- Định luật Newton là gì?
- Định luật thứ nhất của Newton hoặc Định luật quán tính
- Định luật thứ hai hoặc định luật cơ bản của động lực học
- Luật thứ ba hoặc Nguyên tắc hành động và phản ứng
- Tiểu sử Isaac Newton
Chúng tôi giải thích Định luật Newton là gì, chúng giải thích quán tính, động lực học và nguyên lý phản ứng-hành động như thế nào.
Định luật Newton là gì?
Định luật Newton hoặc Định luật chuyển động của Newton là ba nguyên lý cơ bản dựa trên cơ sở của cơ học cổ điển, một trong những nhánh của thuộc vật chất. Chúng đã được công nhận bởi Ngài Isaac Newton trong tác phẩm của ông Philosohiae naturalis precisionia mathematica ("Các nguyên tắc toán học của triết học tự nhiên") năm 1687.
Bộ quy luật vật lý này đã cách mạng hóa các khái niệm cơ bản liên quan đến sự chuyển động của những cơ thể mà nhân loại đã có. Cùng với sự đóng góp của Galileo Galilei, nó tạo thành cơ sở củanăng động. Khi kết hợp vớiLuật vạn vật hấp dẫn của Albert Einstein, cho phép chúng ta suy luận và giải thích Định luật Kepler về chuyển động của hành tinh.
Tuy nhiên, các Định luật Newton chỉ có giá trị trong các hệ quy chiếu quán tính, tức là các hệ quy chiếu không được gia tốc và trong đó chỉ có các lực thực can thiệp. Hơn nữa, các luật này có hiệu lực đối với các đối tượng di chuyển với tốc độ chậm hơn nhiều so với tốc độ ánh sáng (300.000 km / s).
Các định luật Newton bắt đầu từ việc coi chuyển động là sự dời chỗ từ một đối tượng từ nơi này đến nơi khác, có tính đến nơi xảy ra nó, cũng có thể chuyển động với tốc độ không đổi so với nơi khác.
Định luật thứ nhất của Newton hoặc Định luật quán tính
Các Định luật đầu tiên của Newton mâu thuẫn với một nguyên tắc được xây dựng trong cổ xưa bởi nhà hiền triết Hy Lạp Aristotle, người mà một cơ thể chỉ có thể duy trì chuyển động của nó nếu lực lượng bền vững. Thay vào đó, Newton tuyên bố rằng:
"Mọi vật thể đều tồn tại ở trạng thái nghỉ ngơi hoặc chuyển động thẳng đều, trừ khi nó bị buộc phải thay đổi trạng thái bởi các lực tác động lên nó."
Do đó, một vật thể đang chuyển động hoặc đang dừng lại không thể làm thay đổi trạng thái đó, trừ khi có một số loại lực tác dụng lên nó.
Theo nguyên tắc này, chuyển động liên quan đến các cường độ là vectơ (có hướng và cảm giác). Gia tốc có thể được tính từ vận tốc ban đầu và vận tốc cuối cùng. Ngoài ra, ông đề xuất rằng các vật thể chuyển động luôn có xu hướng chuyển động thẳng và đều.
Một ví dụ hoàn hảo về định luậtquán tính anh ta được cấu thành bởi một vận động viên ném tạ trong Thế vận hội. Vận động viên lấy động lượng bằng cách chuyển động theo vòng tròn, quay quả nặng buộc bằng một sợi dây trên trục của chính nó (chuyển động tròn), cho đến khi nó đạt đếnsự tăng tốc cần thiết để thả nó ra và xem nó bay trên một đường thẳng (chuyển động thẳng đều).
Chuyển động nghiêng này tiếp tục cho đến khiTrọng lực quỹ đạo của nó là đường cong. Đồng thời, ma sát của vật với không khí chậm dần (gia tốc âm) cho đến khi rơi.
Định luật thứ hai hoặc định luật cơ bản của động lực học
Định luật thứ hai của Newton liên quan đến lực, khối lượng và gia tốc.
Trong định luật này, Newton định nghĩa khái niệm lực (được biểu thị bằng F), nói rằng:
"Sự thay đổi của một chuyển động tỷ lệ thuận với lực in trên nó và diễn ra theo đường thẳng mà lực đó in ra."
Điều này có nghĩa là gia tốc của một vật chuyển động luôn phản ứng với lượng lực tác dụng lên nó tại một thời điểm nhất định, để thay đổi quỹ đạo hoặc tốc độ của nó.
