Законите на Нютон – основа на класическата механика


Постановките в законите на Нютон се базират на по-ранни опити правени от Галилей и Аристотел.

През I век пр. н. е. великият Аристотел формулира теория за движението, която гласи, че ако един обект се движи, то той би продължил да се движи, само ако върху него е приложена сила. Тази теория звучи толкова правдоподобна, че властва над западния свят цели 18 века.

През XVII век обаче на научната сцена се появява друг гениален ум на име Исак Нютон. Той има смелостта да се опълчи на хилядолетното господство на тази теория и да изложи нови закони, които обясняват далеч по-правдоподобно защо обектите се движат така, както го правят в действителност. Законите са три и са известни като законите на Нютон, или закони за движение на Нютон. Ето какво гласят те.

Първи закон на Нютон

Най-общо той гласи:

„Един обект в покой ще остане в покой, а един движещ се обект ще продължи да се движи равномерно и праволинейно дотогава, докато върху него не бъде приложена външна сила, която да го извади от това състояние.”

Математическият израз на този закон е:

newton-first-law

 

 

Дефиницията разглежда два случая – в единия предметът е в покой, а в другия се движи, но и двата предмета продължават да правят това, което правят, докато не се сблъскат със сила, която да ги дебалансира. За да обясни това, Нютон всъщност доказва, че всеки обект притежава инерция, тоест всеки обект се съпротивлява на промяна в своето състояние на движение. Затова законът се нарича инерционен.

Втори закон на Нютон

Вторият закон на Нютон гласи:

„Сила, която действа на системата отвън, води до ускорение на системата. Ускорението на даден обект зависи от две променливи: силата, упражнена върху него, и неговата маса. Ускорението е правопопорционално на силата и обратнопропорционално на масата на обекта.”

Математическият израз на този закон е

F = m.a

Силата е векторна величина, тоест има не само големина, а и посока. За да се появи сила, е нужно да има взаимодействие между два обекта. В такъв случай всеки един от тях изпитва върху себе си определена сила, която го ускорява и променя скоростта, посоката или скоростта и посоката му. Когато взаимодействието престане, обектите също престават да изпитват силата.

Това означава, че в една затворена система, в която няма взаимодействие между обекти, не може да има и ускорение, тоест ускорението ще бъде винаги равно на нула, тоест обектът в нея ще продължи да прави това, което прави. Звучи познато, нали? Ето защо се смята, че първият закон на Нютон всъщност е частен случай на втория.

Трети закон на Нютон

Третият закон на Нютон отново е свързан със силите на взаимодействие:

„Всяко действие има еднакво по големина и обратно по сила противодействие.”

Математически този закон се изразява така:

Трети закон на Нютон

 

 

 

На практика този закон означава, че във всяко взаимодействие има двойка сили, действащи върху двата обекта. Размерът им е еднакъв, но силите им са противоположни. С други думи, ако обект А упражнява сила върху обект Б, тогава обект Б упражнява същата сила върху обект А, но в противоположна посока.

Физика

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *