Artikulo tungkol sa batas ng galaw ni Newton
1. Kahulugan ng puwersa
Ang puwersa ay isang bagay na nagiging sanhi ng pagbilis ng mga bagay. Sa madaling salita, ang puwersa ay isang bagay na gumagalaw, humihinto, o nagbabago sa direksyon ng paggalaw ng isang bagay. Ang puwersa ay isang vector quantity, at samakatuwid, ay may magnitude at direksyon. Ang simbolo ng puwersa ay F (Force). Ang F ay isang pangkalahatang simbolo ng puwersa. Mayroong ilang mga uri ng puwersa at hindi lahat ng puwersa ay may simbolong F. Ang international system unit ay kg m/s2 o Newton.
2. Kahulugan ng netong puwersa
Ang resultant force (ΣF) ay ang kabuuan ng lahat ng pwersang kumikilos sa isang bagay. Ang pwersa ay isang vector quantity, kaya ang kabuuang pwersa ay kinakalkula batay sa vector addition rule.
Ang kabuuang puwersa = 10 Newton, ang direksyon ng kabuuang puwersa pakanan.
Ang kabuuang puwersa = 8 Newton, ang direksyon ng kabuuang puwersa pakanan.
Ang kabuuang puwersa = 0
Ang kabuuang puwersa = 0
3. Mga batas ng galaw ni Newton
Ang mga batas ng galaw ni Newton ay ang mga batas ng pisika tungkol sa galaw ng isang bagay na iminungkahi ng Ingles na pisiko na si Isaac Newton.
3.1 Unang Batas ni Newton
Nakasaad sa Unang Batas ni Newton na ang bawat bagay na hindi gumagalaw ay dapat manatiling hindi gumagalaw, o ang bawat bagay na gumagalaw nang diretso sa isang pare-parehong bilis
ay patuloy na kikilos nang diretso sa isang pare-parehong bilis kung ang kabuuang puwersa na kumikilos sa bagay ay sero.
ΣF = 0
Ang ekwasyon na ito ay isang pahayag sa matematika mula sa unang batas ni Newton.
Tingnan ang isang bagay sa paligid mo, tulad ng mesa o bato o anumang bagay. Ang isang mesa na hindi gumagalaw ay mananatiling hindi gumagalaw kahit hindi ito ginalaw o hindi binibigyan ng panlabas na puwersa tulad ng pagtulak o paghila. Wala bang puwersa na gumagana sa mga mesa o bato o mga bagay na hindi gumagalaw? May puwersang kumikilos sa bagay, ngunit ang kabuuan ng lahat ng puwersang kumikilos sa bagay o ng kabuuang puwersa ay sero. Ang mga puwersang kumikilos sa mga bagay na nasa ibabaw pa rin ng mga planeta tulad ng mundo ay grabidad (w) at normal na puwersa (N). Ang direksyon ng puwersa ng grabidad ay patayo sa gitna ng mundo, ang direksyon ng normal na puwersa ay patayo pataas. Ang magnitude ng dalawang puwersang ito ay pareho, ngunit mayroon silang kabaligtaran na direksyon, kaya ang kabuuang puwersa ay katumbas ng sero.
Paano naman ang mga bagay na gumagalaw nang diretso at may pare-parehong bilis? Upang linawin ang problemang ito, ipagpalagay na itinutulak mo ang isang bagay, halimbawa, isang piraso ng metal, sa ibabaw ng sahig. Pagkatapos maitulak, bumagal at huminto ang metal dahil sa friction. Para mas malayo o mas matagal ang paggalaw ng mga piraso ng metal, kailangan mong pakinisin ang ibabaw ng sahig at ang ibabaw ng metal plate. Kung makinis ang ibabaw ng sahig at walang friction, ang metal plate ay patuloy na gagalaw at hindi titigil. Wala bang puwersang kumikilos sa metal plate na gumagalaw sa ibabaw ng perpekto at makinis na sahig? May mga puwersang gumagana sa mga metal plate, katulad ng puwersa ng grabidad at ang normal na puwersa. Parehong puwersang ito ay gumagana sa isang patayong direksyon at hindi nakakaapekto sa paggalaw ng mga metal plate sa pahalang na direksyon kung makinis ang sahig.
Nakasaad sa Ikalawang Batas ni Newton na kung ang kabuuang puwersa na kumikilos sa isang bagay ay hindi katumbas ng sero, ang bagay ay bibilis. Ang magnitude ng acceleration ay proporsyonal sa magnitude ng kabuuang puwersa at kabaligtaran na proporsyonal sa masa ng bagay. Ang direksyon ng acceleration ay kapareho ng direksyon ng kabuuang puwersa.
ΣF = ma
ΣF = kabuuang puwersa (kg m/s² ) , m = masa (kg), a = akselerasyon (m/ s² )
Ang Ekwasyon 1.2 ay isang pahayag na matematikal mula sa ikalawang batas ni Newton.
Kung ang acceleration ay katumbas ng zero (a = 0), ang equation 1.2 ay magbabago sa equation 1.1. Kaya, ang unang batas ni Newton ay isang espesyal na kaso ng ikalawang batas ni Newton. Batay sa equation 1.2, napagpasyahan na mas malaki ang puwersa, mas malaki ang acceleration. Sa kabaligtaran, mas malaki ang masa, mas maliit ang acceleration. Mas mauunawaan ang ugnayan sa pagitan ng puwersa, masa, at acceleration pagkatapos mong magsagawa ng eksperimento tungkol dito.
