Prawa Newtona (podsumowanie): czym są, wzory i przykłady – Znaczenia
Co to są prawa Newtona?
Prawa Newtona to trzy zasady, które służą do opisu ruchu ciał, na podstawie inercyjnego układu odniesienia (siły rzeczywiste o stałej prędkości).
Trzy prawa Newtona to:
Pierwsze prawo lub prawo bezwładności.
Drugie prawo lub podstawowe prawo dynamiki.
Trzecie prawo lub zasada akcji i reakcji.
Te prawa dotyczące siły, prędkości i ruchu ciał są podstawą mechaniki klasycznej i fizyki. Zostały one postulowane przez angielskiego fizyka i matematyka Isaaca Newtona w 1687 roku.
Prawo bezwładności lub pierwsze prawo postuluje, że ciało pozostanie w spoczynku lub w ruchu prostoliniowym ze stałą prędkością, jeżeli nie zostanie przyłożona siła zewnętrzna.
Innymi słowy, nie jest możliwe, aby ciało zmieniło swój stan początkowy (czy to w spoczynku, czy w ruchu), jeżeli nie zadziała jedna lub więcej sił.
Wzór pierwszego prawa Newtona to :
Σ F = 0 ↔ dvdt = 0
Jeżeli siła netto (Σ F) działająca na ciało jest równa zeru, to przyspieszenie ciała, wynikające z podziału prędkości i czasu (dvdt), również będzie równe zeru.
Przykładem pierwszego prawa Newtona jest piłka w stanie spoczynku. Aby mogła się poruszyć, musi zostać kopnięta przez człowieka (siła zewnętrzna), w przeciwnym razie pozostaje w spoczynku. Z drugiej strony, kiedy piłka jest już w ruchu, musi zadziałać inna siła, aby mogła się zatrzymać i powrócić do stanu spoczynku.
Chociaż jest to pierwsze z praw ruchu zaproponowanych przez Newtona, zasada ta została już wcześniej postulowana przez Galileusza. Z tego powodu Newtonowi przypisuje się tylko opublikowanie prawa, a Galilei jest uznawany za oryginalnego autora.
Patrz także: Fizyka.
Drugie prawo Newtona: podstawowe prawo dynamiki
Fundamentalne prawo dynamiki, drugie prawo Newtona lub prawo podstawowe postuluje, że siła netto, która jest przyłożona do ciała jest proporcjonalna do przyspieszenia, które uzyskuje ono w swojej trajektorii.
Wzór na drugie prawo Newtona to :
F= m.a
Gdzie
F = siła netto
m = masa, wyrażona w Kg.
a = przyspieszenie, wyrażone w ms2 (metr na sekundę do kwadratu).
Patrz również Dynamika.
Trzecie prawo Newtona: zasada akcji i reakcji
Postulat trzeciego prawa Newtona mówi, że każda akcja wywołuje równą, lecz przeciwną reakcję.
Wzór na prawo akcji i reakcji jest następujący:
F1-2 = F2-1
Siła ciała 1 na ciało 2 (F1-2), czyli siła działania, jest równa sile ciała 2 na ciało 1 (F2-1), czyli sile reakcji. Siła reakcji będzie miała ten sam kierunek i wielkość co siła akcji, ale w kierunku przeciwnym do siły akcji.
Przykładem trzeciego prawa Newtona jest sytuacja, gdy musimy przesunąć kanapę lub inny ciężki przedmiot. Siła działania przyłożona do obiektu wprawia go w ruch, ale jednocześnie generuje siłę reakcji w przeciwnym kierunku, którą postrzegamy jako opór obiektu.
Patrz również Rodzaje ruchu.
Czwarte prawo Newtona: prawo powszechnego ciążenia
Postulat tego prawa fizyki mówi, że siła przyciągania dwóch ciał jest proporcjonalna do iloczynu ich mas.
Intensywność tego przyciągania będzie tym silniejsza, im bliższe i masywniejsze są ciała.
Wzór na czwarte prawo Newtona jest następujący:
F= G m1.m2 d2
Siła wywierana pomiędzy dwoma ciałami o masie (F) jest równa uniwersalnej stałej grawitacyjnej (G). Stałą tę otrzymuje się przez podzielenie iloczynu obu mas (m1,m2) przez odległość dzielącą je do kwadratu (d2).
Przykładem czwartego prawa Newtona jest przyciąganie grawitacyjne pomiędzy dwoma kulami do kręgli . Im bliżej siebie się znajdują, tym większa jest siła przyciągania.
