Shembuj të zbatimit të ligjit të tretë të Njutonit. Shembuj të Ligjit të Tretë të Njutonit Përvoja e Ligjit të Tretë të Njutonit

Veprimi dhe reagimi i objekteve është i kudogjendur në jetën e përditshme. Le të japim 14 shembuj të ligjit të tretë të Njutonit të cilit i binden trupat ndërveprues.

Ndërveprimi i objekteve

Ndërtesa, ura, mobilje në dhoma, fruta në degë, pemë, tela në shtylla, anije në det, re në qiell, aeroplanë dhe balona pas reve - me një fjalë, gjithçka që shtrihet, qëndron, varet, noton, fluturon , - nuk bie në tokë, nuk fundoset, nuk bie, nuk rrëshqet poshtë vetëm sepse është brenda ndërveprim me ndonjë tjetër subjekti... Këto objekte, qofshin toka, stenda, pezullime, ujë ose ajër, janë një mbështetje, dhe forca e gravitetit, duke tërhequr të gjitha objektet drejt qendrës së Tokës, takon një përgjigje nga mbështetja. Kjo përgjigje ndërhyn me forcën e gravitetit për të vënë në lëvizje objektet, e kundërshton atë - e balancon atë, si një tigan peshore, duke parandaluar rënien e tiganit tjetër, e balancon atë, e cila është baza. Anija është pikërisht në të njëjtin pozicion, e ankoruar dhe mbetet në vend edhe kur era dhe rryma kanë tendencë ta largojnë atë. Forcat që dalin në këtë rast quhen forcat e reagimit... Ata balancojnë forcën që vepron në trup dhe e ndihmojnë atë të qëndrojë i qetë. Këtu janë 14 shembuj të shfaqjes së forcave të tilla si konfirmimi i ligjit të tretë të Njutonit, kjo ndodh kur:

Ndërtimi i urës

Në ndërtimi i urësështë e nevojshme të llogaritet paraprakisht në çfarë mase mbështetëset e urës janë në gjendje t'i rezistojnë ngarkesës që do të ushtrojë presion mbi to: nëse mund ta përballojnë atë, nëse mbështetëset kanë një kundër-diferencë të mjaftueshme, ose, siç thonë ndërtuesit, një kufiri i sigurisë.

Llogaritjet kryhen duke përdorur ligjin e tretë të Njutonit. Dhe ndërtuesit ndërtojnë mbështetëset e urës në mënyrë që ata të mund t'i rezistojnë çdo ngarkese që mund të shfaqet në urë. Ata besojnë se mbështetësit po shtypin mbi urën nga poshtë. Veprimi është gjithmonë i barabartë me kundërshtimin - ata janë të barabartë, të barabartë, dhe për këtë arsye inxhinieri civil llogarit siç është më i përshtatshëm për ta.

Themelet e ndërtesave

Po kështu bëjnë inxhinierët që projektojnë ndërtimin e themeleve... Ata e dinë që toka e zakonshme është e aftë t'i rezistojë gravitetit të një ndërtese me një forcë prej rreth dy deri në tre kilogramë për çdo centimetër katror të themelit. Nën këtë gjendje, veprimi, domethënë ashpërsia e të gjithë ndërtesës dhe reagimi, rezistenca e tokës, ngjeshin themelin nga lart dhe poshtë. Themeli veprohet nga dy forca identike, por të kundërta të drejtuara, siç dëshmohet nga ligji i tretë i Njutonit. Forca të tilla janë të balancuara dhe nuk mund ta lëvizin themelin nga vendi i tij, por ta shtrydhin atë, dhe nëse kufiri i sigurisë së këtij themeli nuk është i mjaftueshëm, ai do të shembet dhe ndërtesa do të shembet.

Parashutist dhe sajë

u hodh nga aeroplani dhe bie poshtë në një kërcim të gjatë. Veprimi në këtë rast është i dukshëm - parashutisti bie. Por ku është përgjigja për të cilën po flet Njutoni? Itsshtë plotësisht e padukshme. Dhe ka shumë shembuj të tillë. Fëmijët, duke u ngjitur në një rrëshqitje dëbore, rrëshqasin nga ajo mbi të sajë, skiatori duke kërcyer nga një trampolinë. Një ortek që ra nga një mal, pikat e shiut bien nga një re - në të gjitha rastet e rënies, përgjigjja është e padukshme, e padukshme. Por kjo nuk do të thotë se nuk ekziston.

Parashutistja bie sepse Ai tërhiqet nga Toka... Por tërheqja është reciproke: Toka tërheq parashutistin në vetvete, dhe parashutistja tërheq Tokën në vetvete. Parashutisti bie në Tokë, dhe Toka "bie" mbi parashutistin. Por masa e parashutistit në krahasim me masën e Tokës është e papërfillshme, dhe për këtë arsye lëvizja e tij është e shpejtë, dhe masa e Tokës është e madhe, dhe lëvizja e saj reciproke dhe kundër është plotësisht e padukshme. E gjithë kjo vlen plotësisht dhe plotësisht për sajë, e cila rrokulliset poshtë kodrës. Lëvizja e sajë është gjithashtu një rënie, por që ndodh vetëm përgjatë një shtegu të prirur.

Ndërveprimi i një shufre hekuri me një magnet

Kjo ide shpjegohet Eksperimenti i Njutonit me një shufër hekuri dhe një magnet duke lundruar me varka. Pastaj Njutoni u bind se nuk është magneti që tërheq hekurin në vetvete, dhe nuk është hekuri që tërhiqet nga magneti, por të dy trupat ndërveprojnë - ata tërhiqen nga njëri -tjetri. V eksperimentet e Njutonit magneti dhe hekuri kishin të njëjtën peshë. Por imagjinoni që për këtë eksperiment ata morën një magnet shumë të madh dhe të rëndë dhe një bllok të vogël hekuri. Në këtë rast, magneti do të lëvizte vetëm pak tek hekuri, dhe shufra e hekurit do të notonte në magnet shumë më shpejt. E njëjta gjë do të ndodhte nëse copa e hekurit do të ishte e madhe dhe magneti i vogël: lëvizja e një objekti të lehtë do të ishte e dukshme dhe vizuale, dhe lëvizja reciproke e një objekti të rëndë do të ishte e padukshme.

