နယူတန်၏ နှိုင်းရသီအိုရီ- ရွေ့လျားမှုနှင့် ဆွဲငင်အားအကြောင်း အစောပိုင်းနားလည်မှု

နယူတန်၏ နှိုင်းရသီအိုရီ- ရွေ့လျားမှုနှင့် ဆွဲငင်အားအကြောင်း အစောပိုင်းနားလည်မှု

Pendahuluan

သမိုင်းတွင် အလွှမ်းမိုးဆုံး သိပ္ပံပညာရှင်တစ်ဦးဖြစ်သည့် အိုက်ဇက် နယူတန်သည် စကြဝဠာအပေါ် ကျွန်ုပ်တို့၏ နားလည်မှုကို တော်လှန်ပြောင်းလဲစေသည့် သီအိုရီများကို တီထွင်ခဲ့သည်။ ၁၆၈၇ ခုနှစ်တွင် ထုတ်ဝေခဲ့သော သူ၏ ထင်ရှားသော လက်ရာဖြစ်သည့် “Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica” သည် ရွေ့လျားမှုဆိုင်ရာ ဥပဒေများနှင့် စကြဝဠာဆွဲငင်အားဆိုင်ရာ ဥပဒေကို မိတ်ဆက်ခဲ့သည်။ ယနေ့ခေတ်တွင် ပိုမိုလူသိများသည့် နှိုင်းရသီအိုရီဆိုင်ရာ အယူအဆကို အဲလ်ဘတ် အိုင်းစတိုင်းမှ မကြာခဏ ရည်ညွှန်းလေ့ရှိသော်လည်း နှိုင်းရသီအိုရီဆိုင်ရာ အယူအဆကို နယူတန်မှ ဂန္ထဝင်မက္ကင်းနစ်ပညာရပ်နှင့် ဆက်စပ်၍ ပထမဆုံး တရားဝင်ဖော်ပြခဲ့သည်။ ဤဆောင်းပါးသည် နယူတန်၏ နှိုင်းရသီအိုရီဆိုင်ရာ မူများ၊ ရွေ့လျားမှုနှင့် ဆွဲငင်အားကို နားလည်မှုအပေါ် ၎င်းတို့၏ သက်ရောက်မှုများနှင့် ဤအတွေးအခေါ်များသည် အိုင်းစတိုင်း၏ နှိုင်းရသီအိုရီခေတ်အထိ မည်သို့ တိုးတက်ပြောင်းလဲလာခဲ့သည်ကို ဆန်းစစ်ပါမည်။

နယူတန်၏ ရွေ့လျားမှုဆိုင်ရာ နိယာမများ

နယူတန်၏ ရွေ့လျားမှုဆိုင်ရာ ဥပဒေသများသည် ဂန္ထဝင်မက္ကင်းနစ်၏ အခြေခံအုတ်မြစ်ဖြစ်ပြီး အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ ရွေ့လျားမှုနှင့် ၎င်းအပေါ် သက်ရောက်မှုရှိသော အားများအကြား ဆက်နွယ်မှုကို သတ်မှတ်ပေးသည့် ဥပဒေသ သုံးခုဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ ဤဥပဒေသ သုံးခုမှာ-

၁။ နယူတန်၏ ပထမနိယာမ (Inertia နိယာမ):
"ပြင်ပအားတစ်ခုက ထိုအခြေအနေကို ပြောင်းလဲရန် မလုပ်ဆောင်မချင်း အရာဝတ္ထုတိုင်းသည် ဖြောင့်တန်းသောမျဉ်းတွင် ရပ်တန့်နေမည် သို့မဟုတ် တည်ငြိမ်သောအမြန်နှုန်းဖြင့် ရွေ့လျားနေမည်ဖြစ်သည်။"

