Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα περιγράφει. Νόμοι του Νεύτωνα, νόμος της παγκόσμιας έλξης, νόμος του Χουκ, δύναμη τριβής
1. Ορισμός
Τρίτος νόμος του Νεύτωναδιαβάζει: Οι αλληλεπιδράσεις δύο σωμάτων μεταξύ τους είναι ίσες μεταξύ τους και κατευθύνονται σε αντίθετες κατευθύνσεις.
Η ουσία του τρίτου νόμου του Νεύτωνα:Για κάθε δράση υπάρχει μια αντίδραση.
Η διαφορά μεταξύ του 3ου νόμου και του 1ου και 2ου νόμου του Νεύτωνα.Ο πρώτος και ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα θεωρούν μόνο ένα σώμα. Ο 3ος νόμος θεωρεί την αλληλεπίδραση δύο σωμάτων με δυνάμεις ίσες σε μέγεθος και αντίθετες στην κατεύθυνση. Αυτές οι δυνάμεις ονομάζονται δυνάμεις αλληλεπίδρασης. Κατευθύνονται κατά μήκος της ίδιας ευθείας γραμμής και εφαρμόζονται σε διαφορετικά σώματα.
2. Τύπος του τρίτου νόμου του Νεύτωνα
Από εμπειρία:
- |a_1m_1|=|a_2m_2|
- Οι επιταχύνσεις των σωμάτων που αλληλεπιδρούν κατευθύνονται κατά μήκος μιας ευθείας σε αντίθετες κατευθύνσεις.
\overrightarrow(a)_1m_1=-\overrightarrow(a)_2m_2ή F1 = -F2
- F1είναι η δύναμη με την οποία το πρώτο σώμα δρα στο δεύτερο,
- F2- η δύναμη με την οποία το δεύτερο σώμα δρα στο πρώτο.
Παραδείγματα:Όλα τα σώματα στο Σύμπαν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους εάν ένα σώμα τραβάει ένα άλλο. Ή δύο σώματα αποκρούουν σύμφωνα με αυτόν τον νόμο.
Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα (νόμος αδράνειας)
Υπάρχουν πλαίσια αναφοράς που ονομάζονται αδρανειακή(εφεξής θα αναφέρεται ως $-$ISO), στο οποίο οποιοδήποτε σώμα βρίσκεται σε ηρεμία ή κινείται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα, εάν άλλα σώματα δεν ενεργούν πάνω του ή η δράση αυτών των σωμάτων αντισταθμίζεται. Σε τέτοια συστήματα, το σώμα θα διατηρήσει την αρχική του κατάσταση ανάπαυσης ή ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνησημέχρι που η δράση άλλων σωμάτων τον αναγκάσει να αλλάξει αυτή την κατάσταση.
Το ISO $-$ είναι μια ειδική κατηγορία συστημάτων αναφοράς στην οποία οι επιταχύνσεις των σωμάτων καθορίζονται μόνο από τις πραγματικές δυνάμεις που δρουν στα σώματα και όχι από τις ιδιότητες των συστημάτων αναφοράς. Κατά συνέπεια, εάν δεν ασκηθούν δυνάμεις στο σώμα ή η δράση τους αντισταθμιστεί $\vec(R_())=\vec(F_1)+\vec(F_2)+\vec(F_3)+…=\vec(0_( )) $, τότε το σώμα είτε δεν αλλάζει την ταχύτητά του $\vec(V_())=\vec(const)$ και κινείται ομοιόμορφα σε ευθεία γραμμή είτε βρίσκεται σε ηρεμία $\vec(V_())=\vec (0_())$.
Αδρανειακά συστήματα υπάρχουν άπειρο σύνολο. Το σύστημα αναφοράς που σχετίζεται με ένα τρένο που κινείται με σταθερή ταχύτητα κατά μήκος ευθύγραμμου τμήματος τροχιάς είναι επίσης ένα αδρανειακό σύστημα (περίπου), όπως το σύστημα που σχετίζεται με τη Γη. Όλα τα ISO σχηματίζουν μια κατηγορία συστημάτων που κινούνται μεταξύ τους ομοιόμορφα και ευθύγραμμα. Οι επιταχύνσεις οποιουδήποτε σώματος σε διαφορετικά ISO είναι ίδιες.
Πώς να διαπιστωθεί ότι ένα δεδομένο σύστημα αναφοράς είναι αδρανειακό; Αυτό μπορεί να γίνει μόνο μέσω της εμπειρίας. Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι με πολύ υψηλού βαθμούΗ ακρίβεια μπορεί να θεωρηθεί ένα αδρανειακό σύστημα αναφοράς ως ένα ηλιοκεντρικό σύστημα, στο οποίο η αρχή των συντεταγμένων σχετίζεται με τον Ήλιο και οι άξονες κατευθύνονται σε ορισμένα «σταθερά» αστέρια. Τα συστήματα αναφοράς που συνδέονται άκαμπτα με την επιφάνεια της Γης, αυστηρά μιλώντας, δεν είναι αδρανειακά, αφού η Γη κινείται σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο και ταυτόχρονα περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της. Ωστόσο, όταν περιγράφονται κινήσεις που δεν έχουν παγκόσμια (δηλαδή, παγκόσμια) κλίμακα, τα συστήματα αναφοράς που σχετίζονται με τη Γη μπορούν να θεωρηθούν αδρανειακά με επαρκή ακρίβεια.
Τα συστήματα αναφοράς που κινούνται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα σε σχέση με κάποιο αδρανειακό σύστημα αναφοράς είναι επίσης αδρανειακά.
Ο Galileo διαπίστωσε ότι κανένα μηχανικό πείραμα που διεξάγεται μέσα σε ένα αδρανειακό σύστημα αναφοράς δεν μπορεί να καθορίσει εάν αυτό το σύστημα βρίσκεται σε ηρεμία ή αν κινείται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα. Αυτή η δήλωση ονομάζεται Η αρχή της σχετικότητας του Γαλιλαίου ή η μηχανική αρχή της σχετικότητας.
Αυτή η αρχή αναπτύχθηκε στη συνέχεια από τον Α. Αϊνστάιν και είναι ένα από τα αξιώματα ειδική θεωρίασχετικότητα. Τα ISO διαδραματίζουν εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στη φυσική, αφού, σύμφωνα με την αρχή της σχετικότητας του Αϊνστάιν, η μαθηματική έκφραση οποιουδήποτε νόμου της φυσικής έχει ίδια εμφάνισησε κάθε ISO.
Μη αδρανειακό πλαίσιο αναφοράςΠλαίσιο αναφοράς $-$ που δεν είναι αδρανειακό. Η ιδιότητα που περιγράφεται στο νόμο της αδράνειας δεν λειτουργεί σε αυτά τα συστήματα. Στην πραγματικότητα, κάθε σύστημα αναφοράς που κινείται σε σχέση με ένα αδρανειακό με επιτάχυνση θα είναι μη αδρανειακό.
Σε αυτό το μάθημα θα μελετήσουμε τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, ο οποίος περιγράφει τις δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο σωμάτων. Ας θυμηθούμε επίσης τις βασικές πληροφορίες για τον πρώτο και τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα. Επιπλέον, θα θυμηθούμε τον βασικό πειραματικό νόμο της δυναμικής και θα εξετάσουμε την αρχή της σχετικότητας του Galileo. Στο τέλος του μαθήματος θα μάθουμε πώς να εφαρμόζουμε τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα κατά την ανάλυση ποιοτικών προβλημάτων.
Είναι γνωστό ότι όταν αλληλεπιδρούν, και τα δύο σώματα επηρεάζουν το ένα το άλλο. Δεν συμβαίνει το ένα σώμα να σπρώχνει ένα άλλο και το δεύτερο να μην αντιδρά ως απάντηση.
Ας κάνουμε ένα πείραμα. Ας πάρουμε δύο δυναμόμετρα (Εικ. 1). Θα βάλουμε ένα από αυτά σε ένα δαχτυλίδι σε κάτι σταθερό, για παράδειγμα, σε ένα καρφί στον τοίχο και θα συνδέσουμε το δεύτερο με το πρώτο με γάντζους. Ας τραβήξουμε τον δακτύλιο του δεύτερου δυναμόμετρου. Και οι δύο συσκευές θα εμφανίζουν τον ίδιο συντελεστή δύναμης τάσης.
Ρύζι. 1. Εμπειρία με δυναμόμετρα
Άλλο ένα παράδειγμα. Φανταστείτε ότι εσείς και ο φίλος σας κάνετε skateboard και ο φίλος κάνει πατινάζ στο ίδιο skateboard με τον αδελφό του (Εικ. 2).
Ρύζι. 2. Απόκτηση επιτάχυνσης μέσω αλληλεπίδρασης
Η μάζα σου είναι , η μάζα του φίλου και του αδερφού σου είναι . Εάν σπρώχνετε μακριά ο ένας από τον άλλο, αποκτάτε επιταχύνσεις που κατευθύνονται κατά μήκος μιας ευθείας προς αντίθετες κατευθύνσεις. Η αναλογία των μαζών των συμμετεχόντων σε αυτή τη διαδικασία είναι αντιστρόφως ανάλογη με την αναλογία της μονάδας επιτάχυνσης.
Οθεν:
Σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα:
Η δύναμη με την οποία ο κάθε αδελφός ενεργεί πάνω σου
Η δύναμη που ασκείς στον φίλο και στον αδερφό σου
Εφόσον οι επιταχύνσεις είναι αντίθετες, τότε:
Αυτή η ισότητα εκφράζει Τρίτος νόμος του Νεύτωνα: τα σώματα δρουν μεταξύ τους με δυνάμεις που έχουν τα ίδια μεγέθη και αντίθετες κατευθύνσεις (Εικ. 3).
Ρύζι. 3. Τρίτος νόμος του Νεύτωνα
Βασικός πειραματικός νόμος της δυναμικής
Κατά την εξαγωγή του τρίτου νόμου του Νεύτωνα, είδαμε ότι κατά την αλληλεπίδραση δύο σωμάτων, ο λόγος των δύο επιταχύνσεων που αποκτούν το πρώτο και το δεύτερο σώμα είναι σταθερή τιμή. Επιπλέον, η αναλογία αυτών των επιταχύνσεων δεν εξαρτάται από τη φύση της αλληλεπίδρασης (Εικ. 4), επομένως, καθορίζεται από τα ίδια τα σώματα, από ορισμένα χαρακτηριστικά της.
Ρύζι. 4. Ο λόγος επιτάχυνσης δεν εξαρτάται από τη φύση της αλληλεπίδρασης
Αυτό το χαρακτηριστικό ονομάζεται αδράνεια. Το μέτρο της αδράνειας είναι η μάζα. Επομένως, η αναλογία των επιταχύνσεων που αποκτούν τα σώματα ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ τους είναι ίση με την αντίστροφη αναλογία των μαζών αυτών των σωμάτων. Αυτό το γεγονός φαίνεται από ένα πείραμα στο οποίο δύο καρότσια με διαφορετικές μάζες () απωθούνται το ένα από το άλλο χρησιμοποιώντας μια ελαστική πλάκα (Εικ. 5). Ως αποτέλεσμα αυτής της αλληλεπίδρασης, ένα καρότσι με μικρότερη μάζα θα αποκτήσει μεγαλύτερη επιτάχυνση.
Ρύζι. 5. Αλληλεπίδραση δύο σωμάτων με διαφορετικές μάζες
Ρύζι. 6. Βασικός πειραματικός νόμος της δυναμικής
Ο νόμος που περιγράφει την αναλογία των μαζών του σώματος και των επιταχύνσεων που αποκτώνται ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης ονομάζεται βασικός πειραματικός νόμος της δυναμικής(Εικ. 6).
Μια απλούστερη διατύπωση του τρίτου νόμου του Νεύτωνα είναι: η δύναμη της δράσης είναι ίση με τη δύναμη της αντίδρασης.
Η δύναμη της δράσης και η δύναμη της αντίδρασης είναι πάντα δυνάμεις της ίδιας φύσης. Για παράδειγμα, στο προηγούμενο πείραμα, η δύναμη του πρώτου δυναμόμετρου στο δεύτερο και η δύναμη του δεύτερου δυναμόμετρου στο πρώτο είναι ελαστικές δυνάμεις. Οι δυνάμεις δράσης ενός φορτισμένου σώματος σε ένα άλλο και αντίστροφα είναι δυνάμεις ηλεκτρικής φύσης.
