ບົດຄວາມກ່ຽວກັບກົດໝາຍການເຄື່ອນທີ່ຂອງນິວຕັນ
1. ນິຍາມຂອງແຮງ
ແຮງແມ່ນສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ສິ່ງຕ່າງໆເລັ່ງຄວາມໄວ. ເວົ້າອີກຢ່າງໜຶ່ງ, ແຮງແມ່ນສິ່ງທີ່ເຄື່ອນຍ້າຍ, ຢຸດ, ຫຼືປ່ຽນທິດທາງການເຄື່ອນທີ່ຂອງວັດຖຸ. ແຮງແມ່ນປະລິມານເວັກເຕີ, ແລະດັ່ງນັ້ນ, ຈຶ່ງມີຂະໜາດ ແລະ ທິດທາງ. ສັນຍະລັກແຮງແມ່ນ F (ແຮງ). F ແມ່ນສັນຍະລັກທົ່ວໄປຂອງແຮງ. ມີແຮງຫຼາຍປະເພດ ແລະ ບໍ່ແມ່ນແຮງທັງໝົດມີສັນຍະລັກ F. ຫົວໜ່ວຍລະບົບສາກົນແມ່ນ kg m/s2 ຫຼື Newton.
2. ນິຍາມຂອງແຮງສຸດທິ
ແຮງທີ່ໄດ້ຮັບ (ΣF) ແມ່ນຜົນລວມຂອງແຮງທັງໝົດທີ່ກະທຳຕໍ່ວັດຖຸ. ແຮງແມ່ນປະລິມານເວັກເຕີ, ສະນັ້ນແຮງທັງໝົດແມ່ນຄິດໄລ່ໂດຍອີງໃສ່ກົດການບວກເວັກເຕີ.
ແຮງທັງໝົດ = 10 ນິວຕັນ, ທິດທາງຂອງແຮງທັງໝົດໄປທາງຂວາ.
ແຮງທັງໝົດ = 8 ນິວຕັນ, ທິດທາງຂອງແຮງທັງໝົດໄປທາງຂວາ.
ແຮງທັງໝົດ = 0
ແຮງທັງໝົດ = 0
3. ກົດໝາຍວ່າດ້ວຍການເຄື່ອນທີ່ຂອງນິວຕັນ
ກົດເກນການເຄື່ອນທີ່ຂອງນິວຕັນ ແມ່ນກົດເກນຂອງຟີຊິກສາດກ່ຽວກັບການເຄື່ອນທີ່ຂອງວັດຖຸທີ່ສະເໜີໂດຍນັກຟີຊິກສາດຊາວອັງກິດ, ໄອແຊັກ ນິວຕັນ.
3.1 ກົດເກນຂໍ້ທີໜຶ່ງຂອງນິວຕັນ
ກົດເກນຂໍ້ທີໜຶ່ງຂອງນິວຕັນກ່າວວ່າ ວັດຖຸທຸກໆອັນທີ່ຢຸດນິ້ງຈະຢຸດນິ້ງ ຫຼື ວັດຖຸທຸກໆອັນທີ່ເຄື່ອນທີ່ຊື່ດ້ວຍຄວາມໄວຄົງທີ່
ຈະສືບຕໍ່ເຄື່ອນທີ່ໄປຊື່ໆດ້ວຍຄວາມໄວຄົງທີ່ ຖ້າແຮງທັງໝົດທີ່ກະທຳຕໍ່ວັດຖຸເປັນສູນ.
ΣF = 0
ສົມຜົນນີ້ແມ່ນຖະແຫຼງການທາງຄະນິດສາດຈາກກົດເກນຂໍ້ທຳອິດຂອງນິວຕັນ.