Tërheqja e planetëve

E njëjta gjë ndodh me planetët. Tani, nëse ndonjë trup i madh qiellor kalonte pranë Tokës, atëherë pasojat e gravitacionit të tyre të ndërsjellë do të bëheshin të dukshme. Kjo vërehet në realitet. Ndonjëherë e madhe planetet të sistemit diellor - Jupiteri dhe Saturni - janë të vendosur në hapësirë në mënyrë që forca e gravitetit të tyre ta bëjë Tokën të largohet pak nga Dielli, atëherë kohëzgjatja e vitit tonë, domethënë koha, rritet me disa minuta. Pastaj planetët e mëdhenj shkojnë më tej në orbitat e tyre dhe viti ynë shkurtohet përsëri. Kështu, për shembull, 1946 ishte më i shkurtër se 1945 me rreth dhjetë minuta, dhe 1945 ishte më i shkurtër se 1944 me njëmbëdhjetë minuta. Një ndryshim i tillë në gjatësinë e vitit të Tokës sonë, në varësi të pozicionit të planetëve të tjerë të sistemit diellor, zbulon se si vepron ligji i tretë i lëvizjes përtej Tokës - në hapësirën e pakufishme botërore.

Sateliti i Tokës, Hëna, mbahet në orbitën e tij falë, por ajo vetë tërheq Tokën, duke shkaktuar në sipërfaqen e deteve dhe duke ndryshuar pak lëvizjen e Tokës rreth Diellit.

Kërcim me varkë

Njeriu po shkon hidhen nga varka në breg, nuk duhet të harrojmë për ekzistencën e ligjit të tretë të lëvizjes së Njutonit. Veprimi i tij me siguri do të shkaktojë një përgjigje të barabartë dhe të kundërt: në momentin e kërcimit, varka do të lëvizë prapa, dhe një person i pavëmendshëm nuk do të jetë në breg, por në ujë. Isshtë e kotë të qortosh ligjin e tretë të Njutonit - ishte e nevojshme t'u kërkohej atyre që uleshin në barkë të pushonin në fund me një lopatë.

Helikopter fluturues

Në historinë e teknologjisë, një rast regjistrohet kur shpikësit e një mekanizmi të rëndësishëm dhe të dobishëm - një helikopter, duke mos menduar sa duhet për modelin, humbi nga sytë ligjin e tretë të lëvizjes.

Një helikopter, ndryshe nga një aeroplan i zakonshëm, mund të ngrihet në ajër jo me një ngritje, por vertikalisht lart. Forca ngritëse e kësaj makine sigurohet nga një helikë e madhe që rrotullohet në një bosht vertikal. Kur helikopteri i parë testuar në aeroport, ligji i tretë i lëvizjes kujtoi vetveten. Meqenëse helika mbajtëse rrotullohej nga e djathta në të majtë, atëherë për shkak të ligjit të tretë të lëvizjes, trupi i helikopterit filloi të rrotullohej në drejtim të kundërt - nga e majta në të djathtë. Helikopteri doli të ishte një lloj karuseli fluturues, në të cilin asnjë pasagjer i vetëm nuk pranoi të ulej. Ky disavantazh i helikopterit u eliminua nga fakti se dy helikë mbajtës u instaluan në të, duke u rrotulluar në drejtime të ndryshme. Ishte atëherë që lëvizja e pakëndshme e karuselit të makinës u ndal menjëherë, sepse vidhat e saj rrotulloheshin në drejtime të ndryshme, dhe efekti i tyre i dëmshëm u asgjësua reciprokisht, dhe forca ngritëse e drejtuar lart u ruajt. Në helikopterët me një rotor, është instaluar një helikë shtesë drejtuese, e cila kundërshton rrotullimin e bykut.

Si lëviz lundruesi në ujë

Gjithçka duke notuar në ujë dhe mbi ujë: peshq, rosa, kastorë, ngjala, bretkosa, brumbuj noti, (më shumë :) dhe krijesa të tjera ujore, si dhe avullore, varka dhe anije - ecni përpara vetëm sepse janë në bashkëveprim me ujin, gjë që tregohet Njutoni Me Ata e shtyjnë ujin mbrapsht me helika, lopata, pendë, bisht, këmbë, dhe ata vetë, në sajë të veprimit reciprok, notojnë përpara.

Si fluturon gjithçka

Gjithçka fluturon: aeroplanët, helikopterët, zogjtë, fluturat, mushkonjat, lakuriqët e natës, si dhe motorët e dëborës dhe rrëshqitësit - po lëvizin vetëm sepse janë në kontakt me ajrin. Ata e shtyjnë ajrin prapa, dhe ata vetë, në sajë të veprimit reciprok, ecin përpara. Por ajo që i shtyn banorët e tokës që përdorin këmbët dhe rrotat e tyre për të lëvizur mbetet e paqartë.

Si lëvizin makinat dhe trenat

Ata zmbrapsin atë që i mbështet: lokomotiva me avull duke hequr nga binarët, makina dhe kuajt - asfalti i autostradave dhe trotuareve. Hekurudhat dhe sipërfaqet e rrugëve janë të lidhura fort me tokën, prandaj, gjithçka që lëviz në tokë e zmbraps Tokën, dhe globi duhet të kthehet në drejtim të kundërt me lëvizjen e një lokomotive ose makine.