Halimbawang problema 1:
Tukuyin ang magnitude at direksyon ng acceleration ng mga bagay batay sa pigura sa itaas...
solusyon:
ΣF = ma
4 kg m/s² = (1 kg) a
a = 4 kg m/s 2 : 1 kg = 4 m/s 2
Ang magnitude ng acceleration = 4 m/s² , ang direksyon ng acceleration pakanan.
Halimbawang problema 2:
Tukuyin ang magnitude at direksyon ng acceleration batay sa figure sa itaas...
solusyon:
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
Ang magnitude ng acceleration = 3 m/s² , ang direksyon ng acceleration pakanan.
3.2.1 Timbang (w)
Ang bigat ay ang puwersa ng grabidad na kumikilos sa isang bagay na may masa.
ΣF = ma
w = mg
Ang Equation 1.3 ay ang equation para sa pagkalkula ng bigat ng isang bagay.
w = timbang (kg m/s² ) , m = masa (kg), g = pagbilis ng grabidad (m/s² ) . Ang magnitude ng pagbilis ng grabidad (g) sa ibabaw ng mundo ay 9.8 m/s² . Upang gawing simple ang mga kalkulasyon, ang g ay nira-round off sa 10 m/ s².
3.2.2 Normal na puwersa (N)
Ang normal na puwersa ay ang puwersang kumikilos sa dalawang bagay na nagdadampi sa isa't isa, kung saan ang direksyon ng normal na puwersa ay patayo sa ibabaw ng touch plane.
Pagmasdan ang mga bagay na nasa ibabaw pa rin ng mesa. Ang puwersa ng grabidad o bigat ay gumagana rin sa bagay. Ang mga bagay ay hindi malayang nahuhulog tulad ng prutas na nahuhulog mula sa puno dahil mayroong normal na puwersa. Ang bigat (w) at normal (N) ay pareho ngunit magkasalungat ang direksyon kaya ang kabuuang puwersa sa isang bagay ay sero.
ΣF = 0
N – w = 0
N = w
3.3 Ikatlong Batas ni Newton
Nakasaad sa ikatlong batas ni Newton na kung ang bagay 1 ay nagbibigay ng puwersa sa bagay 2, kasabay nito ay nagbibigay din ng puwersa ang bagay 2 sa bagay 1. Magkapareho ang dalawang puwersa, ngunit magkasalungat ang direksyon ng dalawang puwersa. Ang isang puwersa ay tinatawag na aksyon, ang isa pa ay tinatawag na reaksyon.
Aksyong F = – Reaksyong F
Ang Equation 1.3 ay isang matematikal na pahayag mula sa ikatlong batas ni Newton. Ang negatibong tanda sa equation 1.3 ay nagpapaliwanag sa direksyon ng puwersa.
Mag-eksperimento upang mas maunawaan mo ang ikatlong batas ni Newton. Kung mayroon kang skateboard, itulak ang pader habang nakatayo sa isang skateboard. Pagkatapos itulak ang pader, ang skateboard ay gumagalaw pabalik. Ang direksyon ng iyong puwersa ay pasulong, habang ang direksyon ng skateboard ay paatras.
Ipinapahiwatig nito na pinipilit ka rin ng pader. Kapag itinulak mo ang pader, kasabay nito, itinutulak ka rin nito. Ang iyong puwersa ng pagtulak ay gumagana sa pader, habang ang puwersa ng pagtulak ng pader ay gumagana sa iyo. Parehong puwersa ay nasa pareho ngunit sa magkasalungat na direksyon. Maaari mong tawagin ang isang puwersa bilang aksyon at ang isa pa bilang reaksyon.
Isa pang eksperimento na maaaring gawin ay ang hipan ang isang lobo na goma at pagkatapos lumaki ang lobo dahil puno ito ng hangin, bitawan ang lobo. Pagkatapos itong bitawan, ang lobo ay "lumilipad". Ang direksyon ng galaw ng lobo ay kabaligtaran ng direksyon ng paglabas ng hangin mula sa lobo. Paano ito ipapaliwanag?
Kapag pinakawalan ang bibig ng lobo, itinutulak palabas ng lobo ang hangin. Kasabay nito, itinutulak din ng hangin ang lobo. Ang puwersa ng pagtulak ng hangin ang nagiging sanhi ng paglipad ng lobo. Gumagana ang puwersa ng lobo, gumagana naman ang puwersa ng hangin sa lobo. Magkapareho ang dalawang puwersa, ngunit magkasalungat ang direksyon.
Obserbahan ang pigura 2 at ihambing ito sa pigura 3. Ang normal na puwersa na kumikilos sa isang bagay (N) ay ang puwersang ibinibigay ng isang patag na ibabaw, tulad ng ibabaw ng mesa. Kasabay nito, ang mga bagay ay nagbibigay din ng puwersa sa ibabaw ng mesa (N'). Ang parehong normal na puwersang ito (N at N') ay may parehong magnitude, ngunit nasa magkasalungat na direksyon at gumagana sa magkaibang bagay. Hindi tulad ng w at N na may parehong magnitude at gumagana sa parehong bagay. Kaya ang N at N' ay mga puwersang aksyon-reaksyon.
