Σύντομα

Ο Πρώτος Νόμος του Νεύτωνα


Η αντοχή σχετίζεται με την κίνηση.

Φανταστείτε ένα μπλοκ ξύλου που στηρίζεται σε ένα τραπέζι. Αυτό το μπλοκ τείνει να παραμείνει σε ηρεμία εκτός αν "κάτι" τον θέτει σε κίνηση.

Αυτό το "κάτι" είναι η ενέργεια του α δύναμη. Φανταστείτε ότι το μπλοκ τίθεται σε κίνηση με την στιγμιαία εφαρμογή μιας οριζόντιας δύναμης. Το μπλοκ κινείται για ένα συγκεκριμένο χώρο και σταματά ξανά.

Αν το μπλοκ και ο τραπέζος λειανθούν μέχρι να εξομαλύνεται, η εφαρμογή της ίδιας δύναμης θα επιτρέψει τη μετακίνηση του για μεγαλύτερο χώρο προτού σταματήσει.

Εάν το λάδι λίπανσης περάσει τελικά πάνω από το τραπέζι, τότε το μπλοκ θα ολισθήσει ακόμα περισσότερο.

Αυτά τα στοιχεία μας δίνουν μια ένδειξη για το γιατί σταματά το μπλοκ. Σταματά χάρη στην αλληλεπίδραση μεταξύ της επιφάνειάς του και του τραπεζιού, που προέρχεται από την τραχύτητα των δύο επιφανειών που ξύνονται μαζί καθώς κινείται το μπλοκ. Αυτή η αλληλεπίδραση είναι τριβή.. Όταν οι επιφάνειες λειαίνουν και λιπαίνονται, η τριβή δεν εξαλείφεται εντελώς, αλλά μειώνεται σημαντικά. Ένας άλλος παράγοντας που αντιτίθεται στην κίνηση μπλοκ είναι η αντίσταση αέρα.

Και αν ήταν δυνατόν να εξαλειφθεί εντελώς η αντίσταση και η τριβή του αέρα, τι θα συνέβαινε με το μπλοκ όταν τέθηκε σε κίνηση;

Η απάντηση στο ερώτημα αυτό Ισαάκ Νιούτον Ο δέκατος έβδομος αιώνας, που εξακολουθεί να θεωρείται έγκυρος από τους επιστήμονες σήμερα, είναι ότι το σώμα θα παραμείνει σε ευθύγραμμη κίνηση (και ευθεία γραμμή) και ομοιόμορφη (με σταθερή ταχύτητα), για πάντα.

Βρήκατε αυτό το περίεργο;

Η κατάσταση της διαρκούς κίνησης δεν μας φαίνεται προφανής επειδή ζούμε σε έναν πλανήτη όπου υπάρχουν δύο τουλάχιστον παράγοντες που δυσχεραίνουν την ανάλυση κίνησης: αντίσταση αέρα και τριβή.

Φανταστείτε ότι ήταν δυνατό για έναν αστροναύτη σε μακρινό χώρο να απέχει από οποιοδήποτε ουράνιο σώμα. Εάν εφάρμοσε τη δύναμη σε μια μπάλα για να την θέσει σε κίνηση, η μπάλα, χωρίς αντίσταση στον αέρα και τριβή με άλλα σώματα, θα συνεχίσει σε ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση για πάντα.

Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα, ή αρχή της αδράνειας, μπορεί να χαρακτηριστεί ως:

Ένα σώμα που βρίσκεται σε κατάσταση ηρεμίας τείνει να παραμείνει σε κατάσταση ηρεμίας, εκτός αν η προκύπτουσα δύναμη ενεργεί επ 'αυτού. Και ένα σώμα που είναι σε ευθύγραμμη και ομοιόμορφη κίνηση τείνει να παραμείνει σε ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση, εκτός αν μια προκύπτουσα δύναμη ενεργήσει πάνω του.

Το ότι η κατάσταση ανάπαυσης είναι μια φυσική τάση και ότι μεταβάλλεται μόνο με την εφαρμογή μιας δύναμης είναι μια σχετικά εύκολη δήλωση για αποδοχή, καθώς είναι σύμφωνη με πολλές καθημερινές παρατηρήσεις. Η μεγάλη καινοτομία του πρώτου νόμου του Νεύτωνα είναι να θεωρήσει την ευθύγραμμη και ομοιόμορφη κίνηση ως κατάσταση ισοδύναμη με την ανάπαυση και να επιβεβαιώσει ότι αυτή η κατάσταση μπορεί επίσης να μεταβληθεί μόνο με τη δράση μιας προκύπτουσας δύναμης.

Ένα σώμα πάντα προσφέρει αντίσταση στην αλλοίωση της κατάστασης ανάπαυσης ή της ομοιόμορφης και ευθύγραμμης κίνησης. Αυτή η αντίσταση ονομάζεται αδράνεια και αποτελεί χαρακτηριστικό των σωμάτων. Κάθε σώμα έχει τη δική του αδράνεια, και όπως θα δούμε αργότερα, η σωματική μάζα είναι το μέτρο της αδράνειας του σώματος.

Για να φανεί: Όταν ένα αυτοκίνητο ξεκινά, τα σώματα μέσα του είναι τραβηγμένα πίσω. Κατά την πέδηση, προβάλλεται προς τα εμπρός.