Legile lui Newton
În lumea de astăzi a tehnologiei electronice se dezvoltă de furtunos. În fiecare zi există ceva nou, și este nu numai mici îmbunătățiri în modelele existente, dar, de asemenea, rezultatele aplicării tehnologiilor inovatoare pentru a îmbunătăți performanța uneori.
Nu departe în spatele electronice și industria de luare de instrumente - de fapt, pentru a dezvolta și lansa noi dispozitive de piață, acestea trebuie să fie testate temeinic, atât în etapa de proiectare și de dezvoltare, precum și în faza de producție. Există o nouă tehnologie de măsurare și de noi metode de măsurare și, în consecință - noul set de termeni și concepte.
Pentru cei care se confruntă adesea cu abrevieri de neînțeles, acronime și termeni și ar dori o înțelegere mai profundă a sensului lor, iar acest lucru se îndreaptă.
Prima lege a lui Newton
Legile lui Newton - cele trei legi care stau la baza mecanicii clasice și ne permit să scrie ecuația de mișcare pentru orice sistem mecanic, dacă știm puterea de interacțiune organelor sale constitutive. Formulată pentru prima dată pe deplin Isaakom Nyutonom în cartea „Principiile matematice ale filozofiei naturale“ (1687)
Prima lege a lui Newton postulează existența unor sisteme de referință inerțiale. Prin urmare, este, de asemenea, cunoscut ca legea de inerție. Inerția - fenomenul vitezei corpului de conservare (atât în mărime și direcție), atunci când organismul nu este acționat de nici o forță. Pentru a schimba viteza a corpului, este necesar să se acționeze cu o anumită forță. Desigur, rezultatul unor forțe egale pe diferite magnitudine corpului vor fi diferite. Astfel, se spune că corpurile au inerție. Inerția - o proprietate a corpurilor rezista schimba viteza lor. inerție magnitudine Caracterizat de masă corporală.
Formularea modernă
În fizica modernă, prima lege a lui Newton pentru a formula adoptată după cum urmează:
Există sistem de referință, numit inerțială, în raport cu care un punct material în absența unor influențe externe, își păstrează amploarea și direcția vitezei sale pe termen nelimitat.
Legea este de asemenea adevărat într-o situație în care sunt prezente influențe externe, dar se anulează reciproc (acest lucru rezultă din legea lui Newton doilea, deoarece forțele compensate raportat numărul total de accelerare a corpului zero).
formularea istorică
Newton, în cartea sa „Principiile matematice ale filozofiei naturale“, a formulat prima lege a mecanicii în forma următoare:
Fiecare organism continuă într-o stare de repaus sau de mișcare uniformă, și atâta timp cât este obligat să schimbe că forțele de stat.
Din punct de vedere actual, formularea este nesatisfăcătoare. În primul rând, termenul „corpul“ trebuie înlocuit cu termenul „punctului material“, ca un corp de mărime finită în absența unor forțe externe și poate face o mișcare de rotație. În al doilea rând, și cel mai important, Newton în lucrarea sa bazat pe existența unui cadru fix de referință absolut, adică, spațiul absolut și timpul, și este o idee respinsă de fizica modernă. Pe de altă parte, într-un mod arbitrar (de exemplu, prin rotație) legea cadru de referință inerțial este incorectă. Prin urmare, formularea lui Newton trebuie să fie clarificat.
A doua lege a lui Newton
A doua lege a lui Newton - legea mișcării diferențiale, care descrie relația dintre forța aplicată la punctul de material și să beneficieze de această accelerare a acestui punct. De fapt, a doua lege a lui Newton introduce masa ca o măsură a inerției punctelor de manifestare materiale în sistemul selectat de referință inerțial (ISO).
Masa unui punct material în acest caz, se presupune o valoare constantă în timp și independent de orice caracteristici ale mișcării și interacțiunea cu alte organisme.
