newtonin ensimmäinen laki

Fyysinen

2022

Selitämme mikä on Newtonin ensimmäinen laki tai hitauslaki, sen historia, kaava ja esimerkit. Myös muut Newtonin lait.

Kehot jatkavat liikettä tai levossa, ellei niihin kohdisteta muuta voimaa.

Mikä on Newtonin ensimmäinen laki?

Se tunnetaan nimellä Newtonin ensimmäinen laki, Newtonin ensimmäinen liikelaki tai hitauslaki ensimmäiseksi teoreettiseksi postulaatiksi, jonka englantilainen tiedemies ja matemaatikko Isaac Newton ehdotti lain fysikaalisesta luonteesta. liikettä.

Yhdessä muiden lakien (toinen ja kolmas) kanssa, mitä tässä ensimmäisessä käskyssä ilmaistaan fyysistä Liike on osa perusohjeita, joilla newtonilainen tai klassinen mekaniikka toimii. Nämä löydöt mullistavat ikuisesti ymmärryksen asia tiedemiehet ympäri maailmaa.

Newtonin näkökulmaa pidettiin itse asiassa pätevänä seuraavien vuosisatojen ajan, kunnes fysiikan ja tieteen nykyiset edistysaskeleet tapahtuivat.teknologiaa He pakottivat etsimään uusia teorioita.

Albert Einstein teki tutkimuksia ja panoksia, jotka mahdollistivat relativistisen mekaniikan käyttöönoton, joka eroaa newtonilaisesta mekaniikasta siinä, että sillä ei ole absoluuttista vertailukohtaa, kun otetaan huomioon suuruusluokka, kuten sää ja tilaa suhteelliseksi.

Newtonin ensimmäinen laki kuuluu näin:

Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus illud a viribus impressis cogitur statum suum mutare.

Espanjaksi se käännetään:

"Jokainen ruumis jatkaa levossa tai tasaisessa suoraviivaisessa liikkeessä, lähellä voimia, jotka muuttavat sen asentoa."

Tämä tarkoittaa, että esine pyrkii aina säilyttämään tilansa – oli se sitten lepotilassa tai tasaisessa suoraviivaisessa liikkeessä – ellei siihen vaikuta jokin ulkoinen voima, joka pakottaa sen muuttamaan tilaansa.

Newtonin ensimmäisen lain historia

Newton pystyi selittämään Kuun kiertoradalta esineiden putoamiseen.

Galileo Galilei oli jo ennen Newtonia hahmotellut ensimmäisen hitaussääntönsä, jossa hän osoitti, että esineellä on taipumus säilyttää suoraviivainen ja tasainen liike, ellei siihen vaikuta voima, joka pakottaa sen muuttamaan lentorataa.

Hänen löytönsä toimi perustana Newtonille, joka tarkkaili polkua taivaallaKuu, päätteli, että jos se ei ampuisi ulos suorassa linjassa sen tangentin jälkeenkiertoradallaSe johtui siitä, että jokin muu voima vaikutti häneen estääkseen sen. Tämä voima, joka estää sen taivaallisessa tapauksessa, nimettiin uudelleenpainovoima.

Newton oletti, että painovoima toimi etänä, koska mikään ei muodosta fyysistä yhteyttä Maapallo Kuun kanssa. Vastaavasti, kun olympiapallon heittäjä pyörittää instrumenttia omalla akselillaan ja lopulta päästää sen yhtäkkiä irti, se kulkee johonkin suuntaan suoraviivaisesti, mutta jäljittää lopulta paraabelin ja putoaa maahan.

Molemmissa tapauksissa painovoima toimii. Mutta pallon tapauksessa sen lentorataan vaikuttaa myös kitka sen reitillä olevan ilman kanssa, mikä vähentää sen nopeutta. Galileon löytöjen ansiosta Newton saattoi olettaa painovoiman olemassaolon.

Newton julkaisi työssään nämä ja muut selvitykset, jotka muodostavat ensimmäisen ja toisen lakinsa rungon Philosophiae naturalis rincipia mathematica , yksi kaikkien aikojen suurimmista fysiikan tutkielmista.

Inertialain kaava

Newtonin hitauslaki vastaa seuraavaan muotoon:

Σ F = 0 ↔ a = dv / dt = 0

Se on vektorilauseke, koska voimilla on merkitys ja suunta. Tämä tarkoittaa, että ulkoisten voimien puuttuessa nopeus pysyy vakiona ajan kuluessa, eli kiihtyvyys Se on tyhjä.

Esimerkkejä Newtonin ensimmäisestä laista

Esineet putoavat suorassa linjassa, ellei jokin muu voima muuta niiden liikettä.

Tässä laissa on monia yksinkertaisia ​​esimerkkejä:

  • Kaikki esineet putoavat suoraan, ellei tuuli ja/tai kestävyyttä / ilmaa kohdistaa niihin (jos ne ovat erittäin kevyitä) tiettyä vastusta, joka muuttaa niitä siirtymä, kuten puiden lehtien kanssa tapahtuu.
  • Maassa levossa oleva kivi ei liiku ilman sitä työntää alkuvoimaa. Ja kun se kulkee, se jatkaa sitä, kunnes kitka hidastaa sen pysähtymiseen.
  • Jos pinta kiillotetaan kitkavoiman minimoimiseksi, kuten vahattujen lattioiden tapauksessa, liikkeet säilyvät yleensä paljon pidempään, ellei ulkoinen voima estä niitä.

Newtonin muut lait

Hänen edellä mainitussa työssään löydämme myösNewtonin toinen laki, jota kutsutaan nimellä "Perusperiaatedynaaminen”. Tämä laki yrittää kvantifioida voiman käsitteen: esineen liikkeen muutos on suoraan verrannollinen siihen painettuun käyttövoimaan ja tapahtuu sen suoran mukaisesti, jonka mukaan voima suoritetaan.

TheNewtonin kolmas laki Se tunnetaan toiminnan ja reaktion periaatteena, koska se ilmoittaa, että jokaiselle esineeseen kohdistettavalle voimalle on yhtä suuri ja vastakkainen, toisin sanoen vastakkaiseen suuntaan, jonka kohde kohdistaa siihen, joka sitä koskettaa. Tämä tarkoittaa, että jokaiseen toimintaan liittyy samanlainen, mutta päinvastainen reaktio.

Toisin kuin kaksi ensimmäistä, kolmas liikelaki on täysin Newtonin alkuperäinen, ilman aiempia versioita Galileosta.Hooke tai Huygens.

!-- GDPR -->