ဤဥပဒေသသည် အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ ရွေ့လျားမှုအခြေအနေကို ထိန်းသိမ်းရန် သဘောထားဖြစ်သည့် inertia ၏ အရေးပါမှုကို အလေးပေးဖော်ပြသည်။ နှိုင်းရသီအိုရီအရ၊ ၎င်းသည် အားတစ်ခု မသက်ရောက်မချင်း အရာဝတ္ထုနှစ်ခုကြားရှိ နှိုင်းရရွေ့လျားမှုသည် မပြောင်းလဲဟု ဆိုလိုသည်။

၂။ နယူတန်၏ ဒုတိယနိယာမ-
"အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ အရှိန်သည် ၎င်းအပေါ် သက်ရောက်သော အားနှင့် တိုက်ရိုက်အချိုးကျပြီး ၎င်း၏ ဒြပ်ထုနှင့် ပြောင်းပြန်အချိုးကျသည်။ သင်္ချာနည်းအရ ၎င်းကို F = ma အဖြစ် ဖော်ပြပါသည်။"

ဤနေရာတွင် အား (F) သည် ဒြပ်ထု (m) နှင့် အရှိန် (a) တို့၏ မြှောက်လဒ်ဖြစ်သည်။ ဤဥပဒေသသည် အားအသုံးချခြင်းဖြင့် အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ ရွေ့လျားမှုကို မည်သို့ပြောင်းလဲနိုင်ကြောင်း ပြသသည်။ နှိုင်းရသီအိုရီနှင့် ဆက်စပ်၍ ဆိုလိုသည်မှာ အရာဝတ္ထုတစ်ခုပေါ်တွင် သက်ရောက်သော အားသည် ၎င်း၏ နှိုင်းရရွေ့လျားမှုကို ပြောင်းလဲစေလိမ့်မည်။

၃။ နယူတန်၏ တတိယနိယာမ-
"လုပ်ဆောင်ချက်တိုင်းဟာ တူညီပြီး ဆန့်ကျင်ဘက် တုံ့ပြန်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေလိမ့်မယ်။"

ဤနိယာမသည် အားများသည် အမြဲတမ်း စုံတွဲများအဖြစ် ဖြစ်ပေါ်ကြောင်း ရှင်းပြသည်။ အရာဝတ္ထု A သည် အရာဝတ္ထု B ပေါ်တွင် အားတစ်ခု သက်ရောက်ပါက အရာဝတ္ထု B သည် အရာဝတ္ထု A ပေါ်တွင် ညီမျှသော်လည်း ဆန့်ကျင်ဘက်အားတစ်ခု သက်ရောက်လိမ့်မည်။ ၎င်းသည် ပိတ်ထားသောစနစ်တွင် အရာဝတ္ထုများအကြား အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုများကို နားလည်ရာတွင် အရေးကြီးပါသည်။

နယူတန်၏ စကြဝဠာဆွဲငင်အားနိယာမ

နယူတန်၏ စကြဝဠာဆွဲငင်အားနိယာမတွင် စကြဝဠာအတွင်းရှိ အမှုန်တိုင်းသည် အမှုန်နှစ်ခု၏ ဒြပ်ထုမြှောက်ဖော်ကိန်းနှင့် တိုက်ရိုက်အချိုးကျသော အားဖြင့် အခြားအမှုန်တိုင်းကို ဆွဲငင်သည်ဟု ဖော်ပြထားသည်။ သင်္ချာနည်းအရ၊ ဤနိယာမကို အောက်ပါအတိုင်း ဖော်ပြထားသည်။

\[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \]

ဘယ်နေရာ:
–\( F\) သည် အမှုန်နှစ်ခုကြားရှိ ဆွဲငင်အားဖြစ်သည်။
–\( G\) သည် စကြဝဠာဆွဲငင်အားကိန်းသေဖြစ်သည်။
–\( m_1\) နှင့် \( m_2\) တို့သည် အမှုန်နှစ်ခု၏ အလေးချိန်များ ဖြစ်သည်။
–\( r\) သည် အမှုန်နှစ်ခု၏ ဒြပ်ထုဗဟိုများကြား အကွာအဝေးဖြစ်သည်။