Por ajo arrin në shumë miliarda miliarda ton. Lëvizja e objekteve të parëndësishme në krahasim me Tokën, të tilla si lokomotivat me avull dhe makinat, nuk ndikojnë në shpejtësinë e rrotullimit të planetit tonë. Për më tepër, të gjithë trenat dhe makinat lëvizin në drejtime të ndryshme, dhe kur një tren shkon në të djathtë, disa të tjerë në të njëjtën kohë shkojnë në të majtë. Çdo makinë pas punës kthehet në garazh - nga ku u nis që në mëngjes. Me trafikun e ardhshëm, ndikimi i tij në Tokë asgjësohet reciprokisht.

Karroca lëvizëse mbi shina

Le ta imagjinojmë atë një karrocë e gjatë dhe e lehtë qëndron mbi shina... Akset e saj rrotullohen në kushineta me top. Kushinetat janë lubrifikuar mirë në mënyrë që karroca të rrotullohet nga njëri skaj i binarëve në tjetrin me pothuajse asnjë fërkim. Në këtë karrocë, në një skaj të saj, është një burrë. Le t'i kërkojmë këtij personi të vrapojë përgjatë karrocës në skajin tjetër të saj. Dhe sapo personi të vrapojë, karroca gjithashtu do të fillojë të lëvizë: do të rrokulliset në drejtim të kundërt me lëvizjen e personit. Burri do të ndalet - dhe karroca do të ndalet. Burri do të kthehet prapa - dhe karroca do të rrokulliset në drejtimin tjetër. Lëvizja e një personi në një drejtim bën që karroca të lëvizë në drejtim të kundërt. Veprimi shkakton një përgjigje, dhe ato janë të barabarta me njëra -tjetrën: nëse karroca ka të njëjtën masë si një person, atëherë në lidhje me tokën ajo do të rrokulliset anash aq sa lëviz personi.

Ketri në një rrotë

Që nga kohra të lashta, njerëzit kanë dalë me një lodër që tregon ligjin e ndërveprimit - ligji i tretë i Njutonit - në një mënyrë të thjeshtë dhe bindëse. Ndodh që gjuetarët sjellin ketrat e vegjël në shtëpi për argëtim. Ketrat rriten, mësohen me njerëzit dhe jetën në robëri, bëhen të zbutur. Por megjithatë, është e vështirë për ta të jetojnë në shtëpi të ngushta. Në pyll, ketri është në lëvizje gjatë gjithë ditës: nga dega në degë, nga pema në pemë, por në shtëpi nuk ka ku të kthehet. Dhe kështu, ndoshta një mijë vjet më parë, njerëzit shpikën "edukimin fizik" për ketrat - një rrotë e bërë si daulle në mënyrë që ketri të vraponte brenda kësaj rrote. Ketri pranohet në timon, dhe ajo fillon të vrapojë, dhe rrota fillon të kthehet në drejtim të kundërt dhe kthehet për aq kohë sa ketri vrapon në të. Sigurisht, rrota e ketrit duhet të ndalet herë pas here dhe kafsha të lirohet në mënyrë që t'i japë pushim dhe të hajë. Ketrat janë budallenj - ata mund të vrapojnë me rrota deri në rraskapitje. Rrota e ketrit është një dëshmi e mrekullueshme dhe vizuale e saktësisë së ligjit të tretë të lëvizjes. Ndërveprimi i dy trupave çon në faktin se të dy trupat - ketri dhe rrota - lëvizin. Në këtë rast, veprimi dhe përgjigja (reagimi) shkaktojnë lëvizje të dukshme. Si veprimi ashtu edhe përgjigja janë të barabarta: kur ketri vrapon me qetësi, rrota rrotullohet ngadalë, dhe kur ketri përshpejton vrapimin e tij, rrota fillon të rrotullohet më shpejt. Si veprimi ashtu edhe përgjigja janë të kundërta: ketri vrapon në një drejtim dhe rrota rrotullohet në tjetrin.

Duke ecur lart në shtyllë

Sinjalizuesit dhe elektricistë të cilët shpesh duhet të ngjiten në telegraf shtylla, mbani me vete një pajisje shumë të thjeshtë të quajtur "macet". "Macet" janë dy harqe hekuri me dhëmbë të mprehtë dhe një platformë për këmbët; ato janë të formësuara si drapër ose brirë të mëdhenj të një brumbulli.

Sinjalizuesi i vë "ngërçet" në këmbë dhe, duke hobbling, sepse është shumë e papërshtatshme të lëvizësh në tokë në "crampons", i afrohet shtyllës. Këtu ai mbulon një shtyllë me një "mace", gjembat e saj të prerë në dru ose beton. Sinjalizuesi, duke u mbajtur në shtyllë me duart e tij, transferon të gjithë peshën e trupit të tij në "mace" dhe në të njëjtën kohë hedh "mace" të dytë në mënyrë që të ngjitet më lart se e para. Pastaj ai transferon peshën e trupit në "mace" të dytë, dhe rirregullon të parën edhe më të lartë. Kështu ai "ecën" në një shtyllë vertikale të lëmuar, si një shkallë. Dhëmbët e mprehtë të "maceve" i japin sinjalizuesit një ndërveprim të besueshëm me shtyllën - ata i japin këmbës një mbështetje të mirë. Nuk do të kishte ndërveprim me postën - dhe sinjalizuesi nuk mund të ngjitej mbi të, kjo është pikërisht ajo që Njutoni pasqyroi në ligjin e tij.

Ndërveprimi me tokën

Me një fjalë, gjithçka që vrapon, zvarritet, kërcen, ecën, fluturon, noton, ngjitet, mund të lëvizë vetëm sepse është në ndërveprimi me tokën, ujë, ajër, binarë, trungje pemësh, shtylla, litarë ose vreshta në pyllin e shiut. Në të gjitha rastet, pa asnjë përjashtim, veprimi i një objekti takon gjithmonë një përgjigje (reagim) të barabartë dhe të kundërt të drejtuar nga objekte të tjera përreth. Fjala "reagim", e përdorur nga Njutoni, nuk ka nevojë të merret fjalë për fjalë - veprimi i përgjigjes që i bëhet një objekti lëvizës nuk e pengon aspak atë, nuk vepron në kundërshtim ose në kundërshtim me të, por, përkundrazi, është ajo që ndihmon, promovon lëvizjen e saj. Thjesht shfaqet forcë kundër e kundërt me forcën e veprimit... Duhet të theksohet se veprimi dhe përgjigja në të gjitha rastet zbatohen për objekte të ndryshme: veprim - në tokë, ujë, ajër, "Në këmbë" në një shtyllë, binarë, litarë, shtylla, në asfaltin e një autostrade, etj. , dhe një përgjigje - për këmbët, putrat, rrotat, thundrat, vemjet, krahët, pendët, helikat e avullit, helikët e aeroplanëve dhe "macet" e sinjalizuesve ... Përfundimi është disi befasues. Rezulton se ne po lëvizim jo aq shumë për shkak të veprimit tonë, por për shkak të një veprimi reciprok. Kur ecim, përpjekjet e këmbëve tona kanë për qëllim shtyrjen e tokës, dhe ne ecim, ne ecim përpara vetëm sepse toka na shtyn. Ndoshta ky përfundim do të duket i çuditshëm, por është kështu. V

Isaac Newton (1642-1727) mblodhi dhe botoi ligjet themelore të mekanikës klasike në 1687. Tre ligje të famshme u përfshinë në një vepër të quajtur "Parimet matematikore të filozofisë natyrore".

Për një kohë të gjatë kjo botë ishte e mbuluar me errësirë të thellë
Le të ketë dritë, dhe pastaj u shfaq Njutoni.

(Epigram i shekullit të 18 -të)

Por Satani nuk priti gjatë për hakmarrje -
Ajnshtajni erdhi dhe gjithçka u bë si më parë.

(Epigrami i shekullit të 20 -të)

Çfarë ndodhi kur erdhi Ajnshtajni, lexoni në një artikull të veçantë për dinamikën relativiste. Ndërkohë, ne do të japim formulimet dhe shembujt e zgjidhjes së problemeve për secilin ligj të Njutonit.

Ligji i parë i Njutonit

Ligji i parë i Njutonit thotë:

Ekzistojnë korniza të tilla referimi, të quajtura ato inerciale, në të cilat trupat lëvizin në mënyrë të njëtrajtshme dhe drejtvizore nëse nuk veprojnë nga ndonjë forcë ose veprimi i forcave të tjera kompensohet.

E thënë thjesht, thelbi i ligjit të parë të Njutonit mund të formulohet si më poshtë: nëse e shtyjmë karrocën në një rrugë absolutisht të sheshtë dhe imagjinojmë se mund të neglizhojmë forcat e fërkimit të rrotave dhe rezistencën e ajrit, atëherë ai do të rrokulliset me të njëjtën shpejtësi për një kohë pafundësisht të gjatë.

Inercia- Kjo është aftësia e trupit për të ruajtur shpejtësinë si në drejtim ashtu edhe në madhësi, në mungesë të ndikimeve në trup. Ligji i parë i Njutonit quhet edhe ligji i inercisë.

Para Njutonit, ligji i inercisë u formulua në një formë më pak të qartë nga Galileo Galilei. Shkencëtari e quajti inercinë "një lëvizje të pashmangshme të shtypur". Ligji i inercisë i Galileos thotë: në mungesë të forcave të jashtme, trupi ose pushon ose lëviz në mënyrë të njëtrajtshme. Merita e madhe e Njutonit është se ai ishte në gjendje të kombinonte parimin e relativitetit të Galileos, veprat e tij dhe punën e shkencëtarëve të tjerë në "Parimet matematikore të filozofisë natyrore".

Isshtë e qartë se sisteme të tilla, ku karroca u shty dhe u rrokullis pa veprimin e forcave të jashtme, në fakt, nuk ekzistojnë. Forcat veprojnë gjithmonë mbi trupat, dhe është pothuajse e pamundur të kompensohet efekti i këtyre forcave.

Për shembull, gjithçka në Tokë është në një fushë graviteti konstante. Kur lëvizim (nuk ka rëndësi nëse ecim, ngasim makinë apo biçikletë), duhet të kapërcejmë shumë forca: fërkime të rrotullimit dhe fërkime rrëshqitëse, graviteti, forca Coriolis.

Ligji i dytë i Njutonit

E mbani mend shembullin e karrocës? Në këtë moment ne i jemi bashkangjitur asaj forca! Në mënyrë intuitive, karroca do të rrokulliset dhe do të ndalet së shpejti. Kjo do të thotë që shpejtësia e tij do të ndryshojë.

Në botën reale, shpejtësia e trupit më shpesh ndryshon, në vend që të mbetet konstante. Me fjalë të tjera, trupi po lëviz me nxitim. Nëse shpejtësia rritet ose zvogëlohet në mënyrë të njëtrajtshme, atëherë ata thonë se lëvizja është e përshpejtuar në mënyrë uniforme.

Nëse pianoja bie nga çatia e shtëpisë poshtë, atëherë ajo lëviz në mënyrë uniforme nën ndikimin e nxitimit të vazhdueshëm gravitacional g... Për më tepër, çdo objekt i hedhur nga një dritare në planetin tonë nga një hark do të lëvizë me të njëjtin përshpejtim të gravitetit.