Κάθε μία από τις δυνάμεις αλληλεπίδρασης εφαρμόζεται σε διαφορετικά σώματα. Κατά συνέπεια, οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ των σωμάτων δεν μπορούν να αντισταθμίσουν η μία την άλλη, αν και τυπικά:
Ρύζι. 7. Παράδοξο της προκύπτουσας δύναμης
Ας δείξουμε ένα πείραμα που επιβεβαιώνει τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα. Πριν από την έναρξη του πειράματος, οι κλίμακες βρίσκονται σε ισορροπία: οι δυνάμεις που δρουν στα αριστερά είναι ίσες με όλες τις δυνάμεις που δρουν στα δεξιά (Εικ. 8).
Ρύζι. 8. Οι δυνάμεις που δρουν στα αριστερά είναι ίσες με όλες τις δυνάμεις που δρουν στα δεξιά
Τοποθετήστε το βάρος σε ένα δοχείο με νερό χωρίς να αγγίξετε τα τοιχώματα ή τον πυθμένα του. Μια άνωση που κατευθύνεται κατακόρυφα προς τα πάνω δρα στο βάρος από την πλευρά του νερού. Όμως, σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, οι δυνάμεις προκύπτουν αναγκαστικά σε ζεύγη. Αυτό σημαίνει ότι από την πλευρά του βάρους, μια δύναμη ίση σε μέγεθος με τη δύναμη του Αρχιμήδη, αλλά αντίθετα κατευθυνόμενη, θα αρχίσει να ενεργεί στο νερό, η οποία θα «σπρώξει» το σκάφος προς τα κάτω. Αυτό σημαίνει ότι η ισορροπία θα διαταραχθεί προς το σκάφος με το βάρος (Εικ. 9).
Ρύζι. 9. Η ισορροπία θα διαταραχθεί προς το σκάφος με το βάρος
Έτσι, ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα δηλώνει: εάν ένα σώμα δεν επηρεάζεται από ξένα σώματα, τότε βρίσκεται σε κατάσταση ηρεμίας ή ομοιόμορφης γραμμικής κίνησης σε σχέση με τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς. Από αυτό προκύπτει ότι ο λόγος για την αλλαγή της ταχύτητας ενός σώματος είναι η δύναμη. Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα εξηγεί πώς ένα σώμα κινείται υπό την επίδραση μιας δύναμης. Καθιερώνει μια ποσοτική σχέση μεταξύ επιτάχυνσης και δύναμης.
Ο πρώτος και ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα θεωρούν μόνο ένα σώμα. Ο τρίτος νόμος εξετάζει την αλληλεπίδραση δύο σωμάτων με δυνάμεις ίσες σε μέγεθος και αντίθετες ως προς την κατεύθυνση. Αυτές οι δυνάμεις ονομάζονται δυνάμεις αλληλεπίδρασης. Κατευθύνονται κατά μήκος της ίδιας ευθείας γραμμής και εφαρμόζονται σε διαφορετικά σώματα.
Μερικά χαρακτηριστικά της αλληλεπίδρασης των σωμάτων. Η αρχή της σχετικότητας του Γαλιλαίου
Συμπεράσματα που προκύπτουν όταν εξετάζουμε τους νόμους του Νεύτωνα:
1. Όλες οι δυνάμεις στη φύση εμφανίζονται πάντα σε ζεύγη (Εικ. 10). Εάν εμφανιστεί μια δύναμη, τότε σίγουρα θα εμφανιστεί μια δεύτερη δύναμη που κατευθύνεται αντίθετα προς αυτήν, ενεργώντας από την πλευρά του πρώτου σώματος στο δεύτερο. Και οι δύο αυτές δυνάμεις είναι της ίδιας φύσης.
Ρύζι. 10. Όλες οι δυνάμεις στη φύση εμφανίζονται πάντα σε ζευγάρια
2. Κάθε μία από τις δυνάμεις αλληλεπίδρασης εφαρμόζεται σε διαφορετικά σώματα, επομένως, οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ των σωμάτων δεν μπορούν να αντισταθμίσουν η μία την άλλη.
3. Οι επιταχύνσεις των σωμάτων σε διαφορετικά αδρανειακά συστήματα αναφοράς είναι ίδιες. Οι κυβισμοί και οι ταχύτητες αλλάζουν, αλλά οι επιταχύνσεις όχι. Η μάζα των σωμάτων επίσης δεν εξαρτάται από την επιλογή του συστήματος αναφοράς, πράγμα που σημαίνει ότι η δύναμη δεν θα εξαρτηθεί από αυτό. Δηλαδή σε αδρανειακά πλαίσια αναφοράς όλοι οι νόμοι μηχανική κίνησητο ίδιο - αυτό είναι Η αρχή της σχετικότητας του Γαλιλαίου.