နယူတန်၏ ဆွဲငင်အားနိယာမသည် ဂြိုဟ်များ၏ပတ်လမ်းများနှင့် ကမ္ဘာမြေမျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ အရာဝတ္ထုများ၏ ရွေ့လျားမှုကဲ့သို့သော ဖြစ်စဉ်များကို နားလည်ရန် အခြေခံကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။ ၎င်းသည် နယူတန်၏ နှိုင်းရသီအိုရီ သဘောတရားတွင်လည်း အရေးပါသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ပြီး အကြောင်းရင်းမှာ ဆွဲငင်အားသည် ဆွဲငင်အားစက်ကွင်းရှိ အရာဝတ္ထုများ၏ နှိုင်းရရွေ့လျားမှုကို သက်ရောက်မှုရှိသော အားဖြစ်သောကြောင့် ဖြစ်သည်။

နယူတန်၏ နှိုင်းရသီအိုရီ

နယူတန်၏ နှိုင်းရသီအိုရီ သို့မဟုတ် ပို၍တိကျစွာပြောရလျှင် နယူတန်၏ နှိုင်းရသီအိုရီနိယာမသည် တစ်ခုတည်းသော အရှိန်အဟုန်ဖြင့် ရည်ညွှန်းဘောင်တွင် သက်ရောက်သော ရူပဗေဒဥပဒေများသည် အခြားအရှိန်အဟုန်ဖြင့် ရည်ညွှန်းဘောင်အားလုံးတွင်လည်း သက်ရောက်သည်ဟူသော အယူအဆဖြစ်သည်။ ဆိုလိုသည်မှာ အထူးအရှိန်အဟုန်ဖြင့် ရွေ့လျားနေသော မည်သည့်ဘောင်တွင်မဆို ရွေ့လျားမှုဥပဒေအားလုံးသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု နှိုင်းယှဉ်လျှင် တူညီစွာ သက်ရောက်သည်။

ဂန္ထဝင်နှိုင်းရသီအိုရီ၏ မူ

နယူတန်၏ နှိုင်းရသီအိုရီနိယာမကို အောက်ပါအတိုင်း အကျဉ်းချုပ်နိုင်ပါသည်။
– ဂယ်လီလီယန် အသွင်ပြောင်းမှုများ- အရှိန်အဟုန်ဖြင့် ပထမဘောင်နှင့် နှိုင်းယှဉ်လျှင် ရွေ့လျားနေသော ရွေ့လျားမှုညီမျှခြင်းများကို ညီမျှခြင်းပုံစံကို မပြောင်းလဲဘဲ တစ်ဘောင်မှ နောက်တစ်ဘောင်သို့ ပြောင်းလဲနိုင်သည်။

Galilean transformations များသည် inertial reference frame နှစ်ခုကြားတွင် space-time ကိုဩဒိနိတ်များ မည်သို့ပြောင်းလဲသွားသည်ကို ဖော်ပြထားသည်။ S နှင့် S' ဟူသော inertial reference frame နှစ်ခုရှိပြီး S' သည် S နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက constant velocity \( v \) ဖြင့် ရွေ့လျားသည်ဟု ယူဆပါ။ \( (x, y, z, t) \) များသည် frame S ရှိ ကိုဩဒိနိတ်များဖြစ်ပြီး \( (x', y', z', t') \) များသည် frame S' ရှိ ကိုဩဒိနိတ်များဖြစ်ပါက Galilean transformations ကို အောက်ပါအတိုင်း ဖော်ပြနိုင်သည်-

\[ x' = x – vt \]
\[ y' = y \]
\[ ဇ' = ဇ \]
\[ တီ' = တီ \]

ဤပြောင်းလဲမှုက အချိန်သည် လုံးဝဥဿုံဖြစ်ပြီး inertial reference frame အားလုံးတွင် အတူတူပင်ဖြစ်ကြောင်း ပြသနေပြီး၊ ၎င်းသည် ဂန္ထဝင်မက္ကင်းနစ်တွင် အခြေခံအမြင်တစ်ခုဖြစ်သည်။