ເບິ່ງວັດຖຸທີ່ຢູ່ອ້ອມຮອບຕົວທ່ານ, ເຊັ່ນ: ໂຕະ ຫຼື ກ້ອນຫີນ ຫຼື ວັດຖຸໃດໆ. ໂຕະທີ່ຢຸດນິ້ງຈະຍັງຄົງຢຸດນິ້ງຖ້າບໍ່ເຄື່ອນຍ້າຍ ຫຼື ບໍ່ໄດ້ຮັບແຮງພາຍນອກເຊັ່ນ: ການຍູ້ ຫຼື ການດຶງ. ບໍ່ມີແຮງໃດທີ່ເຮັດວຽກໃສ່ໂຕະ ຫຼື ກ້ອນຫີນ ຫຼື ວັດຖຸທີ່ຢຸດນິ້ງບໍ? ມີແຮງທີ່ກະທຳໃສ່ວັດຖຸ, ແຕ່ຜົນລວມຂອງແຮງທັງໝົດທີ່ກະທຳໃສ່ວັດຖຸ ຫຼື ແຮງທັງໝົດແມ່ນສູນ. ແຮງທີ່ກະທຳໃສ່ວັດຖຸທີ່ຍັງຢູ່ເທິງໜ້າດິນຂອງດາວເຄາະເຊັ່ນໂລກແມ່ນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (w) ແລະ ແຮງປົກກະຕິ (N). ທິດທາງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງແມ່ນຕັ້ງສາກກັບຈຸດໃຈກາງຂອງໂລກ, ທິດທາງຂອງແຮງປົກກະຕິແມ່ນຕັ້ງສາກຂຶ້ນເທິງ. ຂະໜາດຂອງສອງແຮງນີ້ແມ່ນຄືກັນ, ແຕ່ພວກມັນມີທິດທາງກົງກັນຂ້າມ, ສະນັ້ນແຮງທັງໝົດຈຶ່ງເທົ່າກັບສູນ.
ຈະເປັນແນວໃດກ່ຽວກັບສິ່ງຕ່າງໆທີ່ເຄື່ອນທີ່ຊື່ດ້ວຍຄວາມໄວຄົງທີ່? ເພື່ອຊີ້ແຈງບັນຫານີ້, ສົມມຸດວ່າທ່ານຍູ້ວັດຖຸ, ຕົວຢ່າງ, ໂລຫະ, ຢູ່ເທິງໜ້າດິນ. ຫຼັງຈາກຖືກຍູ້, ໂລຫະຈະຊ້າລົງ ແລະ ຢຸດຍ້ອນແຮງສຽດທານ. ເພື່ອໃຫ້ໂລຫະເຄື່ອນທີ່ໄປໄກກວ່າ ຫຼື ດົນກວ່າ, ທ່ານຕ້ອງເຮັດໃຫ້ໜ້າດິນ ແລະ ໜ້າດິນຂອງແຜ່ນໂລຫະລຽບ. ຖ້າໜ້າດິນລຽບ ແລະ ບໍ່ມີແຮງສຽດທານ, ແຜ່ນໂລຫະຈະສືບຕໍ່ເຄື່ອນທີ່ ແລະ ບໍ່ຢຸດ. ບໍ່ມີແຮງທີ່ກະທຳຕໍ່ແຜ່ນໂລຫະທີ່ເຄື່ອນທີ່ຢູ່ເທິງໜ້າດິນຂອງພື້ນທີ່ລຽບສົມບູນແບບບໍ? ມີແຮງທີ່ເຮັດວຽກກ່ຽວກັບແຜ່ນໂລຫະ, ຄືແຮງໂນ້ມຖ່ວງ ແລະ ແຮງປົກກະຕິ. ແຮງທັງສອງຢ່າງນີ້ເຮັດວຽກໃນທິດທາງຕັ້ງ ແລະ ບໍ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການເຄື່ອນໄຫວຂອງແຜ່ນໂລຫະໃນທິດທາງນອນຖ້າພື້ນລຽບ.
