De Newtons første lov, også kjent som treghetsloven, Det ble først foreslått av Isaac Newton, en engelsk fysiker, matematiker, filosof, teolog, oppfinner og alkymist. Denne loven fastslår følgende: “Hvis en gjenstand ikke utsettes for noen kraft, eller hvis kreftene som virker på den avbryter hverandre, vil den fortsette å bevege seg med konstant hastighet i en rett linje. "
I denne uttalelsen er nøkkelordet å være fortsette. Hvis lovens premisser oppfylles, vil gjenstanden fortsette med sin bevegelse som den hadde. Med mindre en ubalansert kraft dukker opp og endrer bevegelsestilstanden.
Dette betyr at hvis objektet er i ro, vil det fortsette å hvile, bortsett fra hvis en kraft tar det ut av den tilstanden. Det betyr også at hvis et objekt beveger seg med en fast hastighet i rett retning, vil det fortsette å bevege seg på den måten. Det vil bare endres når noen ekstern agent utøver en kraft på den og endrer hastigheten..
Artikkelindeks
Isaac Newton ble født i Woolsthorpe Manor (Storbritannia) 4. januar 1643 og døde i London i 1727.
Den nøyaktige datoen da Sir Isaac Newton oppdaget sine tre dynamiske lover, inkludert den første loven, er ikke kjent med sikkerhet. Men det er kjent at det var lenge før utgivelsen av den berømte boken Matematiske prinsipper for naturfilosofi, 5. juli 1687.
Ordboken til Royal Spanish Academy definerer ordet treghet som følger:
"Eiendom til legemer for å opprettholde hviletilstand eller bevegelse hvis ikke ved hjelp av en styrke".
Dette begrepet brukes også for å bekrefte at enhver situasjon forblir uendret fordi det ikke er gjort noe for å oppnå det, derfor har ordet treghet noen ganger en konnotasjon av rutine eller latskap..
Før Newton var de dominerende ideene de til den store greske filosofen Aristoteles, som uttalte at for at et objekt skal fortsette å bevege seg, må en styrke handle på det. Når styrken opphører, vil bevegelsen også gjøre det. Det er ikke slik, men selv i dag tror mange det.
Galileo Galilei, en strålende italiensk astronom og fysiker som levde mellom 1564 og 1642, eksperimenterte og analyserte kroppens bevegelse.
En av Galileos observasjoner var at et legeme som glir på en glatt og polert overflate med en viss innledende impuls, tar lengre tid å stoppe og har større bevegelse i en rett linje, ettersom friksjonen mellom kroppen og overflaten er mindre.
Det er tydelig at Galileo håndterte tanken om treghet, men han kom ikke for å formulere en uttalelse så presis som Newton.
Nedenfor foreslår vi noen enkle eksperimenter, som leseren kan utføre og bekrefte resultatene. Observasjonene vil også bli analysert i henhold til den aristoteliske visjonen om bevegelse og den newtonske visjonen..
En boks blir drevet ut på gulvet, og deretter blir drivkraften suspendert. Vi observerer at boksen går en kort sti til den stopper.
La oss tolke det forrige eksperimentet og dets resultat, i rammen av teoriene før Newton og deretter i henhold til den første loven.
I den aristoteliske visjonen var forklaringen veldig klar: boksen stoppet fordi styrken som beveget den ble suspendert.
I Newtonian-synet kan ikke boksen på gulvet / bakken fortsette å bevege seg med den hastigheten den hadde for øyeblikket kraften ble suspendert, fordi mellom gulvet og boksen er det en ubalansert kraft som får hastigheten til å synke til boksestopp. Det handler om friksjonskraften.
I dette eksperimentet oppfylles ikke premissene for Newtons første lov, så boksen stoppet.
Igjen er det boksen på gulvet / bakken. I denne muligheten opprettholdes kraften på boksen, på en slik måte at den kompenserer eller balanserer friksjonskraften. Dette skjer når vi får boksen til å følge med konstant hastighet og i rett retning.
Dette eksperimentet motsier ikke det aristoteliske synet på bevegelse: boksen beveger seg med konstant hastighet fordi en kraft utøves på den.
Det motsier heller ikke Newtons tilnærming, siden alle kreftene som virker på boksen er balansert. La oss se:
Også i vertikal retning er kreftene balansert, fordi vekten til boksen, som er en kraft som peker vertikalt nedover, kompenseres nøyaktig av den kontakt (eller normale) kraften som bakken utøver på boksen vertikalt oppover..
Forresten skyldes boksens vekt jordens gravitasjonsattraksjon.
Vi fortsetter med esken som hviler på gulvet. I vertikal retning er kreftene balansert, det vil si at den netto vertikale kraften er null. Det ville absolutt være veldig overraskende hvis boksen beveget seg oppover. Men i horisontal retning er det friksjonskraft.