Ligji i dytë i Njutonit krijon një lidhje midis masës, nxitimit dhe forcës që vepron në një trup. Këtu është formulimi i ligjit të dytë të Njutonit:

Përshpejtimi i një trupi (pika materiale) në një kornizë referimi inerciale është drejtpërdrejt proporcionale me forcën e aplikuar ndaj tij dhe anasjelltas proporcionale me masën e tij.

Nëse disa forca veprojnë në trup menjëherë, atëherë rezultati i të gjitha forcave zëvendësohet në këtë formulë, domethënë shumën e tyre vektoriale.

Në këtë formulim, ligji i dytë i Njutonit është i zbatueshëm vetëm për lëvizjen me një shpejtësi shumë më të vogël se shpejtësia e dritës.

Ekziston një formulim më universal i këtij ligji, e ashtuquajtura formë diferenciale.

Në çdo periudhë pafundësisht të vogël kohore dt forca që vepron në trup është e barabartë me derivatin kohor të vrullit të trupit.

Cili është ligji i tretë i Njutonit? Ky ligj përshkruan ndërveprimin e trupave.

3 Ligji i Njutonit na thotë se ka një reagim ndaj çdo veprimi. Për më tepër, në kuptimin e mirëfilltë:

Dy trupa veprojnë mbi njëri -tjetrin me forca të kundërta në drejtim, por të barabarta në madhësi.

Formula që shpreh ligjin e tretë të Njutonit:

Me fjalë të tjera, ligji i tretë i Njutonit është ligji i veprimit dhe reagimit.

Një shembull i një problemi në ligjet e Njutonit

Këtu është një problem tipik i ligjit Njutonian. Në zgjidhjen e tij, përdoren ligjet e para dhe të dyta të Njutonit.

Parashutisti hapi parashutën e tij dhe zbret me një shpejtësi konstante. Cila është forca e rezistencës së ajrit? Pesha e parashutistit është 100 kilogramë.

Zgjidhja:

Lëvizja e parashutistit është uniforme dhe e drejtpërdrejtë, prandaj, sipas Ligji i parë i Njutonit, veprimi i forcave mbi të kompensohet.

Forca e gravitetit dhe forca e rezistencës së ajrit veprojnë mbi parashutistin. Forcat drejtohen në drejtime të kundërta.

Sipas ligjit të dytë të Njutonit, forca e gravitetit është e barabartë me nxitimin e gravitetit të shumëzuar me masën e parashutistit.

Përgjigje: Forca e rezistencës së ajrit është e barabartë me forcën e gravitetit në modul dhe drejtohet në mënyrë të kundërt.

Meqe ra fjala! Për lexuesit tanë, tani ka një zbritje prej 10% në

Dhe këtu është një tjetër problem fizik për të kuptuar veprimin e ligjit të tretë të Njutonit.

Mushkonja godet xhamin e përparmë të makinës. Krahasoni forcat që veprojnë në makinë dhe mushkonja.

Zgjidhja:

Sipas ligjit të tretë të Njutonit, forcat me të cilat trupat veprojnë mbi njëri -tjetrin janë të barabarta në madhësi dhe të kundërta në drejtim. Forca me të cilën mushkonja vepron në makinë është e barabartë me forcën me të cilën makina vepron mbi mushkonjat.

Një gjë tjetër është se efekti i këtyre forcave në trupa është shumë i ndryshëm për shkak të ndryshimit në masa dhe nxitime.

Isaac Newton: mite dhe fakte nga jeta

Në kohën e botimit të veprës së tij kryesore, Njutoni ishte 45 vjeç. Gjatë jetës së tij të gjatë, shkencëtari dha një kontribut të madh në shkencë, duke vendosur themelet e fizikës moderne dhe duke përcaktuar zhvillimin e saj për vitet në vazhdim.

Ai ishte i angazhuar jo vetëm në mekanikë, por edhe në optikë, kimi dhe shkenca të tjera, vizatoi mirë dhe shkroi poezi. Nuk është për t'u habitur, personaliteti i Njutonit është i rrethuar nga shumë legjenda.

Më poshtë janë disa fakte dhe mite nga jeta e I. Njutonit. Le të sqarojmë menjëherë se një mit nuk është informacion i besueshëm. Sidoqoftë, ne pranojmë se mitet dhe legjendat nuk shfaqen më vete dhe disa nga sa më sipër mund të dalin të vërteta.

Fakt. Isaac Newton ishte një person shumë i përulur dhe i trembur. Ai e përjetësoi veten falë zbulimeve të tij, por ai vetë kurrë nuk aspiroi famën dhe madje u përpoq ta shmangte atë.
Miti. Ekziston një legjendë sipas së cilës agoi mbi Njutonin kur një mollë ra mbi të në kopsht. Ishte koha e epidemisë së murtajës (1665-1667), dhe shkencëtari u detyrua të largohej nga Kembrixh, ku punonte vazhdimisht. Nuk dihet saktësisht nëse rënia e mollës ishte një ngjarje kaq fatale për shkencën, pasi përmendjet e para për këtë shfaqen vetëm në biografitë e shkencëtarit pas vdekjes së tij, dhe të dhënat e biografëve të ndryshëm ndryshojnë.
Fakt. Njutoni studioi dhe më pas punoi shumë në Kembrixh. Në detyrë, ai duhej t'i mësonte studentët për disa orë në javë. Përkundër meritave të njohura të shkencëtarit, klasat e Njutonit u ndoqën dobët. Ndodhi që askush nuk erdhi fare në ligjëratat e tij. Me shumë mundësi, kjo është për shkak të faktit se shkencëtari u zhyt plotësisht në kërkimet e tij.
Miti. Në 1689, Njutoni u zgjodh Anëtar i Parlamentit të Kembrixhit. Sipas legjendës, në më shumë se një vit ulje në parlament, shkencëtari, i zhytur përgjithmonë në mendimet e tij, mori fjalën për të folur vetëm një herë. Ai kërkoi të mbyllte dritaren, pasi kishte një draft.
Fakt. Nuk dihet se si do të ishte zhvilluar fati i shkencëtarit dhe i të gjithë shkencës moderne nëse ai do t'i bindej nënës së tij dhe do të fillonte të merrej me bujqësi në fermën e familjes. Vetëm falë bindjes së mësuesve dhe xhaxhait të tij, Isaku i ri shkoi për të studiuar më tej në vend që të mbillte panxhar, të shpërndante pleh në fusha dhe të pinte në baret lokale në mbrëmje.

