בדינמיקה של חוקי היסוד שהוקמוניוטון, להוכיח את קיומו של מסגרת התייחסות, אינרציאלי. ביחס אליו, הגופים נעים בסדר אחיד ומותקן או נמצאים במנוחה. ובלבד שלא יושפעו גופים אחרים, או כאשר יפוצו. בעמדות אלה המשמעות של החוק הראשון של ניוטון היא.

מההיסטוריה

קיומו של סדירות כזו הניחאפילו גליליאו. הוא עשה ניסוי עם כלי שיט, לפיו כדור זכוכית יכול להיות מגולגל מהר יותר. אם הוא משוחרר, זה יהיה להתגלגל ולהפסיק רק כאשר הוא מגיע לצד השני של הספינה באותו גובה כפי שהוא הוריד. אם אתה לוקח כלי מוארך יותר, התוצאה תהיה זהה.

אם אנו מדמיינים יכולת ארוכה לאין שיעור, yאשר אינו בקצה השני, הכדור יהפוך את התנועה לעבר מחווני מהירות קבועים, אשר מרובעים ואחיד, זמן אינסופי, כמו בצד השני נעדר פשוט. אם נדמיין מיכל ארוך לאין שיעור כי אין קצה שני, הכדור יבצע תנועה במהירות קבועה, ליניארי דרך אחידה מספר אינסופי של פעמים, כמו בצד השני נעדר פשוט.

התבוננות זו אפשרה למדען להבין שמדובר במצב טבעי של חפצים. התנועה היא טבעית בדיוק כמו מנוחה. לפני כן, הוא האמין כי כל תנועה נגרמת על ידי כוח של כוח.

מחקרים עדכניים יותר

בואו נדמיין צנחן שעושה קפיצה ארוכה. אילו כוחות פועלים על כך? קודם כל, כוח הכובד הוא שמושך אדם אל האדמה.

חוק תנועה בסיסי

שנית, זהו כוח של התנגדות אוויר, אשר counteracts את כוח הכבידה. כאשר שני הכוחות האלה שווים, הצנחן נופל במהירות קבועה.

מסקנות מהדוגמאות

אנחנו יכולים לומר את זה במסגרת התייחסות כזומתברר נכס יסודי. אם אתה מחשיב את זה גוף שעליו לכפות אינו פועל, או פעולה כזו היא מתוגמלת, הגוף או במנוחה או בתנועה אחידה מתרחשת, כאשר המהירות היא קבועה על אותו הקו. החוקים הבסיסיים של דינמיקה מתבטאים דווקא בתהליך המתואר.

ניתוח החוק השני של ניוטון

חשבו על רוכב אופניים, שבו שני כוחות פועלים בצורה אופקית:

  • לחיצה על הדוושות;
  • התנגדות אוויר וחיכוך.

כאשר שני הכוחות האלה שווים, הפעולה הכוללת שלהם היא אפס. ואז, על פי החוק הראשון של ניוטון, האופניים נעים בצורה פשוטה ואחידה.

החוק הבסיסי של הדינמיקה של גוף נוקשה
מה יקרה אם רוכב האופנייםחזק יותר ללחוץ על הדוושות? ואז F (r) יגדל והאצת יתחיל. אם נסיר את הכוח הזה, רק כוח ההתנגדות הנגד F (conf) יישאר, וכתוצאה מכך ההאטה של ​​התנועה.

אישור החוק השני של הדינמיקה

ניוטון טען כי החוזקות שוותהמונית, מוכפלת בהאצה. משמעות הדבר היא כי מקרים נחשבים כאשר יש כוח כתוצאה ואין שיווי משקל. F (שווה) הוא סכום של כל הכוחות המיושמים.

אז זה נובע כי (האצה) = F (שווה) / m

מכאן נובע כי הכוח הוא הגורם להאצה, ולא להיפך. בנוכחות כוח, יש גם האצה.