Nå for at premisset for Newtons første lov skal oppfylles, må vi redusere friksjonen til minimumsuttrykket. Vi kan oppnå dette på en ganske tilnærmet måte hvis vi ser etter en veldig glatt overflate som vi sprayer silikonolje på.
Siden silikonolje reduserer friksjonen til nesten null, så når denne boksen kastes horisontalt, vil den opprettholde hastigheten og retningen i lang strekning.
Det er det samme fenomenet som oppstår med en skøyteløper på en skøytebane, eller med ishockeyspucken når de drives frem og slippes på egen hånd..
I de beskrevne situasjonene, der friksjonen reduseres nesten til null, er den resulterende kraften praktisk talt null og objektet opprettholder hastigheten, ifølge Newtons første lov.
I det aristoteliske synet kunne dette ikke skje, fordi i følge denne naive teorien oppstår bevegelse bare når det er en nettokraft på det bevegelige objektet..
Masse er en fysisk størrelse som indikerer mengden materie som en kropp eller gjenstand inneholder.
Masse er da en iboende egenskap av materie. Men materie består av atomer som har masse. Atommassen er konsentrert i kjernen. Det er protonene og nøytronene i kjernen som praktisk talt definerer atomets og materiens masse..
Masse måles vanligvis i kilogram (kg), det er den grunnleggende enheten til det internasjonale systemet for enheter (SI).
Prototypen eller referansen til kg er en platina- og iridium-sylinder som holdes i det internasjonale vektene og målingskontoret i Sèvres i Frankrike, selv om den i 2018 var knyttet til Planck-konstanten og den nye definisjonen trer i kraft fra 20. mai, 2019.
Vel, det hender at treghet og masse er relatert. Jo større masse, jo større treghet har et objekt. Det er mye vanskeligere eller dyrere når det gjelder energi å endre bevegelsestilstanden til et mer massivt objekt enn et mindre massivt..
Det tar for eksempel mye mer kraft og mye mer arbeid å løfte en tonns (1000 kg) boks fra hvile enn en kilos (1 kg) boks. Derfor sies det ofte at den første har mer treghet enn den andre.
På grunn av forholdet mellom treghet og masse innså Newton at hastighet alene ikke er representativ for bevegelsestilstanden. Derfor definerte han en mengde kjent som momentum eller momentum som er betegnet med brevet s y er masseproduktet m for fart v:
s = m v
Den dristige i s og i v indikere at de er vektor fysiske størrelser, det vil si at de er størrelser med størrelse, retning og sans.
I stedet messen m er en skalar størrelse, som et nummer tildeles som kan være større enn eller lik null, men aldri negativt. Så langt er det ikke funnet noe objekt med negativ masse i det kjente universet..
Newton tok fantasien og abstraksjonen til det ytterste, og definerte kallet fri partikkel. En partikkel er et vesentlig punkt. Det vil si at det er som et matematisk poeng, men med masse:
En fri partikkel er den partikkelen som er så isolert, så langt fra en annen gjenstand i universet at ingenting kan utøve noen interaksjon eller kraft på den.
Senere fortsatte Newton å definere treghetsreferansesystemene, som vil være de der hans tre bevegelseslover gjelder. Her er definisjonene i henhold til disse begrepene:
Ethvert koordinatsystem festet til en fri partikkel, eller som beveger seg med konstant hastighet i forhold til den frie partikkelen, vil være et treghetsreferansesystem.
Hvis en partikkel er fri, har den konstant fart i forhold til en treghetsreferanseramme.
En hockeyspuck på 160 gram går på skøytebanen i 3 km / t. Finn fremdriften din.
Massen på skiven i kilo er: m = 0.160 kg.
Hastighet i meter over sekund: v = (3 / 3.6) m / s = 0.8333 m / s
Mengden bevegelse eller momentum p beregnes som følger: p = m * v = 0,1333 kg * m / s,
Friksjonen i fremre plate er ansett som null, så momentum bevares så lenge ingenting endrer den rette kursen på platen. Imidlertid er det kjent at to krefter virker på platen: vekten på platen og kontakten eller normal kraft som gulvet utøver på den..
Beregn verdien av den normale kraften i newton og dens retning.
Siden momentum er bevart, må den resulterende kraften på hockeyspucken være null. Vekten peker loddrett nedover og er gyldig: P = m * g = 0,16 kg * 9,81 m / s²
Den normale kraften må nødvendigvis motvirke vekten, så den må peke vertikalt oppover og dens størrelse vil være 1,57 N.
Eksempler på Newtons lov i det virkelige liv.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.