Të dashur miq, mbani mend - çdo problem mund të zgjidhet! Nëse keni probleme me zgjidhjen e një problemi të fizikës, hidhini një sy formulave themelore të fizikës. Ndoshta përgjigja është para syve tuaj, dhe ju vetëm duhet ta merrni parasysh. Epo, nëse nuk ka absolutisht kohë për studime të pavarura, një shërbim i specializuar studentor është gjithmonë në shërbimin tuaj!

Në fund, ne sugjerojmë të shikoni një video tutorial me temën "Ligjet e Njutonit".

Në këtë pjesë, ne do të shqyrtojmë ligjin e tretë të Njutonit, do të japim shpjegime të hollësishme, do të njihemi me koncepte të rëndësishme dhe do të nxjerrim një formulë. Ne do të "hollojmë" teorinë e thatë me shembuj dhe diagrame që do të lehtësojnë asimilimin e temës.

Në njërin nga pjesët e mëparshme, ne bëmë eksperimente për të matur përshpejtimet e dy trupave pas ndërveprimit të tyre dhe morëm rezultatin e mëposhtëm: masat e trupave që ndërveprojnë me njëri -tjetrin lidhen në mënyrë të kundërt me vlerat numerike të nxitimeve. Kështu u prezantua koncepti i peshës trupore.

m 1 m 2 = - a 2 a 1 ose m 1 a 1 = - m 2 a 2

Formulimi i ligjit të tretë të Njutonit

Nëse i jepni këtij raporti një formë vektoriale, ju merrni:

m 1 a 1 → = - m 2 a 2

Shenja minus u shfaq në formulë për një arsye. Ajo tregon se nxitimet e dy trupave që kanë hyrë në ndërveprim drejtohen gjithmonë në drejtime të kundërta.

Faktorët që përcaktojnë pamjen e nxitimit, sipas ligjit të dytë të Njutonit, janë forcat F 1 → = m 1 a 1 → dhe F 2 → = m 2 a 2 →, të cilat lindin gjatë bashkëveprimit të trupave.

Prandaj:

F 1 → = - F 2

Kështu morëm formulën për ligjin e tretë të Njutonit.

Përkufizimi 1

Forcat me të cilat trupat ndërveprojnë me njëri -tjetrin janë të barabarta në madhësi dhe të kundërta në drejtim.

Natyra e forcave që lindin gjatë bashkëveprimit të trupave është e njëjtë. Këto forca aplikohen në trupa të ndryshëm, prandaj ato nuk mund të balancojnë njëra -tjetrën. Sipas rregullave të shtimit të vektorit, ne mund të shtojmë vetëm ato forca që zbatohen në një trup.

Shembulli 1

Ngarkuesi ndikon në një ngarkesë të caktuar me të njëjtin modul force me të cilin kjo ngarkesë ndikon në ngarkuesin. Forcat drejtohen në drejtime të kundërta. Natyra e tyre fizike është e njëjtë: forcat elastike të litarit. Përshpejtimi që i jepet secilit prej trupave nga shembulli është në përpjesëtim të kundërt me masën e trupave.

Ne e kemi ilustruar këtë shembull të zbatimit të ligjit të tretë të Njutonit me një vizatim.

Figura 1 nëntë 1 Ligji i tretë i Njutonit

F 1 → = - F 2 → a 1 → = - m 2 m 1 a 2

Forcat që veprojnë në trup mund të jenë të jashtme dhe të brendshme. Le të prezantojmë përkufizimet e nevojshme për njohjen me temën e ligjit të tretë të Njutonit.

Përkufizimi 2

Forcat e brendshme Janë forca që veprojnë në pjesë të ndryshme të të njëjtit trup.

Nëse marrim parasysh një trup në lëvizje në tërësi, atëherë përshpejtimi i këtij trupi do të përcaktohet vetëm nga një forcë e jashtme. Forcat e brendshme nuk konsiderohen nga ligji i dytë i Njutonit, pasi shuma e vektorëve të tyre është zero.

Shembulli 2

Supozoni se kemi dy trupa me masa m 1 dhe m 2. Këta trupa janë të lidhur ngushtë me njëri -tjetrin nga një fije që nuk ka peshë dhe nuk shtrihet. Të dy trupat lëvizin me të njëjtin nxitim a → nën ndikimin e ndonjë force të jashtme F. Këta dy trupa lëvizin në tërësi.

Forcat e brendshme që veprojnë midis trupave i binden ligjit të tretë të Njutonit: F 2 → = - F 1.

Lëvizja e secilit prej trupave në bashkim varet nga forcat e ndërveprimit midis këtyre trupave. Nëse zbatojmë ligjin e dytë të Njutonit për secilin prej këtyre trupave veç e veç, atëherë marrim: m 1 a 1 → = F 1 →, m 2 a 1 → = F 2 → + F.

PEFRCAKTIMI

Formulimi i ligjit të tretë të Njutonit... Dy trupa veprojnë mbi njëri -tjetrin me madhësi të barabartë dhe të kundërt në drejtim. Këto forca kanë të njëjtën natyrë fizike dhe drejtohen përgjatë vijës së drejtë që lidh pikat e tyre të aplikimit.