Ανάλυση ποιοτικού προβλήματος
1. Μπορεί ένα άτομο να σηκωθεί χρησιμοποιώντας ένα σχοινί πεταμένο πάνω από ένα μπλοκ εάν το άλλο άκρο του σχοινιού είναι δεμένο στη ζώνη του ατόμου και το μπλοκ είναι ακίνητο;
Ρύζι. 11. Εικονογράφηση για το πρόβλημα
Με την πρώτη ματιά, φαίνεται ότι η δύναμη με την οποία ένα άτομο ενεργεί στο σχοινί είναι ίση με τη δύναμη με την οποία το σχοινί ενεργεί σε ένα άτομο (Εικ. 11). Αλλά η δύναμη εφαρμόζεται μέσω του σχοινιού στο μπλοκ και η δύναμη εφαρμόζεται στο άτομο, επομένως, το άτομο θα μπορεί να σηκωθεί κατά μήκος αυτού του σχοινιού. Ένα τέτοιο σύστημα δεν είναι κλειστό. Το σύστημα «άνθρωπος σχοινί» περιλαμβάνει ένα μπλοκ.
2. Μπορεί κάποιος να σπρώξει ένα σκάφος εάν ο ίδιος βρίσκεται σε αυτό το σκάφος και ακουμπά τα χέρια του σε μια από τις πλευρές;
Ρύζι. 12. Εικονογράφηση για το πρόβλημα
Σε αυτό το πρόβλημα, το σύστημα «άνθρωπος - βάρκα» είναι κλειστό (Εικ. 12), δηλαδή η δύναμη με την οποία ένα άτομο πιέζει στο πλάι του σκάφους είναι ίση με τη δύναμη με την οποία η πλευρά του σκάφους ενεργεί σε ένα πρόσωπο, αλλά κατευθύνεται προς την αντίθετη πλευρά. Δεν θα υπάρξει κίνηση.
3. Μπορεί κάποιος να τραβήξει τον εαυτό του από ένα βάλτο από τα μαλλιά του;
Ρύζι. 13. Εικονογράφηση για το πρόβλημα
Το σύστημα είναι επίσης κλειστό. Η δύναμη με την οποία το χέρι ενεργεί στα μαλλιά είναι ίση με τη δύναμη με την οποία τα μαλλιά ενεργούν στο χέρι, αλλά κατευθύνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση (Εικ. 14). Ένα άτομο δεν μπορεί να τραβήξει τον εαυτό του από το βάλτο από τα μαλλιά του.
Αναφορές
- G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, Ν.Ν. Σότσκι. Φυσική 10. - Μ.: Εκπαίδευση, 2008.
- Α.Π. Ρίμκεβιτς. Φυσική. Βιβλίο προβλημάτων 10-11. - M.: Bustard, 2006.
- O.Ya. Σαβτσένκο. Προβλήματα φυσικής. - Μ.: Nauka, 1988.
- A.V. Peryshkin, V.V. Κραυκλής. μάθημα φυσικής. Τ. 1. - Μ.: Πολιτεία. δάσκαλος εκδ. ελάχ. εκπαίδευση της RSFSR, 1957.
- Διαδικτυακή πύλη "raal100.narod.ru" ()
- Διαδικτυακή πύλη "physics.ru" ()
- Διαδικτυακή πύλη "bambookes.ru" ()
- Διαδικτυακή πύλη «bourabai.kz» ()
Σχολική εργασία στο σπίτι
- Ερωτήσεις στο τέλος της παραγράφου 26 (σελ. 70) - Γ.Υα. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, Ν.Ν. Σότσκι. Φυσική 10 (βλ. λίστα προτεινόμενων αναγνώσεων)
- Ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα διατυπώθηκε από τον ίδιο τον Νεύτωνα ως εξής: «Για μια δράση υπάρχει πάντα μια ίση και αντίθετη αντίδραση». Υπάρχει φυσική διαφορά μεταξύ δράσης και αντίδρασης; Τι είναι η «δράση» και η «αντίδραση» του Νεύτωνα;
- Είναι αληθής η δήλωση: η ταχύτητα ενός σώματος καθορίζεται από τη δύναμη που ασκεί σε αυτό;
- Ένα κουνούπι χτύπησε το παρμπρίζ ενός κινούμενου αυτοκινήτου. Συγκρίνετε τις δυνάμεις που ασκούνται σε ένα κουνούπι και ένα αυτοκίνητο κατά τη διάρκεια μιας πρόσκρουσης.