ກົດເກນຂໍ້ທີສອງຂອງນິວຕັນກ່າວວ່າ ຖ້າແຮງທັງໝົດທີ່ກະທຳຕໍ່ວັດຖຸບໍ່ເທົ່າກັບສູນ, ວັດຖຸນັ້ນຈະເລັ່ງ. ຂະໜາດຂອງຄວາມເລັ່ງແມ່ນສັດສ່ວນກັບຂະໜາດຂອງແຮງທັງໝົດ ແລະ ສັດສ່ວນກົງກັນຂ້າມກັບມວນຂອງວັດຖຸ. ທິດທາງຂອງຄວາມເລັ່ງແມ່ນຄືກັນກັບທິດທາງຂອງແຮງທັງໝົດ.
ΣF = ma
ΣF = ແຮງທັງໝົດ (kg m/s)2), m = ມວນສານ (kg), a = ຄວາມເລັ່ງ (m/s2)
ສົມຜົນ 1.2 ແມ່ນຄຳຖະແຫຼງທາງຄະນິດສາດຈາກກົດເກນຂໍ້ທີສອງຂອງນິວຕັນ.
ຖ້າຄວາມເລັ່ງເທົ່າກັບສູນ (a = 0) ແລ້ວສົມຜົນ 1.2 ຈະປ່ຽນເປັນສົມຜົນ 1.1. ສະນັ້ນ, ກົດໝາຍສະບັບທີໜຶ່ງຂອງນິວຕັນແມ່ນກໍລະນີພິເສດຂອງກົດໝາຍສະບັບທີສອງຂອງນິວຕັນ. ອີງຕາມສົມຜົນ 1.2 ສະຫຼຸບໄດ້ວ່າແຮງຫຼາຍເທົ່າໃດ, ຄວາມເລັ່ງກໍ່ຈະຫຼາຍເທົ່ານັ້ນ. ໃນທາງກັບກັນ, ມວນສານຫຼາຍເທົ່າໃດ, ຄວາມເລັ່ງກໍ່ຈະນ້ອຍລົງເທົ່ານັ້ນ. ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງແຮງ, ມວນສານ, ແລະ ຄວາມເລັ່ງຈະເຂົ້າໃຈດີຂຶ້ນຫຼັງຈາກທີ່ທ່ານໄດ້ດຳເນີນການທົດລອງກ່ຽວກັບເລື່ອງນີ້.
ຕົວຢ່າງບັນຫາທີ 1:
ກຳນົດຂະໜາດ ແລະ ທິດທາງຂອງຄວາມເລັ່ງຂອງວັດຖຸໂດຍອີງໃສ່ຮູບຂ້າງເທິງ...
ການແກ້ໄຂ:
ΣF = ma
4 ກິໂລກຣາມ ແມັດ/ວິນາທີ2 = (1 ກິໂລກຣາມ) ກ
a = 4 ກິໂລກຣາມ ແມັດ/ວິນາທີ2 1 ກິໂລກຣາມ = 4 ແມັດ/ວິນາທີ2
ຄວາມເລັ່ງຂອງຄວາມໄວ = 4 m/s2, ທິດທາງຂອງຄວາມເລັ່ງໄປທາງຂວາ.
ຕົວຢ່າງບັນຫາທີ 2:
ກຳນົດຂະໜາດ ແລະ ທິດທາງຂອງຄວາມເລັ່ງໂດຍອີງໃສ່ຮູບຂ້າງເທິງ ...
ການແກ້ໄຂ:
ΣF = ma
4 ກິໂລກຣາມ ແມັດ/ວິນາທີ2 – 1 ກິໂລກຣາມ ແມັດ/ວິນາທີ2 = (1 ກິໂລກຣາມ) ກ
3 ກິໂລກຣາມ ແມັດ/ວິນາທີ2 = (1 ກິໂລກຣາມ) ກ
a = 3 ກິໂລກຣາມ ແມັດ/ວິນາທີ2 : 1 kg
a = 3 ມ/ວິນາທີ2
ຄວາມເລັ່ງຂອງຄວາມໄວ = 3 m/s2, ທິດທາງຂອງຄວາມເລັ່ງໄປທາງຂວາ.