Formularea modernă
Într-un sistem inerțial de accelerare de referință, care primește punctul material cu o masă constantă este direct proporțională cu rezultanta tuturor forțelor aplicate ei și invers proporțională cu masa sa.
Cu o alegere adecvată a unităților, această lege poate fi scris ca o formulă:
în cazul în care - accelerarea punctului material;
- forța aplicată punctului material;
- masa punctului material.
A doua lege a lui Newton poate fi formulată într-o formă echivalentă folosind puls concepte:
Cadrul inerțial al impulsului unei schimbări punct de viteză material este egală cu rezultanta tuturor forțelor externe aplicate la aceasta.
în cazul în care - punctul de impuls - viteza sa, și - timp. Într-o astfel de formulare, ca și în cel precedent, se crede că masa unui punct material în timp invariabilă
Uneori, încercările de a extinde domeniul de aplicare a ecuațiilor în cazul corpurilor cu masă variabilă. Cu toate acestea, cu o astfel de interpretare largă a ecuației au modificat în mod semnificativ definițiile acceptate anterior și modifica sensul acestor concepte de bază ca punct de material, iar pulsul putere.
Atunci când mai multe forțe care acționează punct material, ținând cont de principiul superpoziției legii a doua a lui Newton poate fi scrisă ca:
sau, în cazul în care forța nu depinde de timp,
a doua lege a lui Newton este valabilă numai pentru viteze mult mai mici decât viteza luminii în sistemele de referință inerțiale. Pentru viteze apropiate de viteza luminii, folosind legile relativității.
Nu poate fi considerat un caz special (când) a doua lege ca fiind echivalent cu primul, ca prima lege postulează existența ISO, iar al doilea este deja formulată în ISO.
formularea istorică
formularea originală a lui Newton:
Schimbarea mișcării este proporțională cu forța motrice are loc în direcția liniei drepte, în care acea forță este.
Legea a treia a lui Newton
Această lege explică ce se întâmplă cu cele două puncte materiale. Luați de exemplu, un sistem închis format din cele două puncte materiale. Primul punct la un al doilea poate acționa cu o anumită forță, iar al doilea - primul cu putere. Cum forțele? A treia lege a lui Newton afirmă, forța de acțiune este egală în mărime și opusă în direcția forței de rezistență. Subliniem faptul că aceste forțe sunt aplicate la diferite puncte ale materialului, și, prin urmare, nu este compensat.
Formularea modernă
Puncte materiale interacționează forțele care au aceeași natură, direcționată de-a lungul liniei care unește aceste puncte este egală în mărime și opusă în direcția:
Legea reflectă principiul interacțiunii binare.
formularea istorică
Fiecare acțiune are o reacție egală și opusă, în caz contrar, interacțiunea dintre două corpuri una față de cealaltă sunt egale și sunt îndreptate în direcții opuse.
A treia lege a lui Newton Lorentz vigoare nu este îndeplinită. Numai prin reformularea ea ca legea conservării impulsului într-un sistem închis de particule și câmpuri electromagnetice, este posibil pentru a restabili dreptatea.
Din legile lui Newton, urmat în curând de câteva concluzii interesante. De exemplu, legea a treia a lui Newton spune că, indiferent de modul în care organismul a reacționat, ele nu pot schimba impulsul total al acestora: există o lege de conservare a impulsului. Mai mult, dacă avem nevoie ca potențialul de cooperare între cele două organisme a fost dependentă numai de modulul diferenței dintre coordonatele acestor organisme, există o lege de conservare a energiei mecanice totale a organismelor care interacționează:
Legile lui Newton sunt legile de bază ale mecanicii. Dintre ele pot fi derivate ecuațiile de mișcare a sistemelor mecanice. Cu toate acestea, nu toate legile mecanicii pot fi derivate din legile lui Newton. De exemplu, legea gravitației sau legea lui Hooke nu este o consecință a trei legi a lui Newton.