آشنایی با قوانین نیوتن
علمی و تکنولوژی › علمی
- 97/09/11
قوانین حرکت نیوتن عبارت است از سه قانون فیزیکی که بنیان مکانیک کلاسیک را شکل می‌دهند. این قوانین ارتباط مابین نیروهای وارد آمده بر یک جسم و حرکت آن را به دست می‌دهد. این قوانین را می‌توان بدین صورت خلاصه کرد: قانون اول: در یک دستگاه مرجع جسمی که تحت تأثیر یک نیروی خارجی نباشد یا ساکن است، یا با سرعت ثابت در حال حرکت است
قانون دوم: شتاب یک جسم برابر است با مجموع نیروهای وارده بر جسم تقسیم بر جرم آن. فرمولی که از این قانون برمی‌آید ( F=ma) به معادله بنیادین مکانیک کلاسیک معروف است. اصول این معادله به این است که شتاب جسمی که تحت تأثیر نیرویی ایجاد شده، متناسب و در جهت حرکت آن است
قانون سوم: هر گاه جسمی به جسم دیگر نیرو وارد کند، جسم دوم نیرویی با همان اندازه و در جهت مخالف به جسم اول وارد می‌کند
این قوانین نخستین بار در کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعی نیوتن در سال 1688 مطرح شدند
قانون اول نیوتن
هر جسمی در هر حالتی که باشد تمایل دارد به همان حالت باقی بماند. مثلا یک کتاب که روی میز هست همین طور ساکن باقی می ماند! مگر اینکه کسی کاری کند که حرکت کند! این ویژگی لختی نامیده می شود
طبق تعریف لختی عبارت است از : تمایل اجسام برای ماندن در حالت اولیه خود
اما قانون اول نیوتن چه می گوید؟ نتیجه ی 3 خط بالا می شود قانون اول نیوتن! یک جسم که ساکن است٬ دوست دارد همین طور ساکن باشد! مگر اینکه کسی به آن نیرو وارد کند و آن را مجبور کند حرکت کند! یک جسمی هم که در حال حرکت است دوست دارد همین طور حرکت کند! مگر اینکه کسی به آن نیرو وارد کند و آن را مجبور کند ساکن شود
طبق تعریف قانون اول نیوتن : یک جسم حالت سکون و یا حرکت یکنواخت روی خط راست خود را حفظ می کند٬ مگر آنکه تحت تاثیر نیرویی٬ مجبور به تغییر آن حالت شود
نیرو: عاملی که باعث تغییر حرکت و شکل اجسام میشود. وقتی به جسمی نیرو وارد میشود جسم تغییر حرکت می دهد٬ یعنی می تواند متحرک یا ساکن شود. در هر صورت تغییر حرکت باعث می شود جسم تغییر سرعت دهد و تغییر سرعت باعث به وجود آمدن شتاب می شود
قانون دوم
این قانون در سال 1688 در کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعی توسط نیوتن منتشر شد. این قانون به رابطه بین نیروهای وارد آمده به یک جسم و شتاب همان جسم می‌پردازد
بنا بر قانون اول نیوتن اگر بر جسمی نیرو وارد نشود جسم یا ساکن می‌ماند یا حرکت یکنواخت بر خط راست خواهد داشت. نتیجه آشکار قانون اول این است که اگر بر جسم نیرو وارد شود جسم ساکن نمی‌ماند و حرکت یکنواخت بر خط راست نیز نخواهد داشت، در این صورت وارد کردن نیرو بر جسم به آن شتاب می‌دهد. قانون دوم نیوتن در واقع رابطه شتاب با نیرویی که بر آن وارد میشود را بیان می‌کند. شتاب جسمی به جرم m که نیروی F بر آن وارد میشود هم جهت و متناسب با نیروی وارد بر آن است و با جرم جسم نسبت عکس دارد
F برآیند نیروهایی است که به علت اثر اجسام دیگر روی جسم مورد نظر وارد میشود. a شتاب آن و m جرم جسم است. یکای نیرو در SI نیوتون (N) که از رابطهٔ بالا تعریف میشود. در رابطه جرم بر حسب کیلوگرم(kg)و شتاب برحسب متر بر مجذور ثانیه (m/s2) می‌باشد
قانون سوم نیوتن
قانون سوم خیلی آسان است! خیلی هم مفید است! این قانون می گوید اگر بجای توپ دیوار را شوت کنید پایتان درد می گیرده! چرا؟ چون به هر جسمی که نیرو وارد کنیم آن هم به ما همان اندازه نیرو وارد می کند! حالا یک جسمی مثل توپ ضعیف است و پایمان درد نمی گیرد! یک جسم هم مثل دیوار خیلی قوی است و پایمان درد می گیرد
طبق تعریف قانون سوم نیوتن از کتاب درسی بیان می کند: هر گاه جسمی به جسم دیگر نیرو وارد کند٬ جسم دوم هم به جسم اول نیرویی برابر آن٬ ولی در خلاف جهت وارد می کند