3.2.1 ນ້ຳໜັກ (ກມ)
ນ້ຳໜັກ ແມ່ນ ແຮງໂນ້ມຖ່ວງ ທີ່ກະທຳຕໍ່ວັດຖຸທີ່ມີມວນສານ.
ΣF = ma
w = ມກ
ສົມຜົນທີ 1.3 ແມ່ນສົມຜົນສຳລັບການຄິດໄລ່ນ້ຳໜັກຂອງວັດຖຸ.
w = ນ້ຳໜັກ (ກກ/ມ2), m = ມວນສານ (kg), g = ຄວາມເລັ່ງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (m/s2). ຂະໜາດຂອງຄວາມເລັ່ງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (g) ເທິງໜ້າໂລກແມ່ນ 9.8 m/s2ເພື່ອຄວາມສະດວກໃນການຄິດໄລ່, g ຈະຖືກປັດເປັນ 10 m/s2.
3.2.2 ແຮງປົກກະຕິ (N)
ແຮງປົກກະຕິແມ່ນແຮງທີ່ກະທຳຕໍ່ວັດຖຸສອງອັນທີ່ສຳຜັດກັນ, ເຊິ່ງທິດທາງຂອງແຮງປົກກະຕິແມ່ນຕັ້ງສາກກັບໜ້າດິນຂອງລະນາບສຳຜັດ.
ສັງເກດວັດຖຸທີ່ຍັງຢູ່ເໜືອໜ້າໂຕະ. ແຮງໂນ້ມຖ່ວງ ຫຼື ນ້ຳໜັກກໍ່ໃຊ້ໄດ້ກັບວັດຖຸເຊັ່ນກັນ. ວັດຖຸບໍ່ຕົກລົງຢ່າງອິດສະຫຼະຄືກັບໝາກໄມ້ທີ່ຕົກລົງມາຈາກຕົ້ນໄມ້ ເພາະວ່າມີແຮງປົກກະຕິ. ນ້ຳໜັກ (w) ແລະ ແຮງປົກກະຕິ (N) ແມ່ນຄືກັນ ແຕ່ມີທິດທາງກົງກັນຂ້າມ ດັ່ງນັ້ນແຮງທັງໝົດທີ່ຕົກໃສ່ວັດຖຸຈຶ່ງເປັນສູນ.
ΣF = 0
N – w = 0
N = w
3.3 ກົດເກນທີສາມຂອງນິວຕັນ
ກົດເກນຂໍ້ທີສາມຂອງນິວຕັນລະບຸວ່າ ຖ້າວັດຖຸທີ 1 ໃຫ້ແຮງແກ່ວັດຖຸທີ 2 ແລ້ວໃນເວລາດຽວກັນວັດຖຸທີ 2 ໃຫ້ແຮງແກ່ວັດຖຸທີ 1. ແຮງທັງສອງແມ່ນຄືກັນ, ແຕ່ທິດທາງຂອງແຮງທັງສອງແມ່ນກົງກັນຂ້າມ. ແຮງໜຶ່ງເອີ້ນວ່າການກະທຳ, ແລະອີກແຮງໜຶ່ງເອີ້ນວ່າປະຕິກິລິຍາ.
ການກະທຳ F = – ປະຕິກິລິຍາ F
ສົມຜົນ 1.3 ເປັນຄຳຖະແຫຼງທາງຄະນິດສາດຈາກກົດເກນຂໍ້ທີສາມຂອງນິວຕັນ. ເຄື່ອງໝາຍລົບໃນສົມຜົນ 1.3 ອະທິບາຍທິດທາງຂອງແຮງ.
ທົດລອງເພື່ອໃຫ້ທ່ານເຂົ້າໃຈກົດເກນຂໍ້ທີສາມຂອງນິວຕັນດີຂຶ້ນ. ຖ້າທ່ານມີສະເກັດບອດ, ໃຫ້ຍູ້ກຳແພງໃນຂະນະທີ່ຢືນຢູ່ເທິງສະເກັດບອດ. ຫຼັງຈາກຍູ້ກຳແພງແລ້ວ, ສະເກັດບອດຈະເຄື່ອນທີ່ຖອຍຫຼັງ. ທິດທາງຂອງແຮງຂອງທ່ານແມ່ນໄປທາງໜ້າ, ໃນຂະນະທີ່ທິດທາງຂອງສະເກັດບອດແມ່ນຖອຍຫຼັງ.
ນີ້ຊີ້ບອກວ່າກຳແພງຍັງບັງຄັບເຈົ້າ. ເມື່ອເຈົ້າຍູ້ກຳແພງ, ໃນເວລາດຽວກັນ, ກຳແພງກໍ່ຍູ້ເຈົ້າເຊັ່ນກັນ. ແຮງຍູ້ຂອງເຈົ້າເຮັດວຽກຢູ່ເທິງກຳແພງ, ໃນຂະນະທີ່ແຮງຍູ້ຂອງກຳແພງເຮັດວຽກຢູ່ເທິງເຈົ້າ. ທັງສອງແຮງຢູ່ໃນທິດທາງດຽວກັນແຕ່ຢູ່ໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ. ເຈົ້າສາມາດເອີ້ນແຮງໜຶ່ງວ່າເປັນການກະທຳ ແລະ ອີກແຮງໜຶ່ງເປັນປະຕິກິລິຍາ.
ການທົດລອງອີກອັນໜຶ່ງທີ່ສາມາດເຮັດໄດ້ຄືການເປົ່າບານລູນຢາງ ແລະ ຫຼັງຈາກບານລູນຢາງຂະຫຍາຍອອກຍ້ອນວ່າມັນເຕັມໄປດ້ວຍອາກາດ, ໃຫ້ປ່ອຍບານລູນອອກ. ຫຼັງຈາກຖືກປ່ອຍອອກ, ບານລູນກໍ່ "ບິນ". ທິດທາງການເຄື່ອນທີ່ຂອງບານລູນແມ່ນກົງກັນຂ້າມກັບທິດທາງການອອກອາກາດຈາກບານລູນ. ຈະອະທິບາຍເລື່ອງນີ້ແນວໃດ?
ເມື່ອປາກຂອງບານລູນຖືກປ່ອຍອອກ, ບານລູນຈະຍູ້ອາກາດອອກ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ອາກາດຍັງຍູ້ບານລູນອີກດ້ວຍ. ແຮງດັນອາກາດເຮັດໃຫ້ບານລູນບິນ. ແຮງຂອງບານລູນເຮັດວຽກ, ແຮງຂອງອາກາດເຮັດວຽກຕໍ່ບານລູນ. ແຮງທັງສອງແມ່ນຄືກັນ, ແຕ່ທິດທາງແມ່ນກົງກັນຂ້າມ.
ໃຫ້ສັງເກດຮູບທີ 2 ແລະປຽບທຽບກັບຮູບທີ 3. ແຮງປົກກະຕິທີ່ກະທຳຕໍ່ວັດຖຸ (N) ແມ່ນແຮງທີ່ໃຫ້ໂດຍໜ້າດິນຮາບພຽງ ເຊັ່ນ ໜ້າດິນໂຕະ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ວັດຖຸຍັງໃຫ້ແຮງແກ່ໜ້າດິນໂຕະ (N'). ແຮງປົກກະຕິທັງສອງຢ່າງນີ້ (N ແລະ N') ມີຂະໜາດເທົ່າກັນ, ແຕ່ຢູ່ໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ ແລະ ເຮັດວຽກກັບວັດຖຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ບໍ່ຄືກັບ w ແລະ N ເຊິ່ງມີຂະໜາດເທົ່າກັນ ແລະ ເຮັດວຽກກັບວັດຖຸດຽວກັນ. ສະນັ້ນ N ແລະ N' ແມ່ນແຮງກະທຳ-ປະຕິກິລິຍາ.
