De Newtons första lag, även känd som tröghetslagen, Det föreslogs först av Isaac Newton, en engelsk fysiker, matematiker, filosof, teolog, uppfinnare och alkemist. Denna lag fastställer följande: ”Om ett objekt inte utsätts för någon kraft, eller om de krafter som verkar på det avbryter varandra, kommer det att fortsätta att röra sig med konstant hastighet i en rak linje. "
I detta uttalande är nyckelordet fortsättning följer. Om lagens förutsättningar uppfylls kommer objektet att fortsätta med sin rörelse som det hade. Om inte en obalanserad kraft dyker upp och ändrar rörelsens tillstånd.
Detta innebär att om objektet är i vila kommer det att fortsätta att vila, förutom om en kraft tar det ur det tillståndet. Det betyder också att om ett objekt rör sig med en fast hastighet i rak riktning kommer det att fortsätta att röra sig på det sättet. Det ändras bara när någon extern agent utövar en kraft på den och ändrar hastigheten..
Artikelindex
Isaac Newton föddes i Woolsthorpe Manor (Storbritannien) den 4 januari 1643 och dog i London 1727.
Det exakta datumet då Sir Isaac Newton upptäckte sina tre dynamiklagar, inklusive den första lagen, är inte känt med säkerhet. Men det är känt att det dröjde långt innan publiceringen av den berömda boken Matematiska principer för naturfilosofi, 5 juli 1687.
Ordboken från Royal Spanish Academy definierar ordet tröghet enligt följande:
"Kroppens egendom för att upprätthålla vilotillstånd eller rörelse om inte genom en styrka".
Denna term används också för att bekräfta att någon situation förblir oförändrad eftersom ingen ansträngning har gjorts för att uppnå den, därför har ordet tröghet ibland en konnotation av rutin eller lathet..
Före Newton var de dominerande idéerna de av den stora grekiska filosofen Aristoteles, som sade att för att ett objekt ska kunna röra sig måste en kraft agera på det. När kraften upphör, kommer också rörelsen att göra det. Det är inte så, men även idag tror många det.
Galileo Galilei, en lysande italiensk astronom och fysiker som bodde mellan 1564 och 1642, experimenterade och analyserade kropparnas rörelse.
En av Galileos observationer var att en kropp som glider på en jämn och polerad yta med en viss initial impuls, tar längre tid att stanna och har större rörelse i en rak linje, eftersom friktionen mellan kroppen och ytan är mindre.
Det är uppenbart att Galileo hanterade tröghetsidén, men han kom inte för att formulera ett uttalande så exakt som Newton.
Nedan föreslår vi några enkla experiment, som läsaren kan genomföra och bekräfta resultaten. Observationerna kommer också att analyseras enligt den aristoteliska rörelsevisionen och den newtonska visionen..
En låda drivs på golvet och sedan drivkraften hängs upp. Vi observerar att lådan färdas en kort väg tills den stannar.
Låt oss tolka det tidigare experimentet och dess resultat, inom ramen för teorierna före Newton och sedan enligt den första lagen.
I den aristoteliska visionen var förklaringen mycket tydlig: lådan stannade eftersom kraften som rörde den hängde upp.
Enligt Newtonian kan lådan på golvet / marken inte fortsätta att röra sig med den hastighet den hade när kraften upphängdes, eftersom mellan golvet och lådan finns en obalanserad kraft som gör att hastigheten minskar tills boxstopp. Det handlar om friktionskraften.
I detta experiment uppfylls premisserna för Newtons första lag inte, så rutan stannade.
Återigen är det lådan på golvet / marken. Vid denna möjlighet bibehålls kraften på lådan på ett sådant sätt att den kompenserar eller balanserar friktionskraften. Detta händer när vi får rutan att följa med konstant hastighet och i rak riktning.
Detta experiment strider inte mot den aristoteliska synen på rörelse: lådan rör sig med konstant hastighet eftersom en kraft utövas på den.
Det motsäger inte heller Newtons tillvägagångssätt, eftersom alla krafter som verkar på lådan är balanserade. Låt oss se:
Även i vertikal riktning balanseras krafterna, eftersom lådans vikt, som är en kraft som pekar vertikalt nedåt, exakt kompenseras av den kontakt (eller normala) kraft som marken utövar på lådan vertikalt uppåt..
Förresten beror vikten på lådan på jordens gravitation.
Vi fortsätter med lådan vilande på golvet. I vertikal riktning är krafterna balanserade, det vill säga den vertikala nettokraften är noll. Det skulle verkligen vara mycket förvånande om lådan flyttade uppåt. Men i horisontell riktning finns friktionskraft.
