Ohatra amin'ny fanontaniana sy fifanakalozan-kevitra momba ny fihetsehan'i Newton mifandraika
Pendahuan
Ny fihetsehana mifandraika dia foto-kevitra fototra amin'ny fizika izay manazava ny fomba mety hiovan'ny hafainganam-pandeha sy ny toerana misy ny zavatra iray arakaraka ny mpandinika. I Sir Isaac Newton, miaraka amin'ny lalàny momba ny fihetsehana sy ny hery misintona, no nametraka ny fototra ho an'ny fahatakarana ny dinamikan'ny fihetsehana mifandraika. Ity lahatsoratra ity dia handrakotra ohatra sy fifanakalozan-kevitra maromaro momba ny fihetsehana mifandraika amin'i Newton. Hazavainay amin'ny dingana amin'ny antsipiriany ireo olana ireo mba ho mora azo.
Ny foto-kevitry ny Newton momba ny fihetsehana mifandraika
Ao amin'ny fizika Newtoniana, ny fihetsehan'ny zavatra iray dia refesina foana raha oharina amin'ny rafitra fanondroana. Raha manana rafitra fanondroana roa mihetsika raha oharina amin'ny tsirairay amin'ny hafainganam-pandeha v isika, dia azo jerena amin'ny fomba samihafa ny toerana sy ny hafainganam-pandehan'ny zavatra iray amin'ireo rafitra roa ireo. Ireto misy hevitra vitsivitsy tokony ho takarina:
1. Rafitra fanondroana tsy mihetsika: Rafitra fanondroana izay ahafahan'ny zavatra mihetsika amin'ny hafainganam-pandeha tsy miova raha tsy misy hery miasa amin'ilay zavatra.
2. Hafainganam-pandeha mifandraika: Ny hafainganam-pandehan'ny zavatra iray refesina raha oharina amin'ny rafitra fanondroana hafa.
3. Fifindran-toerana mifandraika: Ny fahasamihafan'ny toerana misy eo amin'ny zavatra roa na zavatra iray misy rafitra fanondroana roa samy hafa.
Nofaritan'i Newton tsara tamin'ny alalan'ny lalàn'ny fihetsehana ny fihetsehana relatif, ary azontsika ampiasaina ny fiovan'ny atao hoe Galileana mba hifindrana eo amin'ny rafitra fanondroana inersia roa.
Ohatra amin'ny fanontaniana fifanakalozan-kevitra
Fanontaniana 1: Fihetsehana mifandraika
Fanontaniana:
Sambo roa, ny Sambo A sy ny Sambo B, dia ao anaty ranomasimbe midadasika. Mihetsika miankandrefana amin'ny hafainganam-pandeha 20 m/s ny Sambo A, raha mianavaratra amin'ny hafainganam-pandeha 30 m/s kosa ny Sambo B. Kajy ny hafainganam-pandehan'ny Sambo B raha oharina amin'ny Sambo A.
Dinika:
Mba hamahana ity olana ity dia mampiasa ny foto-kevitry ny hafainganam-pandeha mifandraika isika. Azo kajy amin'ny alalan'ny fomba vektôra ny hafainganam-pandehan'ny Sambo B mifandraika amin'ny Sambo A.
1. Asehoy ho toy ny vektôra ny hafainganam-pandehan'ny Sambo A (\(\vec{v_A}\)) sy ny Sambo B (\(\vec{v_B}\)).
\[
\vec{v_A} = 20 \, \text{m/s any atsinanana} \implies \vec{v_A} = 20 \hat{i} \, \text{m/s}
\]
\[
\vec{v_B} = 30 \, \text{m/s avaratra} \implies \vec{v_B} = 30 \hat{j} \, \text{m/s}
\]
2. Ny hafainganam-pandehan'ny Sambo B mankany amin'ny Sambo A (\(\vec{v_{BA}}\)) dia kajiana amin'ny alalan'ny:
\[
\vec{v_{BA}} = \vec{v_B} - \vec{v_A}
\]
Soloy ny sandan'ny \(\vec{v_A}\) sy \(\vec{v_B}\):
\[
\vec{v_{BA}} = 30 \hat{j} \, \text{m/s} – 20 \hat{i} \, \text{m/s}
\]
\[
\vec{v_{BA}} = -20 \hat{i} + 30 \hat{j} \, \text{m/s}
\]
3. Mba hahitana ny haben'ny hafainganam-pandeha mifandraika, ampiasao ny teôrema Pythagoreana:
\[
|\vec{v__{BA}}| = \sqrt{(-20)^2 + (30)^2}
\]
\[
|\vec{v__{BA}}| = \sqrt{400 + 900}
\]
\[
|\vec{v_{BA}}| = \sqrt{1300} = 10 \sqrt{13} \, \text{m/s}
\]
Noho izany, ny hafainganam-pandehan'ny Sambo B raha oharina amin'ny Sambo A dia \(10 \sqrt{13}\) m/s.
Fanontaniana 2: Fihetsehana mifandraika amin'ny rafitra fandrindrana
Fanontaniana:
Misy mpandeha an-tongotra iray mizotra mianavaratra amin'ny hafainganam-pandeha 5 m/s ambonin'ny lamasinina iray mizotra miankatsinanana amin'ny hafainganam-pandeha 20 m/s. Fantaro ny hafainganam-pandehan'ny mpandeha an-tongotra raha oharina amin'ny tany.
Dinika:
Mba hamaritana ny hafainganam-pandehan'ny mpandeha an-tongotra raha oharina amin'ny tany, dia mampiasa ny foto-kevitry ny fanampiana vector indray isika.
1. Asehoy ho toy ny vector ny hafainganam-pandehan'ny mpandeha an-tongotra (\(\vec{v_P}\)) sy ny hafainganam-pandehan'ny lamasinina (\(\vec{v_K}\)).
\[
\vec{v_P} \text{ mifandraika amin'ny lamasinina} = 5 \hat{j} \, \text{m/s}
\]
\[
\vec{v_K} \text{ mifandraika amin'ny tany} = 20 \hat{i} \, \text{m/s}
\]
2. Ny hafainganam-pandehan'ny mpandeha an-tongotra mifandraika amin'ny tany (\(\vec{v_{PT}}\)) dia ny fitambaran'ny vektôra:
\[
\vec{v_{PT}} = \vec{v_P} + \vec{v_K}
\]
Soloy ny sandan'ny \(\vec{v_P}\) sy \(\vec{v_K}\):
\[
\vec{v_{PT}} = 5 \hat{j} \, \text{m/s} + 20 \hat{i} \, \text{m/s}
\]
3. Mba hahitana ny haben'ny hafainganam-pandeha mifandraika:
\[
|\vec{v__{PT}}| = \sqrt{(20)^2 + (5)^2}
\]
\[
|\vec{v__{PT}}| = \sqrt{400 + 25}
\]
\[
|\vec{v_{PT}}| = \sqrt{425} = 5 \sqrt{17} \, \text{m/s}
\]
Noho izany, ny hafainganam-pandehan'ny mpandeha an-tongotra raha oharina amin'ny tany dia \(5 \sqrt{17}\) m/s.
Fanontaniana 3: Fihetsehana mifandraika amin'ny sehatra mitongilana
Fanontaniana:
Misy baolina atsipy amin'ny hafainganam-pandeha \( \vec{u} = 10 \hat{i} + 10 \hat{j} \) m/s raha oharina amin'ny sarety mihetsika amin'ny hafainganam-pandeha tsy miova 15 m/s. Fantaro ny hafainganam-pandehan'ny baolina raha oharina amin'ny tany.
Dinika:
Ampiasao io fitsipika io ihany amin'ny fanampiana vektôra.
1. Asehoy ho toy ny vektôra ny hafainganam-pandehan'ny baolina (\(\vec{u}\)) raha oharina amin'ny sarety ary ny hafainganam-pandehan'ny sarety (\(\vec{v_K}\)).
\[
\vec{u} = 10 \hat{i} + 10 \hat{j} \, \text{m/s}
\]
\[
\vec{v_K} = 15 \hat{i} \, \text{m/s}
\]
2. Ny hafainganam-pandehan'ny baolina raha oharina amin'ny tany (\(\vec{v_{BT}}\)) dia:
\[
\vec{v_{BT}} = \vec{v_K} + \vec{u}
\]
\[
\vec{v_{BT}} = 15 \hat{i} + (10 \hat{i} + 10 \hat{j})
\]
\[
\vec{v_{BT}} = (15 + 10) \hat{i} + 10 \hat{j}
\]
\[
\vec{v_{BT}} = 25 \hat{i} + 10 \hat{j}
\]
3. Mba hahitana ny haben'ny hafainganam-pandeha mifandraika:
\[
|\vec{v_{BT}}| = \sqrt{(25)^2 + (10)^2}
\]
\[
|\vec{v_{BT}}| = \sqrt{625 + 100}
\]
\[
|\vec{v_{BT}}| = \sqrt{725} = 5 \sqrt{29} \, \text{m/s}
\]
Noho izany, ny hafainganam-pandehan'ny baolina raha oharina amin'ny tany dia \(5 \sqrt{29}\) m/s.
Famaranana
Ny foto-kevitr'i Newton momba ny fihetsehana mifandraika dia fototra iorenan'ny fizika klasika. Amin'ny fampiasana fitsipika fototra toy ny fanampiana vektôra, dia afaka mamaritra ny hafainganam-pandeha sy ny fivezivezen'ny zavatra iray mifandraika amin'ny iray hafa na amin'ny rafitra fanondroana samihafa isika. Ireo ohatra etsy ambony ireo dia mampiseho ny fomba fampiharana io foto-kevitra io amin'ny toe-javatra samihafa, izay manome fahatakarana lalindalina kokoa momba ny fihetsehana mifandraika.
Amin'ny alalan'ny fahatakarana sy fampiharana ireo hevitra ireo, dia afaka mahatakatra bebe kokoa ny lalàn'ny fihetsehan'i Newton sy ny fomba fampiharana azy ireo amin'ny tontolo tena izy isika. Tsy vitan'ny hoe manampy amin'ny famahana olana ara-fizika izany fahalalana izany fa manome fahatakarana lalina momba ny fomba fiasan'izao rehetra izao ihany koa.