Όταν τα σώματα αλληλεπιδρούν, οι δυνάμεις που προκύπτουν μεταξύ τους είναι ίσες σε μέγεθος και στρέφονται μεταξύ τους. Έτσι λειτουργεί ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα, ο οποίος είναι σημαντικός όχι μόνο στη μηχανική, αλλά και σε θέματα της 10ης τάξης - ηλεκτρισμός και μαγνητισμός.
Διατύπωση
Ο Ισαάκ Νεύτων, στις μαθηματικές αρχές της φυσικής φιλοσοφίας, εισήγαγε την αρχή που τώρα είναι γνωστή ως ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα. Σύμφωνα με αυτή την αρχή, για κάθε δράση υπάρχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση. Στη σύγχρονη φυσική, διατυπώνεται διαφορετικά: τα υλικά σημεία δρουν μεταξύ τους με δυνάμεις της ίδιας φύσης, οι απόλυτες τιμές των οποίων είναι ίσες και οι κατευθύνσεις είναι αντίθετες.
Ο μηχανισμός του τρίτου νόμου περιγράφεται ξεκάθαρα από ένα σύστημα δύο σωμάτων που συνδέονται με ένα νήμα. Εάν τραβηχτεί ένα από τα σώματα, θα προκύψει μια δύναμη τάσης στο νήμα. Δρα εξίσου σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις.
Ρύζι. 1. Δύναμη εφελκυσμού του νήματος.
Ένα άλλο παράδειγμα είναι ένα αντικείμενο που βρίσκεται σε οποιαδήποτε επιφάνεια. Το ίδιο το αντικείμενο πιέζει την επιφάνεια με μια δύναμη $\vec P = m \vec g$, που ονομάζεται βάρος του σώματος. Από την άλλη πλευρά, η επιφάνεια δρα στο αντικείμενο με μια δύναμη $\vec N = m \vec g$, που ονομάζεται κανονική δύναμη αντίδρασης του στηρίγματος.
Ρύζι. 2. Σωματικό βάρος και αντίδραση εδάφους.
Η δύναμη της παγκόσμιας βαρύτητας ενεργεί επίσης αμοιβαία. Όπως η Γη έλκει τη Σελήνη, έτσι και η Σελήνη έλκει τη Γη. Αλλά επειδή η επιτάχυνση της βαρύτητας για τη Σελήνη είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι για τη Γη, εξωτερικά όλα μοιάζουν σαν να πέφτει μόνο η Σελήνη.
Ρύζι. 3. Έλξη των σωμάτων μεταξύ τους.
Ο τύπος για τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα μοιάζει με αυτό:
$F_(1,2) = – F_(2,1)$, όπου το σύμβολο μείον δείχνει πώς κατευθύνονται οι δυνάμεις.
Ισχύει για αδρανειακά συστήματα αναφοράς και δυνάμεις οποιασδήποτε φύσης. Έτσι, οι δυνάμεις της αλληλεπίδρασης Coulomb μεταξύ των σημειακών φορτίων είναι ίσες σε μέγεθος και αντίθετες στην κατεύθυνση, και ο ίδιος ο νόμος του Coulomb στη μαθηματική σημειογραφία μοιάζει με τον νόμο της παγκόσμιας έλξης.
Προσθήκη στους άλλους νόμους του Νεύτωνα
Σε ένα κλειστό σύστημα, οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ των υλικών σημείων προκύπτουν σε ζεύγη και ισορροπούν μεταξύ τους και το ίδιο το σύστημα βρίσκεται σε ηρεμία. Αυτή η προσθήκη στον πρώτο και τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα οδηγεί στο νόμο της διατήρησης της ορμής σε ένα κλειστό σύστημα.