Từ những cân nhắc này phát sinh ra phương trình cơ bản của năng động đối với vật có khối lượng không đổi:
Lực kết quả (Fresultant) = khối lượng (m) x gia tốc (a)
Một lực ròng tác dụng lên vật thể của khối lượng không đổi và cung cấp cho bạn một gia tốc nhất định. Trong trường hợp khối lượng không đổi, công thức sẽ tập trung nhiều hơn vào động lượng (p), theo công thức sau:
Lượng chuyển động (p) = khối lượng (m) x vận tốc (v). Do đó: Fneta = d (m.v) / dt.
Do đó, lực có thể liên quan đến gia tốc và khối lượng, bất kể lực sau có thay đổi hay không.
Để minh họa cho định luật thứ hai này, trường hợp rơi tự do là lý tưởng: nếu chúng ta thả một quả bóng tennis từ một tòa nhà, gia tốc mà nó trải qua sẽ tăng lên khi thời tiết kết thúc, kể từ khi lực hấp dẫn. Do đó, vận tốc ban đầu của nó sẽ bằng không, nhưng một lực không đổi sẽ được tác dụng lên nó theo đường thẳng, hướng xuống.
Luật thứ ba hoặc Nguyên tắc hành động và phản ứng
Theo định luật thứ ba của Newton,
"Mọi hành động đều tương ứng với một phản lực bình đẳng nhưng theo hướng ngược lại: có nghĩa là các hành động tương hỗ của hai cơ thể luôn bằng nhau và hướng theo hướng ngược lại."
Theo cách này, bất cứ khi nào một lực tác dụng lên một vật thể, nó sẽ tác động một lực tương tự lên địa chỉ ngược chiều và có cường độ bằng nhau, vì vậy nếu hai vật (1 và 2) tương tác với nhau thì lực do vật này tác dụng lên vật kia sẽ có độ lớn bằng lực do vật kia tác dụng vào vật thứ nhất, nhưng ngược dấu.
Đó là: F1-2 = F2-1. Lực đầu tiên sẽ được gọi là "hành động" và lực thứ hai là "phản lực".
Để chứng minh định luật thứ ba này, chỉ cần quan sát điều gì sẽ xảy ra khi hai người có khối lượng tương tự chạy ngược chiều nhau và va chạm: cả hai sẽ nhận lực của người kia và sẽ ném theo hướng ngược lại. Điều tương tự cũng xảy ra khi một quả bóng bật ra khỏi tường và được ném vào địa chỉ ngược lại, với một lực tương tự như lực mà chúng ta chiếu vào khi ném nó.
Tiểu sử Isaac Newton
Isaac Newton (1642-1727) sinh ra ở Lincolnshire, Anh. Là con trai của những người nông dân Thanh giáo, sự ra đời của anh ta đã gặp nhiều đau thương và anh ta đến thế giới này gầy gò và ốm yếu đến nỗi họ cho rằng anh ta sẽ không sống được bao lâu.
Tuy nhiên, anh ta lớn lên trở thành một đứa trẻ lập dị, với tài năng sớm môn Toán và triết lý Thiên nhiên. Năm mười tám tuổi, ông vào Đại học Cambridge để tiếp tục việc học của mình. Người ta nói rằng anh ấy bước vào lớp học rất ít, vì mối quan tâm chính của anh ấy là thư viện và đào tạo tự học.
Điều này không cản trở sự phát triển học tập của anh ấy. Ông trở thành một nhà vật lý, thần học, triết học và toán học có tầm quan trọng, được Hiệp hội Hoàng gia công nhận. Ông được ghi nhận với việc phát minh ra phép tính toán học, cũng như các nghiên cứu khác nhau về quang học và nhẹ.
Ngoài ra, ông đã đóng góp to lớn vào sự phát triển của toán học và vật lý: ông đã khám phá ra quang phổ của màu sắc ánh sáng, xây dựng một định luật về Dẫn nhiệt, khác về nguồn gốc của các ngôi sao, về tốc độ của âm thanh tại không khí và cơ học của chất lỏng, và một vân vân khổng lồ. Công việc tuyệt vời của anh ấy là Philosophiae naturalis precisionia mathematica.
Newton qua đời vào năm 1727, sau khi là một nhà khoa học được kính trọng và được vinh danh, nhận được sự bổ nhiệm của chúa ("sir") từ Nữ hoàng Anne của Anh. Anh ta bị đau quặn thận và các bệnh về thận khác, sau nhiều giờ mê sảng, cuối cùng anh ta đã đưa anh ta xuống mộ vào ngày 31 tháng Ba.