နယူတန်၏ နှိုင်းရသီအိုရီ၏ သက်ရောက်မှုများ

နယူတန်၏ နှိုင်းရသီအိုရီသည် ဂန္ထဝင်ရူပဗေဒတွင် အရေးကြီးသော သက်ရောက်မှုများစွာရှိသည်-

၁။ အရှိန်အဟုန်နှင့် နှိုင်းရရွေ့လျားမှု-
နယူတန်၏ အရှိန်အဟုန်နိယာမအရ ရည်ညွှန်းကိန်းရှင်ဘောင်တစ်ခုတွင် အလျင်နှုန်းဖြင့် ရွေ့လျားနေသော အရာဝတ္ထုတစ်ခုသည် အခြားရည်ညွှန်းကိန်းရှင်ဘောင်တစ်ခုတွင် အလျင်နှုန်းဖြင့် ဆက်လက်ရွေ့လျားနေမည်ဖြစ်သည်။ ဆိုလိုသည်မှာ အားတစ်ခုမှ ၎င်းတို့အပေါ် မသက်ရောက်မချင်း အရာဝတ္ထုနှစ်ခုကြားရှိ နှိုင်းရရွေ့လျားမှုသည် မပြောင်းလဲပါ။

၂။ အရှိန်အဟုန် ထိန်းသိမ်းခြင်း-
အရှိန်အဟုန်မြှင့်ခြင်းဆိုင်ရာ ရည်ညွှန်းဘောင်တွင်၊ စနစ်ပေါ်တွင် ပြင်ပအားများ မသက်ရောက်ပါက ပိတ်ထားသောစနစ်၏ စုစုပေါင်းအရှိန်အဟုန်သည် ကိန်းသေရှိနေသည်။ ဤမူသည် အရာဝတ္ထုများအကြား တိုက်မိမှုများနှင့် အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုများကို နားလည်ရာတွင် အရေးကြီးသော အရှိန်အဟုန်ထိန်းသိမ်းရေးဥပဒေ၏ အခြေခံဖြစ်သည်။

၃။ ဆွဲငင်အားနှင့် ပတ်လမ်းရွေ့လျားမှု-
နယူတန်၏ ဆွဲငင်အားနိယာမသည် ဂြိုဟ်များနှင့် အခြားကောင်းကင်အရာဝတ္ထုများ၏ ရွေ့လျားမှုကို ခန့်မှန်းနိုင်စေပါသည်။ နယူတန်၏ နှိုင်းရသီအိုရီနှင့် ဆက်စပ်၍ ဂြိုဟ်အားလုံးသည် တူညီသော ဆွဲငင်အားနိယာမကို လိုက်နာပြီး ၎င်းတို့၏ သက်ဆိုင်ရာ အရှိန်အဟုန်ဖြင့် ရည်ညွှန်းထားသော ဘောင်များတွင် နယူတန်၏ ရွေ့လျားမှုနိယာမများအတိုင်း ပြုမူကြသည်။

အိုင်းစတိုင်း၏ နှိုင်းရသီအိုရီသို့ အကူးအပြောင်း

နယူတန်၏ နှိုင်းရသီအိုရီသည် ရွေ့လျားမှုနှင့် ဆွဲငင်အားကို နားလည်ရန် ခိုင်မာသော အခြေခံအုတ်မြစ်ကို ပေးစွမ်းခဲ့သော်လည်း အကန့်အသတ်များ ရှိပါသည်။ အလင်း၏ စဉ်ဆက်မပြတ်အလျင်နှင့် မြင့်မားသောအမြန်နှုန်းများတွင် နှိုင်းရသီအိုရီဆိုင်ရာ အကျိုးသက်ရောက်မှုများကဲ့သို့သော ဖြစ်စဉ်အချို့ကို ဂန္ထဝင် နယူတန်၏ မက္ကင်းနစ်ပညာဖြင့် ရှင်းပြ၍မရပါ။ ၎င်းသည် ၂၀ ရာစုအစောပိုင်းတွင် အဲလ်ဘတ် အိုင်းစတိုင်း၏ အထူးနှင့် အထွေထွေနှိုင်းရသီအိုရီများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုကို ဦးတည်စေခဲ့သည်။

