Newtonovi zakoni gibanja Petar Stanin i Bruno Golui

Newtonovi zakoni gibanja Petar Stančin i Bruno Goluić 8. c

Ukratko Newtonovi zakoni gibanja ili Newtonovi aksiomi su tri zakona klasične mehanike objavljena 1687. godine u djelu Philosophiar naturalis principia mathematica Isaaca Newtowna. Mogu se formulirati na različite načine iako imaju jednoznačni smisao. Ovdje su navedene uobičajene formulacije iz mnogih današnjih standardnih udžbenika (a ne prijevod izvornog Newtonovog teksta na latinskom). Pojmovi “gibanje tijela", “brzina tijela" i “ubrzanje tijela" odnose se na centar masa tijela.

Prva Newtonova jasna tvrdnja Još je Galilei uočio da tijelo, na koje ne djeluju vanjske sile, miruje ili se jednoliko giba po pravcu. Znači, da bismo pokrenuli tijelo koje miruje, potrebna je određena sila. Tijelo koje se giba jednoliko po pravcu, ostat će u tom stanju gibanja sve dok na njega ne počne djelovati neka vanjska sila. Svako tijelo ima svojstvo da održava svoje stanje gibanja ili mirovanja – to svojstvo se zove inercija tijela. Fizika 1 Newton; Sila; Jednadzbe gibanja 3

Proširivši Galilejeva razmatranja Newton je postavio svoj prvi zakon: Svako tijelo će ostati u stanju mirovanja ili jednolikog gibanja po pravcu sve dok pod djelovanjem vanjskih sila to staje ne promijeni. Prvi Newtonov zakon često se zove princip tromosti ili inercije (ili ustrajnosti). Po njemu je djelovanje sile na tijelo uzrok promjene gibanja.

Druga Newtonova jasna tvrdnja Drugi Newtonov zakon opisuje ponašanje tijela kad na njega djeluje određena vanjska sila F. Akceleracija tijela je razmjerna sili i ima smjer sile. Konstanta proporcionalnosti između sile i akceleracije je masa tijela m: F = m*a Što je masa veća, to je za isto ubrzanje potrebna veća sila. Jedinica sile je N. 1 N je sila koja tijelu mase 1 kg daje akceleraciju 1 m/s 2. 2. Newtonov zakon zapravo kaže kako sila djeluje na promjenu količine gibanja tijela pa ga možemo formulirati i kao: Vremenska promjena količine gibanja proporcionalna je sili i zbiva se u smjeru djelovanja sile

Treća Newtonova jasna tvrdnja Sile koje djeluju na neko tijelo, potječu iz okoline tog tijela. Ako tijelo A djeluje na tijelo B silom , tada i tijelo B djeluje na tijelo A jednako velikom silom po iznosu, ali suprotnog smjera. Prvu silu zovemo akcija, a drugu reakcija pa je: Sila akcije = Sila reakcije

Tu činjenicu je Newton izrazio u 3. zakonu mehanike koji glasi: Svakom djelovanju (akciji) uvijek je suprotno i jednako protudjelovanje (reakcija). Djelovanja dvaju tijela jednoga na drugo uvijek su jednaka i protivnog smjera.

Iz tri Newtonove jasne tvrdnje imamo tri Newtonova zakona 1. Svako tijelo će ostati u stanju mirovanja ili jednolikog gibanja po pravcu sve dok pod djelovanjem vanjskih sila to staje ne promijeni. 2. Vremenska promjena količine gibanja proporcionalna je sili i zbiva se u smjeru djelovanja sile. 3. Svakom djelovanju (akciji) uvijek je suprotno i jednako protudjelovanje (reakcija). Djelovanja dvaju tijela jednoga na drugo uvijek su jednaka i protivnog smjera.

Slobodni pad Jedan od najvažnijih primjera gibanja s konstantnim ubrzanjem je slobodni pad na Zemljinoj površini. Već je G. Galilei, proučavajući slobodni pad s kosog tornja u Pisi, pokazao da je vrijeme padanja lakših i težih tijela gotovo jednako. U to se možemo i sami uvjeriti ako ispustimo manji ili veći kamen: oba će pasti na zemlju gotovo istodobno. Budući da otpor zraka utječe na padanje tijela, tijelo za koje je otpor zraka manji padat će brže. Ako u staklenu cijev stavimo metalnu kuglicu, komadić papira i perce, te je zatvorimo i preokrenemo, metalna će kuglica pasti najbrže, papirić sporije, a perce najsporije. Međutim, ako iz cijevi isisamo zrak, sva tri predmeta past će istovremeno. Taj i drugi pokusi pokazuju da u vakuumu sva tijela padaju jednako dugo bez obzira na njihov oblik, veličinu i materijal od kojeg su napravljena.

Sila trenja Najveća sila trenja koja prisiljava tijelo da još miruje zove se sila trenja mirovanja ili sila statičkog trenja. Kad vučna sila nadmaši silu statičkog trenja, tijelo počne kliziti. Iskustvo pokazuje da je sila potrebna za održanje gibanja manja od sile potrebne za pokretanje tijela: sila trenja gibanja ili sila kinetičkog trenja manja je od sile trenja mirovanja. Maksimalna vrijednost sile statičkog trenja ne ovisi o veličini dodirnih ploha i proporcionalna je normalnoj komponenti sile kojom tijelo djeluje na podlogu (to jest sili kojom jedna površina pritišće drugu):

Sila trenja Statički faktor trenja μs ovisi o osobinama obiju dodirnih ploha. Sila kinetičkog trenja također ne ovisi o veličini dodirnih ploha već samo o njihovim osobinama i proporcionalna je normalnoj komponenti sile: μk je faktor kinetičkog trenja. Oba faktora trenja (μs i μk) ovise o materijalu, hrapavosti i čistoći dodirnih ploha. Kinetički faktor trenja ovisi i o relativnoj brzini dodirnih ploha, ali tu ovisnost često ne uzimamo u obzir je premalena.

Kraj Izvor: Internet