxma istiqamətinin əksinədir. Bunu necə izah etmək olar?
Şarın ağzı açıldıqda, şar havanı itələyir. Eyni zamanda, hava da şarı itələyir. Hava itələmə qüvvəsi şarın uçmasına səbəb olur. Şarın qüvvəsi işə düşür, havanın qüvvəsi isə şar üzərində işləyir. İki qüvvə eynidir, lakin istiqaməti əksinədir.
Şəkil 2-yə baxın və onu şəkil 3 ilə müqayisə edin. Bir cisimə təsir edən normal qüvvə (N), masa səthi kimi düz bir səth tərəfindən verilən qüvvədir. Eyni zamanda, cisimlər də masa səthinə (N') qüvvə verirlər. Bu normal qüvvələrin hər ikisi (N və N') eyni böyüklüyə malikdir, lakin əks istiqamətlərdədir və fərqli cisimlər üzərində işləyir. Eyni böyüklüyə malik və eyni cisim üzərində işləyən w və N-dən fərqli olaraq. Beləliklə, N və N' təsir-reaksiya qüvvələridir.