För att förutsättningen för Newtons första lag ska kunna uppfyllas måste vi minska friktionen till dess minimala uttryck. Vi kan uppnå detta på ett ganska ungefärligt sätt om vi letar efter en mycket slät yta som vi sprutar silikonolja på.
Eftersom silikonolja minskar friktionen till nästan noll, så när denna låda kastas horisontellt kommer den att bibehålla sin hastighet och riktning under en lång sträcka.
Det är samma fenomen som inträffar med en åkare på en ishall eller med ishockeyspucken när de drivs och släpps på egen hand..
I de beskrivna situationerna, där friktionen reduceras nästan till noll, är den resulterande kraften praktiskt taget noll och objektet bibehåller sin hastighet, enligt Newtons första lag..
Enligt den aristoteliska uppfattningen kunde detta inte hända, för enligt denna naiva teori sker rörelse bara när det finns en nettokraft på det rörliga objektet..
Massa är en fysisk mängd som anger mängden materia som en kropp eller ett föremål innehåller.
Massa är då en materiell egenskap. Men materia består av atomer som har massa. Atommassan är koncentrerad i kärnan. Det är protonerna och neutronerna i kärnan som praktiskt taget definierar atomens och materiens massa..
Massan mäts i allmänhet i kilogram (kg), det är basenheten för det internationella systemet för enheter (SI).
Prototypen eller referensen av kg är en platina- och iridiumcylinder som hålls i det internationella byrån för vikter och mått i Sèvres i Frankrike, även om den 2018 kopplades till Planck-konstanten och den nya definitionen träder i kraft den 20 maj 2019.
Det händer att tröghet och massa är relaterade. Ju större massa, desto större tröghet har ett objekt. Det är mycket svårare eller dyrare när det gäller energi att ändra tillståndet för ett mer massivt objekt än ett mindre massivt..
Det krävs till exempel mycket mer kraft och mycket mer arbete för att lyfta en låda (1000 kg) från vila än en låda (1 kg). Det är därför det ofta sägs att den första har mer tröghet än den andra.
På grund av förhållandet mellan tröghet och massa insåg Newton att hastighet ensam inte är representativ för rörelsetillståndet. Det är därför han definierade en mängd som kallas Momentum eller Momentum vilket betecknas med brevet sid y är massprodukten m för hastighet v:
sid = m v
Den djärva i sid och i v ange att de är fysiska vektorstorheter, det vill säga de är storheter med storlek, riktning och mening.
Istället massan m är en skalär kvantitet, till vilken ett nummer tilldelas som kan vara större än eller lika med noll, men aldrig negativt. Hittills har inget objekt med negativ massa hittats i det kända universum..
Newton tog sin fantasi och abstraktion till det yttersta och definierade samtalet fri partikel. En partikel är en materiell punkt. Det vill säga det är som en matematisk punkt men med massa:
En fri partikel är den partikel som är så isolerad, så långt från ett annat objekt i universum att ingenting kan utöva någon interaktion eller kraft på det.
Senare fortsatte Newton att definiera tröghetsreferenssystemen, vilka kommer att vara de där hans tre rörelselagar gäller. Här är definitionerna enligt dessa begrepp:
Varje koordinatsystem som är fäst vid en fri partikel, eller som rör sig med konstant hastighet med avseende på den fria partikeln, kommer att vara ett tröghetsreferenssystem.
Om en partikel är fri, har den konstant fart med avseende på en tröghetsreferensram.
En hockeypuck på 160 gram går på isbanan i 3 km / h. Hitta din fart.
Skivans massa i kilogram är: m = 0.160 kg.
Hastighet i meter över sekunden: v = (3 / 3,6) m / s = 0,8333 m / s
Mängden rörelse eller momentum p beräknas enligt följande: p = m * v = 0,1333 kg * m / s,
Friktionen i den främre skivan anses vara noll, så momentum bevaras så länge ingenting förändrar skivans raka förlopp. Det är dock känt att två krafter verkar på skivan: skivans vikt och kontakten eller den normala kraften som golvet utövar på den..
Beräkna värdet på den normala kraften i newton och dess riktning.
Eftersom drivkraften bevaras måste den resulterande kraften på hockeypucken vara noll. Vikten pekar vertikalt nedåt och är giltig: P = m * g = 0,16 kg * 9,81 m / s²
Den normala kraften måste nödvändigtvis motverka vikten, så den måste peka vertikalt uppåt och dess storlek blir 1,57 N.
Exempel på Newtons lag i verkliga livet.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.