Εάν το σύστημα δεν ασκείται από εξωτερική δύναμη, τότε η συνολική μεταβολή της ορμής των σημείων του είναι μηδέν:
$(d \πάνω από dt)\sum\limits_(i=1)^n \vec p_n = 0$
Καθήκοντα
- Το αγόρι κλώτσησε την μπάλα, δίνοντάς της επιτάχυνση ίση με $2 m/s^2$. Η μάζα της μπάλας είναι 300 γραμμάρια. Βρείτε τη δύναμη της αλληλεπίδρασής τους.
Διάλυμα
Σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, η δύναμη με την οποία το αγόρι κλωτσάει τη μπάλα είναι ίση με τη δύναμη με την οποία η μπάλα κλωτσάει το αγόρι:
$F_(1,2) = – F_(2,1) = F$, όπου F είναι η δύναμη αλληλεπίδρασης.
$F = ma = (0,3 \cdot 2) = 0,6 N$
- Ο άντρας στο νερό έσπρωξε από το πλάι. Η μάζα ενός ατόμου είναι 60 kg, η επιτάχυνση που έλαβε είναι $1 m/s^2$. Βρείτε τη δύναμη με την οποία απωθείται η πλευρά από το άτομο. Παραμελήστε την αντοχή στο νερό.
Διάλυμα
Σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, η δύναμη με την οποία η πλευρά ενεργεί σε ένα άτομο είναι ίση με τη δύναμη με την οποία το άτομο ενεργεί στο πλάι.
$F_(1,2) = – F_(2,1)$
$F_(1,2) = ma = 60 N$
$F_(2,1) = – 60 N$
Τι μάθαμε;
Κατά τη διάρκεια του μαθήματος διατυπώθηκε ο ορισμός του τρίτου νόμου του Νεύτωνα, εξετάστηκαν παραδείγματα που τον απεικονίζουν, δόθηκε μια μαθηματική αναπαράσταση του νόμου και δόθηκε μια σημαντική προσθήκη που προκύπτει από αυτόν - η διατήρηση της ορμής ενός κλειστού συστήματος. Στο τέλος του μαθήματος αναλύονται οι εργασίες.
Δοκιμή για το θέμα
Αξιολόγηση της έκθεσης
Μέση βαθμολογία: 4.6. Συνολικές βαθμολογίες που ελήφθησαν: 293.
Θυμάμαι!!!
- Η δυναμική ενός υλικού σημείου βασίζεται στους τρεις νόμους του Νεύτωνα.
- Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα - ο νόμος της αδράνειας
- Με τον όρο σώμα εννοούμε ένα υλικό σημείο, η κίνηση του οποίου θεωρείται σε αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς.
1. Σκεύασμα
«Υπάρχουν τέτοια αδρανειακά συστήματα αναφοράς σε σχέση με τα οποία το σώμα, εάν δεν ενεργούν άλλες δυνάμεις πάνω του (ή η δράση άλλων δυνάμεων αντισταθμίζεται), βρίσκεται σε ηρεμία ή κινείται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα».
2. Ορισμός
Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα - κάθε υλικό σημείο (σώμα) διατηρεί μια κατάσταση ηρεμίας ή ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση έως ότου η επίδραση άλλων σωμάτων το αναγκάσει να αλλάξει αυτή την κατάσταση.
Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα - ο νόμος της αδράνειας (ο Γαλιλαίος εξήγαγε το νόμο της αδράνειας)
Νόμος της Αδράνειας: Εάν δεν υπάρχουν εξωτερικές επιρροές στο σώμα, τότε αυτό το σώμα διατηρεί μια κατάσταση ηρεμίας ή ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση σε σχέση με τη Γη.
Αδρανειακό σύστημα αναφοράς (IRS)- ένα σύστημα που είτε βρίσκεται σε ηρεμία είτε κινείται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα σε σχέση με κάποιο άλλο αδρανειακό σύστημα. Εκείνοι. ένα πλαίσιο αναφοράς στο οποίο ικανοποιείται ο 1ος νόμος του Νεύτωνα.
- Βάρος σώματος– ποσοτικό μέτρο της αδράνειας του. Στο SI μετριέται σε κιλά.
- Δύναμη– ποσοτικό μέτρο της αλληλεπίδρασης των σωμάτων. Δύναμη - διανυσματική ποσότητακαι μετριέται σε Newton (N). Μια δύναμη που προκαλεί το ίδιο αποτέλεσμα σε ένα σώμα με πολλές δυνάμεις που δρουν ταυτόχρονα ονομάζεται αποτέλεσμα αυτών των δυνάμεων.