အထူးနှိုင်းရသီအိုရီ

၁၉၀၅ ခုနှစ်တွင် မိတ်ဆက်ခဲ့သော အိုင်းစတိုင်း၏ အထူးနှိုင်းရသီအိုရီသည် နယူတန်မက္ကင်းနစ်၏ အခြေခံယူဆချက်များစွာကို ပြန်လည်ပြင်ဆင်ခဲ့သည်။ ၎င်း၏ အဓိကယူဆချက်တစ်ခုမှာ လေဟာနယ်ရှိ အလင်း၏အလျင်သည် ကိန်းသေဖြစ်ပြီး လေ့လာသူ၏အလျင်နှင့် မသက်ဆိုင်ပါ။ ၎င်းသည် နယူတန်၏ ပကတိအချိန်အမြင်နှင့် ဆန့်ကျင်ဘက်ဖြစ်ပြီး နှိုင်းရအလျင်များတွင် အချိန်ပြန့်ခြင်းနှင့် အလျားကျုံ့ခြင်းဆိုင်ရာ အယူအဆများဆီသို့ ဦးတည်စေခဲ့သည်။

အထွေထွေနှိုင်းရသီအိုရီ

၁၉၁၅ ခုနှစ်တွင် အိုင်းစတိုင်းထုတ်ဝေခဲ့သော အထွေထွေနှိုင်းရသီအိုရီသည် နယူတန်၏ ဆွဲငင်အားနိယာမကို ဆွဲငင်အားဆိုသည်မှာ ဒြပ်ထုနှင့် စွမ်းအင်ကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော အာကာသ-အချိန်၏ ကွေးညွှတ်မှုဖြစ်သည်ဟူသော အယူအဆဖြင့် အစားထိုးခဲ့သည်။ ဤသီအိုရီသည် နယူတန်၏ ဆွဲငင်အားနိယာမဖြင့် ရှင်းပြ၍မရသော မာကျူရီဂြိုဟ်နှင့် တွင်းနက်များ၏ ပတ်လမ်းကဲ့သို့သော ပြင်းထန်သော ဆွဲငင်အားဖြစ်စဉ်များကို ပိုမိုတိကျစွာ ရှင်းပြသည်။

နိဂုံး

နယူတန်၏ နှိုင်းရသီအိုရီသည် ၎င်း၏ ရွေ့လျားမှုဥပဒေများနှင့် စကြဝဠာဆွဲငင်အားဆိုင်ရာ ဥပဒေများနှင့်အတူ စကြဝဠာအပေါ် ကျွန်ုပ်တို့၏ နားလည်မှုကို ပြောင်းလဲစေသည့် ဂန္ထဝင်ရူပဗေဒ၏ အရေးကြီးသော အခြေခံအုတ်မြစ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ နယူတန်၏ နှိုင်းရသီအိုရီမူများသည် အရှိန်အဟုန်ဖြင့် ရည်ညွှန်းထားသော ဘောင်များရှိ ရွေ့လျားမှုနှင့် အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုများ၏ တသမတ်တည်းသော အမြင်ကို ပေးစွမ်းသည်။ နောက်ဆုံးတွင် အိုင်းစတိုင်း၏ နှိုင်းရသီအိုရီက အစားထိုးလိုက်သော်လည်း၊ နယူတန်၏ အမွေအနှစ်သည် ဂြိုဟ်များ၏ ရွေ့လျားမှုမှ နေ့စဉ် ဒိုင်းနမစ်များအထိ သဘာဝဖြစ်စဉ်များကို လေ့လာခြင်းနှင့် နားလည်ခြင်းအတွက် အစွမ်းထက်သော အခြေခံအုတ်မြစ်တစ်ခုအဖြစ် ရှိနေဆဲဖြစ်သည်။