דוגמה:

קח אוטובוס, המונית אשר 2000 ק"ג. אופקית יש שני כוחות הפועלים על הרכב:

  • דחף המנוע;
  • התנגדות אוויר וחיכוך.
    דינמיקה של חוקי יסוד

תן לכוח דחף אוטובוס המנוע שווה 3000 N, ואת הכח של התנגדות - 2500 N. כדי להשתמש החוק השני של ניוטון היה צורך רציונלים כדי למצוא את האינדקס של הכח כתוצאה.

F (שווה) = 500 N ימינה, שכן הכוח יש כיוונים.

מכאן שהאיצה היא כוח מחולק במסה, כפי שהדינמיקה מדברת על חוקי היסוד שלה.

כדי לפתור בעיות באמצעות החוק השני של ניוטון חשוב לקבוע בדיוק את הכוח כתוצאה מכך.

הוכחת תוקפן של חוקי ניוטון

הבה נבחן דוגמה עם תיבה. כאשר היא שוכבת על השולחן, כמה כוחות פועלים על זה אובייקט:

  • כוח הכבידה;
  • התגובה של התמיכה.

אם אתה דוחף את התיבה ימינה, כוח החיכוך יהיה לקרות בינה לבין השולחן. אנו נחשב את כוח וכתוצאה מכך תאוצה.

כוחות אנכיים מאוזנים כאן,לפצות זה את זה. הכוח האנכי הוא אפס. כוחות ימין ושמאל פועלים, שההבדל ביניהם מראה את היתרון לימין. האצת הקופסה יכולה להיות מחושבת על ידי חלוקת המסה של אובייקט זה על ידי ההבדל בכוח השפעה.

 החוק הבסיסי של הדינמיקה של התנועה הסיבובית של הגוף
התחשבות בשני הדוחות הראשונים של ניוטון סייעה לגבש את שלטון החוק הבסיסי של הדינמיקה של התנועה.

על החוק השלישי של ניוטון

החוק הבסיסי של דינמיקה עם סיבובהתנועה היא שהפעולה שווה לאופוזיציה. כאשר גוף אחד מושך או דוחף אחר, הוא מושך ודוחה מן הראשון עם אותו כוח.

תארו לעצמכם מכונית שנכנסת לקיר במהירות. במקרה זה, המכונה לוחצת על עובי הקיר עם כוח מסוים. הקיר מגיב ומבצע השפעה שווה על הרכב.

כתוצאה מכך, כאשר המכונה דוחפת את הקיר קדימה,האחרון דוחף את המכונית לאחור. השפעת הכוחות האלה שונה לחלוטין. הקיר נשאר באותה תנוחה, וההובלה הרבה פחות מזל. הסיבה לכך היא הבדל משמעותי במסה:

A = F / m

לקיר יש מסת קטנה והאצה גדולה. ולהיפך, ביחס למכונית. כאשר שני גופים אינטראקציה, ישנם שני כוחות שעלי לעמוד בדרישות:

  • להיות שווה ערך;
  • הפוכה בכיוון;
  • יצורף לגופים שונים;
  • יש אותו אופי.
    חוק בסיסי של דינמיקה סיבובית

ניסיון עם בלון

החוק הבסיסי של הדינמיקה של הגוף יכול להיחשבדוגמה של כדור מתנפח. אם תשחרר אותו, הכדור ידחוף את האוויר אל מחוץ לנחיר, אשר מסייע לדחוף קדימה. זו תהיה ההוכחה לחוק השלישי של ניוטון. זה פשוט, אבל לעתים קרובות גורם בקושי ביישום לפתרון בעיות.

החוק הבסיסי של הדינמיקה

על הדינמיקה של תנועה סיבובית

ידיעת חוק היסוד של הדינמיקה של גוף נוקשהמאפשר לנו לשקול את דפוסי תנועה סיבובית. לשם כך, יש לזכור את הפתרון של בעיות היסוד של המכניקה, כאשר בכל עת ניתן להצביע על המיקום של הגוף בחלל ביחס לגופים אחרים.

במקרה זה מדובר בתנועה חד-ממדית. זה ידוע כי יש סוג של תנועה שבה כל נקודה נעה לאורך ציר הסיבוב.