Përshkrimi i ligjit të tretë të Njutonit

Për shembull, një libër i shtrirë në një tryezë vepron në tryezë me një forcë drejtpërdrejt proporcionale me të vetin dhe i drejtuar vertikalisht poshtë. Sipas ligjit të tretë të Njutonit, tabela në të njëjtën kohë vepron mbi librin me absolutisht të njëjtën forcë, por të drejtuar jo poshtë, por lart.

Kur një mollë bie nga një pemë, kjo Tokë vepron mbi mollën me forcën e tërheqjes së saj gravitacionale (si rezultat i së cilës molla lëviz në mënyrë të njëtrajtshme në sipërfaqen e Tokës), por në të njëjtën kohë molla tërheq edhe Tokën për veten me të njëjtën forcë. Dhe fakti që na duket se është molla që bie në Tokë, dhe jo anasjelltas, është një pasojë. Masa e një molle në krahasim me masën e Tokës është e vogël deri në pikën e pakrahasueshmërisë, prandaj është molla që bie në sy në sytë e vëzhguesit. Masa e Tokës, në krahasim me masën e një molle, është e madhe, kështu që përshpejtimi i saj është praktikisht i padukshëm.

Po kështu, nëse e godasim topin, topi na godet prapa. Një gjë tjetër është se topi ka një masë shumë më të ulët se trupi i njeriut, dhe për këtë arsye efekti i tij praktikisht nuk ndihet. Sidoqoftë, nëse godisni një top të rëndë hekuri, përgjigja ndihet mirë. Në fakt, çdo ditë ne "godasim" shumë herë një top shumë, shumë të rëndë - planetin tonë. Ne e shtyjmë atë në çdo hap, vetëm në të njëjtën kohë nuk është ajo që fluturon larg, por ne. Dhe e gjitha sepse planeti është miliona herë më i madh se ne në masë.

Kështu, ligji i tretë i Njutonit thotë se forcat, si masa të ndërveprimit, lindin gjithmonë në çifte. Këto forca nuk janë të balancuara, pasi ato zbatohen gjithmonë në trupa të ndryshëm.

Ligji i tretë i Njutonit përmbushet vetëm dhe është i vlefshëm për forcat e çdo natyre.

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

SHEMBULL 1

Ushtrimi

Ka një ngarkesë që peshon 20 kg në dyshemenë e ashensorit. Ashensori lëviz me një nxitim lart m / s. Përcaktoni forcën me të cilën ngarkesa do të veprojë në dyshemenë e ashensorit.

Zgjidhja

Le të bëjmë një vizatim

Ngarkesa në ashensor ndikohet nga forca e gravitetit dhe forca e reagimit të mbështetësit.

Sipas ligjit të dytë të Njutonit:

Le të drejtojmë boshtin koordinativ siç tregohet në figurë dhe ta shkruajmë këtë barazi vektoriale në projeksione mbi boshtin koordinativ:

nga vjen forca e reagimit të mbështetësit:

Ngarkesa do të veprojë në dyshemenë e ashensorit me një forcë të barabartë me peshën e saj. Sipas ligjit të tretë të Njutonit, kjo forcë është e barabartë në madhësi me forcën me të cilën dyshemeja e ngritësit vepron mbi ngarkesën, d.m.th. forca e reagimit mbështetës:

Nxitimi i rënies së lirë m / s

Duke zëvendësuar vlerat numerike të madhësive fizike në formulë, ne llogarisim:

Pergjigju

Ngarkesa do të veprojë në dyshemenë e ashensorit me një forcë prej 236 N.

SHEMBULL 2

Ushtrimi

Krahasoni modulet e nxitimit të dy topave me të njëjtën rreze gjatë ndërveprimit, nëse topi i parë është bërë prej çeliku, dhe i dyti është bërë nga plumbi.

Zgjidhja

Le të bëjmë një vizatim

Forca e ndikimit me të cilën topi i dytë vepron në të parën:

dhe forca e goditjes me të cilën topi i parë vepron në të dytin:

Sipas ligjit të tretë të Njutonit, këto forca janë të kundërta në drejtim dhe të barabarta në madhësi, kështu që ju mund të shkruani.

Tre Ligjet e Sir Isaac Newton përshkruajnë lëvizjen e trupave masiv dhe mënyrën se si ato ndërveprojnë.

Ndërsa ligjet e Njutonit mund të na duken të dukshme sot, mbi tre shekuj më parë ato u konsideruan revolucionare.

Përmbajtja:

Njutoni është ndoshta më i njohur për punën e tij në gravitetin dhe lëvizjen planetare. I thirrur nga astronomi Edmond Halley pasi pranoi se kishte humbur provat e orbitave eliptike disa vjet më parë, Njutoni botoi ligjet e tij në 1687 në veprën e tij origjinale Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Parimet Matematike të Filozofisë Natyrore), në të cilat ai zyrtarizoi një përshkrim të se si trupat masiv lëvizin nën ndikimin e forcave të jashtme.

Duke formuluar tre ligjet e tij, Njutoni thjeshtoi referencën ndaj trupave masivë, duke i konsideruar ato si pika matematikore pa madhësi ose rrotullim. Kjo i lejoi atij të injorojë faktorë të tillë si fërkimi, rezistenca e ajrit, temperatura, vetitë e materialit, etj. Dhe të përqëndrohet në fenomene që mund të përshkruhen vetëm në aspektin e masës, gjatësisë dhe kohës. Rrjedhimisht, tre ligjet nuk mund të përdoren për të përshkruar saktësinë e sjelljes së objekteve të mëdha të ngurta ose të deformueshme. Megjithatë, në shumë raste ato japin përafrime të përshtatshme të sakta.

