Zawartość
- Siły zrównoważone a niezrównoważone
- Bezwładność a przyspieszenie
- Stan bezwarunkowy a stan warunkowy
- Przykład
Prawa ruchu Izaaka Newtona stały się podstawą fizyki klasycznej. Prawa te, po raz pierwszy opublikowane przez Newtona w 1687 r., Nadal dokładnie opisują świat, jaki znamy dzisiaj. Jego pierwsze prawo ruchu stwierdza, że poruszający się obiekt ma tendencję do pozostania w ruchu, chyba że na niego zadziała inna siła. Prawo to bywa mylone z zasadami zawartymi w jego drugim prawie ruchu, który określa związek między siłą, masą i przyspieszeniem. Jednak w tych dwóch prawach Newton omawia odrębne zasady, które, choć często powiązane, jednak opisują dwa różne aspekty mechaniki.
Siły zrównoważone a niezrównoważone
Pierwsze prawo Newtona dotyczy sił zrównoważonych lub tych, które są w stanie równowagi. Kiedy dwie siły są zrównoważone, wzajemnie się znoszą i nie mają żadnego efektu netto na przedmiot. Na przykład, jeśli ty i twój przyjaciel ciągniecie przeciwległe końce liny przy użyciu takiej samej siły, środek liny się nie poruszy. Twoje równe, ale przeciwne siły znoszą się nawzajem. Drugie prawo Newtona opisuje jednak obiekty, na które działają siły niezrównoważone lub siły, które się nie anulują. Kiedy to nastąpi, następuje ruch netto w kierunku silniejszej siły.
Bezwładność a przyspieszenie
Zgodnie z pierwszym prawem Newtona, gdy wszystkie siły działające na obiekt są zrównoważone, obiekt ten pozostanie w stanie, w jakim jest na zawsze. Jeśli się porusza, pozostanie w ruchu z tą samą prędkością i w tym samym kierunku. Jeśli się nie rusza, nigdy się nie rusza. Jest to znane jako prawo bezwładności. Zgodnie z drugim prawem Newtona, jeśli status quo zmienia się w taki sposób, że siły działające na obiekt stają się niezrównoważone, obiekt przyspieszy w tempie opisanym równaniem F = ma, gdzie „F” równa się sile netto działającej na obiekt , „m” równa się jego masie, a „a” równa się wynikowemu przyspieszeniu.
Stan bezwarunkowy a stan warunkowy
Bezwładność i przyspieszenie opisują różne właściwości obiektu. Bezwładność jest bezwarunkową właściwością, którą ma każdy obiekt przez cały czas, niezależnie od tego, co się z nim stanie. Obiekt jednak nie zawsze przyspiesza. Dzieje się tak tylko w określonych warunkach; dlatego można opisać przyspieszenie jako stan warunkowy. Szybkość przyspieszenia jest również warunkowa, ponieważ zależy od masy obiektów i ilości siły netto. Na przykład siła 1 niutona działająca na kulkę o wadze 1 g nie spowoduje przyspieszenia kuli tak mocno, jak siła 2 niutonów.
Przykład
Bezwładność opisuje, dlaczego ludzie w jadącym pojeździe muszą być powściągliwi. Jeśli samochód zatrzyma się nagle, ludzie w środku będą kontynuować jazdę do przodu, chyba że pas bezpieczeństwa przyłoży siłę przeciwną. Przyspieszenie opisuje, dlaczego samochód nagle się zatrzymał. Ponieważ opóźnienie jest przyspieszeniem ujemnym, rządzi nim drugie prawo. Kiedy siła przeciwna ruchowi samochodu do przodu stała się większa niż siła napędzająca jego ruch, samochód zwalniał, aż zatrzymał się.