במקרה זה, נקודות שונות של הגוף לנוע עם שונותמהירות לאורך מסלולים שונים. במקרה זה, הציר וזוויות הסיבוב נשארים שכיחים. בהתחשב בתנועה הסיבובית, מוטב להניח כי המשימה העיקרית של המכניקה נפתרת אם ניתן היה להצביע על זווית הסיבוב של הגוף בכל רגע נתון.

זה יהיה היישום של החוק הבסיסי של הדינמיקה ביחס הגוף סיבוב.

כיצד לחשב את התאוצה של הגוף?

החוק הבסיסי של הדינמיקה של תנועה סיבוביתהגוף דורש את הקביעה של הכוחות שיש להם השפעה על זה. לדעת את המידע הזה, אתה יכול ליישם את החוק השני של ניוטון ולמצוא את האצת הגוף בכל עת.

לדעת נתונים אלה וליישם את חוקי הקינמטיקה,אתה יכול למצוא את הקואורדינטות של הגוף כרגע. זוהי הטכנולוגיה לפתרון הבעיה הבסיסית של מכניקה. אנחנו לנסח את זה מחדש לתוך תנועה סיבובית, לנוע בכיוון ההפוך מן התוצאה הרצויה. כדי לקבוע את הערך של זווית הסיבוב של הגוף בכל עת, יש צורך לזכור את הקינמטיקה של תנועה סיבובית, הכוללת האצה זוויתית.

יש משוואה המאפשרת תשובה לשאלה מה תהיה האצה הזוויתית.

כדי ליצור משוואה כזו, אתה צריךזוכרים את חוקי הקינמטיקה על תנועה סיבובית. אם הצורה המתורגמת של תנועה מאופיינת במהירות, הרי שהמושג המקביל בניתוח התנועה הסיבובית יהיה המהירות הזוויתית - כמות פיזית, הקובעת כיצד הזווית אותה מסתובב הגוף במהלך פרק זמן מסוים מתייחסת לזמן הקשר הזה.

יש להכפיל את מהירות הזוויתהמרחק בין ציר הסיבוב לנקודת העניין. הצורה הפשוטה ביותר של סיבוב סיבוב הוא אחיד, כאשר באותו זמן הגוף מסתובב לאותן זוויות ללא האצה.

על גוף מסתובב אחיד, לכל נקודה יש ​​מהירות משלה. וזה משתנה בכיוון עם אינדיקטורים האצה centrifetal.

הכיוון של פעולה זו מתרחשת לאורך רדיוס משיק למרכז המעגל.

סיבוב אחיד הוא היחס בין היחס שאליו משתנה המהירות הזוויתית על פני פרק זמן ביחס למשך הזמן של מרווח זה.

מכאן בעקבות החוק על שינוי מהירות זוויתית:

W (t) = Wo + et

רכיב ההאצה יכול להיות מכוון לא רק לאורך הרדיוס, אלא גם לאורך המשיק. זה חשוב לקחת בחשבון בתהליך המדידה.

בואו נסכם את התוצאות

בהתאם לחוקי היסוד של הדינמיקה, הגוףמבצע תנועה בצורה אחידה ומותנית עד לרגע השפעתם של כוחות אחרים עליה. אם הגוף נמצא במנוחה, הוא ימשיך עד השפעתו על הכוח.

מכאן נובע כי התנועה היא טבעית לגוף כמו לכל השאר. כדי לשנות מצב זה או אחר, יש להפעיל כוח מסוים על הגוף.

החוק הבסיסי של הדינמיקה של גוף סיבוב
הנקודה השנייה של החוק הבסיסי של הדינמיקה אומר,כי כוח וכתוצאה מכך גורם להאצה. אם F (שווה) = 0, מספר ההאצה יהיה אפס. במקרה זה, מחוונים מהירות יהיה גם קבוע או אפס.

מכאן נובע כי הכלל של החוק הניוטוני הראשון זורם בצורה חלקה לתוך השני. עבור חוקרים של המאה XVII, הוכחות אלה היו התגלית הגדולה ביותר.

בעזרת החוק השלישי של ניוטון, זה אפשרי בהצלחה לפתור בעיות מקטע "Dynamics".

</ p>