Ligjet e Njutonit

Ligjet e Njutonit i referohen lëvizjes së trupave masivë në një kornizë inerciale të referencës, nganjëherë të quajtur korniza e referencës Njutoniane, megjithëse vetë Njutoni nuk e përshkroi kurrë një kornizë të tillë. Një kornizë inerciale e referencës mund të përshkruhet si një sistem koordinativ tre-dimensional që është ose i palëvizshëm ose uniformisht linear, domethënë nuk përshpejton dhe nuk rrotullohet. Ai zbuloi se lëvizja në një kornizë të tillë referimi inerciale mund të përshkruhet me tre ligje të thjeshta.

Ligji i parë i lëvizjes i Njutonit

Lexon: Nëse forcat nuk veprojnë në trup ose veprimi i tyre kompensohet, atëherë ky trup është në gjendje pushimi ose lëvizje uniforme drejtvizore. Thjesht do të thotë që gjërat nuk mund të fillojnë, ndalojnë ose ndryshojnë drejtimin më vete.

Duhet një forcë që vepron mbi ta nga jashtë për të sjellë një ndryshim të tillë. Kjo veti e trupave masivë për t'i rezistuar ndryshimeve në lëvizjen e tyre nganjëherë quhet inerci.

Në fizikën moderne, ligji i parë i Njutonit zakonisht formulohet si më poshtë:

Ekzistojnë korniza të tilla referimi, të quajtura inerciale, në lidhje me të cilat pikat materiale, kur asnjë forcë nuk vepron mbi to (ose forcat janë të balancuara reciprokisht), janë në qetësi ose në lëvizje drejtvizore uniforme.

Ligji i dytë i lëvizjes i Njutonit

Përshkruan atë që ndodh me një trup masiv kur ai vepron nga një forcë e jashtme. Thuhet: Forca që vepron në një objekt është e barabartë me masën e këtij objekti të nxitimit të tij. Isshtë shkruar në formë matematikore si F = ma, ku F është forcë, m është masë dhe a është nxitim. Shkronjat e guximshme tregojnë se forca dhe nxitimi janë madhësi vektoriale, që do të thotë se ato kanë madhësi dhe drejtim. Forca mund të jetë një forcë, ose mund të jetë shuma vektoriale e më shumë se një force, e cila është forcë e pastër pasi të gjitha forcat të kombinohen.

Kur një forcë konstante vepron në një trup masiv, e bën atë të përshpejtohet, domethënë të ndryshojë shpejtësinë e tij me një shpejtësi konstante. Në rastin më të thjeshtë, një forcë e aplikuar në një objekt të palëvizshëm e bën atë të përshpejtohet në drejtim të forcës. Sidoqoftë, nëse një objekt është tashmë në lëvizje, ose nëse kjo situatë shikohet nga një kuadër referimi lëvizës, ai trup mund të duket se po përshpejton, ngadalëson ose ndryshon drejtimin në varësi të drejtimit të forcës dhe drejtimeve në të cilat objekti dhe korniza lëvizin në raport me njëra -tjetrën.

Në fizikën moderne, ligji i dytë i Njutonit zakonisht formulohet si më poshtë:

Në kuadrin inercial të referencës, nxitimi që merr një pikë materiale me masë konstante është drejtpërdrejt proporcional me rezultatin e të gjitha forcave të aplikuara ndaj tij dhe në përpjesëtim të kundërt me masën e tij.

Me një zgjedhje të përshtatshme të njësive të matjes, ky ligj mund të shkruhet në formën e formulës:

Ligji i tretë i lëvizjes i Njutonit

Lexon: Për çdo veprim ka një reagim të barabartë. Ky ligj përshkruan atë që i ndodh një trupi kur ushtron forcë mbi një trup tjetër. Forcat takohen gjithmonë në çifte, kështu që kur një trup shtyn një tjetër, trupi tjetër shtyhet po aq fort. Për shembull, kur shtyni një karrocë, karroca largohet nga ju; kur e tërhiqni litarin, litari anon mbrapsht drejt jush; kur graviteti ju tërheq drejt tokës, toka ju shtyn dhe kur raketa ndez karburantin e saj pas saj, gazi i shkarkimit që zgjerohet shtyhet mbi raketë, duke e bërë atë të përshpejtojë.

Nëse një objekt është shumë, shumë më masiv se tjetri, veçanërisht në rastin kur objekti i parë është i lidhur me Tokën, pothuajse i gjithë nxitimi transferohet në objektin e dytë dhe nxitimi i objektit të parë mund të injorohet në mënyrë të sigurt . Për shembull, nëse e hidhni topin në perëndim, nuk do të keni nevojë të supozoni se në fakt e keni bërë Tokën të rrotullohet më shpejt ndërsa topi ishte në ajër. Sidoqoftë, nëse jeni në rrotulla dhe keni hedhur një top bowling, do të filloni të lëvizni prapa me një shpejtësi të dukshme.

Në fizikën moderne, ligji i tretë i Njutonit zakonisht formulohet si më poshtë:

Pikat materiale ndërveprojnë me njëra -tjetrën nga forcat e së njëjtës natyrë, të drejtuara përgjatë vijës së drejtë që lidh këto pika, të barabarta në madhësi dhe të kundërta në drejtim:

Të tre ligjet janë testuar nga eksperimente të panumërta gjatë tre shekujve të fundit, dhe ato ende përdoren gjerësisht për të përshkruar llojet e objekteve dhe shpejtësitë që hasim në jetën e përditshme. Ato formojnë bazën e asaj që tani njihet si mekanikë klasike, përkatësisht studimit të objekteve masive që janë më të mëdha se peshoret shumë të vogla të konsideruara nga mekanika kuantike dhe që lëvizin më ngadalë se shpejtësitë shumë të larta, mekanika relativiste.

5,00 / 3

shtepi →zonjë →Shembuj të zbatimit të ligjit të tretë të Njutonit. Shembuj të Ligjit të Tretë të Njutonit Përvoja e Ligjit të Tretë të Njutonit →

Artikujt e lidhur: