Artiklu dwar il-liġi tal-moviment ta' Newton
1. Definizzjoni ta' forza
Il-forza hija xi ħaġa li tikkawża li l-affarijiet jaċċelleraw. Fi kliem ieħor, il-forza hija xi ħaġa li ċċaqlaq, twaqqaf, jew tbiddel id-direzzjoni tal-moviment ta' oġġett. Il-forza hija kwantità vettorjali, u għalhekk, għandha kobor u direzzjoni. Is-simbolu tal-forza huwa F (Forza). F huwa simbolu ġenerali tal-forza. Hemm diversi tipi ta' forzi u mhux il-forzi kollha għandhom is-simbolu F. L-unità tas-sistema internazzjonali hija kg m/s2 magħrufa wkoll bħala Newton.
2. Definizzjoni ta' forza netta
Il-forza riżultanti (ΣF) hija s-somma tal-forzi kollha li jaġixxu fuq oġġett. Il-forza hija kwantità vettorjali, għalhekk il-forza totali hija kkalkulata abbażi tar-regola tal-addizzjoni vettorjali.
Il-forza totali = 10 Newtons, id-direzzjoni tal-forza totali lejn il-lemin.
Il-forza totali = 8 Newtons, id-direzzjoni tal-forza totali lejn il-lemin.
Il-forza totali = 0
Il-forza totali = 0
3. Il-liġijiet tal-moviment ta' Newton
Il-liġijiet tal-moviment ta' Newton huma l-liġijiet tal-fiżika dwar il-moviment ta' oġġett proposti mill-fiżiku Ingliż, Isaac Newton.
3.1 L-Ewwel Liġi ta' Newton
L-Ewwel Liġi ta' Newton tgħid li kull oġġett li jkun mistrieħ għandu jibqa' mistrieħ, jew li kull oġġett li jkun miexi dritt b'veloċità kostanti
se jkompli miexi dritt b'veloċità kostanti jekk il-forza totali li taġixxi fuq l-oġġett tkun żero.
ΣF = 0
Din l-ekwazzjoni hija dikjarazzjoni matematika mill-ewwel liġi ta' Newton.
Ara oġġett madwarek, bħal mejda jew ġebla jew kwalunkwe oġġett. Mejda li tkun wieqfa tibqa' wieqfa jekk ma tiċċaqlaqx jew ma tingħatax forza esterna bħal imbottatura jew ġbid. M'hemm l-ebda forza li taħdem fuq imwejjed jew blat jew oġġetti li jkunu wieqfa? Hemm forza li taġixxi fuq l-oġġett, iżda s-somma tal-forzi kollha li jaġixxu fuq l-oġġett jew il-forza totali hija żero. Il-forzi li jaġixxu fuq oġġetti li għadhom fuq il-wiċċ ta' pjaneti bħad-dinja huma l-gravità (w) u l-forza normali (N). Id-direzzjoni tal-forza tal-gravità hija perpendikolari għaċ-ċentru tad-dinja, id-direzzjoni tal-forza normali hija perpendikolari 'l fuq. Il-kobor ta' dawn iż-żewġ forzi huwa l-istess, iżda għandhom id-direzzjoni opposta, għalhekk il-forza totali hija ugwali għal żero.
Xi ngħidu dwar affarijiet li jiċċaqalqu dritti b'veloċità kostanti? Biex niċċaraw din il-problema, ejja ngħidu li timbotta oġġett, pereżempju, biċċa metall, fuq il-wiċċ tal-art. Wara li jiġi mbuttat, il-metall inaqqas il-veloċità u waqaf minħabba l-frizzjoni. Biex il-biċċiet tal-metall jiċċaqalqu aktar jew aktar, allura trid twitti l-wiċċ tal-art u l-wiċċ tal-pjanċa tal-metall. Jekk il-wiċċ tal-art ikun lixx u ma jkun hemm l-ebda frizzjoni, il-pjanċa tal-metall tkompli tiċċaqlaq u ma tieqafx. M'hemm l-ebda forza li taġixxi fuq il-pjanċa tal-metall li qed tiċċaqlaq fuq il-wiċċ tal-art perfetta u lixxa? Hemm forzi li jaħdmu fuq pjanċi tal-metall, jiġifieri l-forza tal-gravità u l-forza normali. Dawn iż-żewġ forzi jaħdmu f'direzzjoni vertikali u ma jaffettwawx il-moviment tal-pjanċi tal-metall fid-direzzjoni orizzontali jekk l-art tkun lixxa.
It-Tieni Liġi ta' Newton tgħid li jekk il-forza totali li taġixxi fuq oġġett ma tkunx ugwali għal żero, allura l-oġġett jaċċelera. Il-kobor tal-aċċelerazzjoni huwa proporzjonali għall-kobor tal-forza totali u inversament proporzjonali għall-massa tal-oġġett. Id-direzzjoni tal-aċċelerazzjoni hija l-istess bħad-direzzjoni tal-forza totali.
ΣF = ma
ΣF = forza totali (kg m/s² ) , m = massa (kg), a = aċċelerazzjoni (m/ s² )
L-ekwazzjoni 1.2 hija dikjarazzjoni matematika mit-tieni liġi ta' Newton.
Jekk l-aċċelerazzjoni hija ugwali għal żero (a = 0) allura l-ekwazzjoni 1.2 tinbidel għall-ekwazzjoni 1.1. Għalhekk, l-ewwel liġi ta' Newton hija każ speċjali tat-tieni liġi ta' Newton. Abbażi tal-ekwazzjoni 1.2, jiġi konkluż li iktar ma tkun kbira l-forza, iktar tkun kbira l-aċċelerazzjoni. Bil-maqlub, iktar ma tkun kbira l-massa, iżgħar tkun l-aċċelerazzjoni. Ir-relazzjoni bejn il-forza, il-massa, u l-aċċelerazzjoni tinftiehem aħjar wara li tkun wettaqt esperiment dwar dan.
Problema kampjun 1:
Iddetermina l-kobor u d-direzzjoni tal-aċċelerazzjoni tal-oġġetti bbażati fuq il-figura ta' hawn fuq...
soluzzjoni:
ΣF = ma
4 kg m/s² = (1 kg) a
a = 4 kg m/s 2 : 1 kg = 4 m/s 2
Il-kobor tal-aċċelerazzjoni = 4 m/s2 , id-direzzjoni tal-aċċelerazzjoni lejn il-lemin.
Problema kampjun 2:
Iddetermina l-kobor u d-direzzjoni tal-aċċelerazzjoni bbażati fuq il-figura ta' hawn fuq …
soluzzjoni:
ΣF = ma
4 kg m/s 2 – 1 kg m/s 2 = (1 kg) a
3 kg m/s² = (1 kg) a
a = 3 kg m/s² : 1 kg
a = 3 m/ s²
Il-kobor tal-aċċelerazzjoni = 3 m/s2 , id-direzzjoni tal-aċċelerazzjoni lejn il-lemin.
3.2.1 Piż (w)
Il-piż huwa l-forza tal-gravità li taġixxi fuq oġġett tal-massa.
ΣF = ma
w = mg
L-ekwazzjoni 1.3 hija l-ekwazzjoni għall-kalkolu tal-piż ta' oġġett.
w = piż (kg m/s² ) , m = massa (kg), g = aċċelerazzjoni tal-gravità (m/s² ) . Il-kobor tal-aċċelerazzjoni gravitazzjonali (g) fuq il-wiċċ tad-dinja huwa 9.8 m/s² . Biex tissimplifika l-kalkoli, g hija arrotondata għal 10 m/ s².
3.2.2 Forza normali (N)
Il-forza normali hija l-forza li taġixxi fuq żewġ oġġetti li jmissu lil xulxin, fejn id-direzzjoni tal-forza normali hija perpendikolari għall-wiċċ tal-pjan tal-mess.
Osserva oġġetti li għadhom 'il fuq mill-wiċċ tal-mejda. Il-forza tal-gravità jew il-piż taħdem ukoll fuq l-oġġett. L-oġġetti ma jaqgħux liberament bħal frott li jaqa' minn siġra għax hemm forza normali. Il-piż (w) u n-normali (N) huma l-istess iżda f'direzzjonijiet opposti sabiex il-forza totali fuq oġġett tkun żero.
ΣF = 0
N – w = 0
N = w
3.3 It-Tielet Liġi ta' Newton
It-tielet liġi ta' Newton tgħid li jekk l-oġġett 1 jagħti forza lill-oġġett 2 allura fl-istess ħin l-oġġett 2 jagħti forza lill-oġġett 1. Iż-żewġ forzi huma l-istess, iżda d-direzzjoni taż-żewġ forzi hija opposta. Forza waħda tissejjaħ azzjoni, oħra tissejjaħ reazzjoni.
Azzjoni F = – Reazzjoni F
L-ekwazzjoni 1.3 hija dikjarazzjoni matematika mit-tielet liġi ta' Newton. Is-sinjal negattiv fl-ekwazzjoni 1.3 jispjega d-direzzjoni tal-forza.
Esperimenta sabiex tifhem aħjar it-tielet liġi ta' Newton. Jekk għandek skateboard, imbotta l-ħajt waqt li tkun wieqaf fuqu. Wara li timbotta l-ħajt, l-iskejtbord jiċċaqlaq lura. Id-direzzjoni tal-forza tiegħek hija 'l quddiem, filwaqt li d-direzzjoni tal-iskejtbord hija lura.
Dan jindika li l-ħajt ukoll jisforzak. Meta timbotta l-ħajt, fl-istess ħin, il-ħajt jimbottak ukoll. Il-forza tal-imbottatura tiegħek taħdem fuq il-ħajt, filwaqt li l-forza tal-imbottatura tal-ħajt taħdem fuqek. Iż-żewġ forzi huma fl-istess iżda f'direzzjonijiet opposti. Tista' ssejjaħ forza waħda bħala azzjoni u oħra bħala reazzjoni.
Esperiment ieħor li jista' jsir huwa li tintefaħ bużżieqa tal-gomma u wara li l-bużżieqa tal-gomma tespandi għax tkun mimlija bl-arja, il-bużżieqa tiġi rilaxxata. Wara li tiġi rilaxxata, il-bużżieqa tkun qed "tittajjar". Id-direzzjoni tal-moviment tal-bużżieqa hija opposta għad-direzzjoni tal-ħruġ tal-arja mill-bużżieqa. Kif tispjega dan?
Meta l-bokka tal-bużżieqa tinħeles, il-bużżieqa timbotta l-arja 'l barra. Fl-istess ħin, l-arja timbotta wkoll il-bużżieqa. Il-forza tal-imbottatura tal-arja tikkawża li l-bużżieqa tittajjar. Il-forza tal-bużżieqa taħdem waqt li tilgħab, il-forza tal-arja taħdem fuq il-bużżieqa. Iż-żewġ forzi huma l-istess, iżda d-direzzjoni hija opposta.
Osserva l-figura 2 u qabbilha mal-figura 3. Il-forza normali li taġixxi fuq oġġett (N) hija l-forza mogħtija minn wiċċ ċatt, bħal wiċċ ta' mejda. Fl-istess ħin, l-oġġetti jagħtu wkoll forza lill-wiċċ tal-mejda (N'). Dawn iż-żewġ forzi normali (N u N') għandhom l-istess kobor, iżda huma f'direzzjonijiet opposti u jaħdmu fuq oġġetti differenti. B'differenza minn w u N li għandhom l-istess kobor u jaħdmu fuq l-istess oġġett. Għalhekk N u N' huma forzi ta' azzjoni-reazzjoni.
