Ajụjụ na Mkparịta ụka gbasara ihe atụ nke mmegharị mmekọrịta nke Newton
Pendahuluan
Ngagharị dị n'etiti ihe bụ isi echiche dị mkpa na fiziki nke na-akọwa otu ọsọ na ọnọdụ nke ihe nwere ike isi gbanwee dabere na onye na-ekiri ya. Sir Isaac Newton, site na iwu mmegharị na ike ndọda ya, tọrọ ntọala maka nghọta nke ike mmegharị dị n'etiti ihe. Isiokwu a ga-ekpuchi ọtụtụ ihe atụ na mkparịta ụka nke mmegharị mmekọrịta nke Newton. Anyị ga-akọwa nsogbu ndị a site na usoro ngwọta zuru ezu maka nghọta dị mfe.
Echiche Isi nke Newton gbasara mmegharị mmekọrịta
Na fizikisi Newtonian, a na-atụ mmegharị nke ihe mgbe niile ma e jiri ya tụnyere etiti ntụaka. Ọ bụrụ na anyị nwere etiti ntụaka abụọ na-agagharị n'otu n'otu na ọsọ v, mgbe ahụ ọnọdụ na ọsọ nke ihe nwere ike ịhụ n'ụzọ dị iche na etiti abụọ ahụ. Ụfọdụ echiche a ga-aghọta bụ:
1. Usoro ntụaka Inertial: Usoro ntụaka nke ihe na-agagharị n'ọsọ na-aga n'ihu ma ọ bụrụ na ike adịghị arụ ọrụ n'ihe ahụ.
2. Ọsọ Dị Iche Iche: Ọsọ nke ihe a tụrụ ma e jiri ya tụnyere etiti ntụaka ọzọ.
3. Nkwagharị Dị Iche Iche: Ọdịiche dị n'ọnọdụ dị n'etiti ihe abụọ ma ọ bụ otu ihe nwere etiti ntụaka abụọ dị iche iche.
Newton kọwara mmegharị dị n'etiti ya nke ọma site na iwu mmegharị ya, anyị nwekwara ike iji mgbanwe Galilean gbanwee n'etiti etiti ntụaka abụọ na-adịghị agbanwe agbanwe.
Ajụjụ Mkparịta ụka Ihe Nlereanya
Ajụjụ nke 1: Mgbanwe mmegharị ahụ
Ajụjụ:
Ụgbọ mmiri abụọ, Ụgbọ mmiri A na Ụgbọ mmiri B, nọ n'oké osimiri buru ibu. Ụgbọ mmiri A na-aga n'ebe ọwụwa anyanwụ na ọsọ nke 20 m/s, ebe Ụgbọ mmiri B na-aga n'ebe ugwu na ọsọ nke 30 m/s. Gbakọọ ọsọ Ụgbọ mmiri B ma e jiri ya tụnyere Ụgbọ mmiri A.
Azịza:
Iji dozie nsogbu a, anyị na-eji echiche nke ọsọ dị n'etiti. Enwere ike ịgbakọ ọsọ dị n'etiti Ụgbọ B na Ụgbọ A site na iji usoro vektọ.
1. Na-anọchite anya ọsọ nke Ụgbọ Mmiri A (\(\vec{v_A}\)) na Ụgbọ Mmiri B (\(\vec{v_B}\)) dị ka vektọ.
\[
\vec{v_A} = 20 \, \text{m/s n'ebe ọwụwa anyanwụ} \implies \vec{v_A} = 20 \hat{i} \, \text{m/s}
\]
\[
\vec{v_B} = 30 \, \text{m/s north} \implies \vec{v_B} = 30 \hat{j} \, \text{m/s}
\]
2. A na-agbakọ ọsọ nke Ụgbọ B na Ụgbọ A (\(\vec{v_{BA}}\)) site na:
\[
\vec{v_{BA}} = \vec{v_B} - \vec{v_A}
\]
Dochie ụkpụrụ nke \(\vec{v_A}\) na \(\vec{v_B}\):
\[
\vec{v_{BA}} = 30 \hat{j} \, \text{m/s} – 20 \hat{i} \, \text{m/s}
\]
\[
\vec{v_{BA}} = -20 \okpu{i} + 30 \okpu{j} \, \ederede{m/s}
\]
3. Iji chọpụta oke nke ọsọ dị iche iche, jiri usoro Pythagorean:
\[
|\vec{v_{BA}}| = \sqrt{(-20)^2 + (30)^2}
\]
\[
|\vec{v_{BA}}| = sqrt{400 + 900}
\]
\[
|\vec{v_{BA}}| = \sqrt{1300} = 10 \sqrt{13} \, \ederede{m/s}
\]
Ya mere, ọsọ nke Ụgbọ B ma e jiri ya tụnyere Ụgbọ A bụ \(10 \sqrt{13}\) m/s.
Ajụjụ nke Abụọ: Mmegharị Dị n'etiti na Sistemụ Nhazi
Ajụjụ:
Onye na-eje ije na-aga n'ebe ugwu na mita ise n'otu awa n'elu ụgbọ okporo ígwè na-aga n'ebe ọwụwa anyanwụ na mita iri abụọ n'otu awa. Chọpụta ọsọ onye na-eje ije na-agba ma e jiri ya tụnyere ala.
Azịza:
Iji chọpụta ọsọ onye na-eje ije na-agba ma e jiri ya tụnyere ala, anyị na-eji echiche nke mgbakwunye vektọ ọzọ.
1. Na-egosi ọsọ onye na-aga ije (\(\vec{v_P}\)) na ọsọ ụgbọ okporo ígwè (\(\vec{v_K}\)) dị ka vektọ.
\[
\vec{v_P} \text{ metụtara ụgbọ okporo ígwè} = 5 \hat{j} \, \text{m/s}
\]
\[
\vec{v_K} \text{ metụtara ala} = 20 \hat{i} \, \text{m/s}
\]
2. Ọsọ nke onye na-eje ije ma e jiri ya tụnyere ala (\(\vec{v_{PT}}\)) bụ mkpokọta vektọ:
\[
\vec{v_{PT}} = \vec{v_P} + \vec{v_K}
\]
Dochie ụkpụrụ nke \(\vec{v_P}\) na \(\vec{v_K}\):
\[
\vec{v_{PT}} = 5 \hat{j} \, \text{m/s} + 20 \hat{i} \, \text{m/s}
\]
3. Iji chọta oke nke ọsọ dị n'etiti:
\[
|\vec{v_{PT}}| = \sqrt{(20)^2 + (5)^2}
\]
\[
|\vec{v_{PT}}| = sqrt{400 + 25}
\]
\[
|\vec{v_{PT}}| = \sqrt{425} = 5 \sqrt{17} \, \ederede{m/s}
\]
Ya mere, ọsọ onye na-eje ije ma e jiri ya tụnyere ala bụ \(5 \sqrt{17}\) m/s.
Ajụjụ nke 3: Mmegharị Dị n'Okporo ụzọ Gbagọrọ Agbagọ
Ajụjụ:
A na-atụ bọọlụ site na ọsọ nke \( \vec{u} = 10 \hat{i} + 10 \hat{j} \) m/s ma e jiri ya tụnyere ụgbọ ibu na-agagharị na ọsọ na-aga n'ihu nke m/s 15. Chọpụta ọsọ nke bọọlụ ahụ ma e jiri ya tụnyere ala.
Azịza:
Jiri otu ụkpụrụ ahụ mee ihe na mgbakwunye vektọ.
1. Gosipụta ọsọ bọọlụ ahụ (\(\vec{u}\)) ma e jiri ya tụnyere ụgbọ ahụ na ọsọ ụgbọ ahụ (\(\vec{v_K}\)) dị ka vektọ.
\[
\vec{u} = 10 \okpu{i} + 10 \okpu{j} \, \ederede{m/s}
\]
\[
\vec{v_K} = 15 \okpu{i} \, \ederede{m/s}
\]
2. Ọsọ nke bọọlụ ahụ ma e jiri ya tụnyere ala (\(\vec{v_{BT}}\)) bụ:
\[
\vec{v_{BT}} = \vec{v_K} + \vec{u}
\]
\[
\vec{v_{BT}} = 15 \okpu{i} + (10 \okpu{i} + 10 \okpu{j})
\]
\[
\vec{v_{BT}} = (15 + 10) \okpu{i} + 10 \okpu{j}
\]
\[
\vec{v_{BT}} = 25 \okpu{i} + 10 \okpu{j}
\]
3. Iji chọta oke nke ọsọ dị n'etiti:
\[
|\vec{v_{BT}}| = \sqrt{(25)^2 + (10)^2}
\]
\[
|\vec{v_{BT}}| = \sqrt{625 + 100}
\]
\[
|\vec{v_{BT}}| = \sqrt{725} = 5 \sqrt{29} \, \text{m/s}
\]
Ya mere, ọsọ nke bọọlụ ahụ ma e jiri ya tụnyere ala bụ \(5 \sqrt{29}\) m/s.
Mmechi
Echiche Newton banyere mmegharị mmekọrịta bụ ntọala dị mkpa nke fizik ochie. Site na iji ụkpụrụ ndị bụ isi dịka mgbakwunye vektọ, anyị nwere ike ikpebi ọsọ na mgbanwe nke otu ihe metụtara nke ọzọ ma ọ bụ na etiti ntụaka dị iche iche. Ihe atụ ndị dị n'elu na-egosi otu esi etinye echiche a n'ọrụ n'ọtụtụ ọnọdụ, na-enye nghọta miri emi nke mmegharị mmekọrịta.
Site n'ịghọta ma na-eme ihe ndị a, anyị nwere ike ịghọta iwu mmegharị nke Newton na otu ha si emetụta ụwa n'ezie. Ihe ọmụma a anaghị enyere aka idozi nsogbu physics kamakwa ọ na-enye nghọta miri emi banyere otu eluigwe na ala si arụ ọrụ.
