Зміст
- Збалансовані проти незбалансованих сил
- Інерція проти прискорення
- Безумовне проти умовного стану
- Приклад
Закони руху Ісаака Ньютона стали опорою класичної фізики. Ці закони, вперше опубліковані Ньютоном у 1687 році, все ще точно описують світ таким, яким ми його знаємо сьогодні. Його Перший Закон про рух говорить, що предмет, що перебуває в русі, має тенденцію залишатися в русі, якщо на нього не діє інша сила. Цей закон іноді плутають із принципами його другого закону руху, який констатує взаємозв'язок між силою, масою та прискоренням. У цих двох законах, однак, Ньютон обговорює окремі принципи, які, хоча часто переплітаються, все ж описують два різних аспекти механіки.
Збалансовані проти незбалансованих сил
Перший закон Ньютона стосується врівноважених сил, або тих, які перебувають у стані рівноваги. Коли дві сили врівноважуються, вони скасовують одна одну і не роблять чистого впливу на об'єкт. Наприклад, якщо ви та ваш друг обидва тягнете на протилежні кінці мотузки, використовуючи рівну силу, центр мотузки не рухатиметься. Ваші рівні, але протилежні сили скасовують одна одну. Однак другий закон Ньютона описує об'єкти, уражені незбалансованими силами, або сили, які не скасовують. Коли це відбувається, відбувається чистий рух у напрямку до більш потужної сили.
Інерція проти прискорення
Згідно з першим законом Ньютона, коли всі сили, які працюють на об'єкт, збалансовані, цей об'єкт залишиться в стані, в якому він знаходиться. Якщо він рухається, він залишиться рухатися з тією ж швидкістю і в тому ж напрямку. Якщо він не рухається, він ніколи не рухатиметься. Це відомо як Закон Інерції. Відповідно до другого закону Ньютона, якщо статус-кво зміниться так, що сили, що працюють на об'єкт, стануть незбалансованими, об'єкт буде прискорюватися зі швидкістю, описаною рівнянням F = ma, де "F" дорівнює чистій силі, що діє на об'єкт , "m" дорівнює його масі, а "a" дорівнює отриманому прискоренню.
Безумовне проти умовного стану
Інерція та прискорення описують різні властивості об’єкта. Інерція - це безумовна властивість, яку має кожен об'єкт у всі часи, незалежно від того, що з ним відбувається. Об'єкт, однак, не завжди прискорюється. Це відбувається лише за певного набору умов; тому ви можете описати прискорення як умовний стан. Швидкість прискорення також умовна, оскільки вона залежить від маси предметів і величини чистої сили. Наприклад, сила 1 ньютона, що діє на кульку масою 1 г, не призведе до того, що куля прискориться настільки ж, як сила 2 ньютона.
Приклад
Інерція описує, чому люди, що рухаються, повинні бути стримані. Якщо автомобіль повинен раптово зупинитися, люди всередині продовжуватимуть рухатись вперед, якщо ремінь безпеки не застосує протилежну силу. Прискорення описує, чому автомобіль раптово зупинився. Оскільки гальмування є негативним прискоренням, воно регулюється другим законом. Коли сила, яка протистоїла руху автомобілів вперед, стала більшою, ніж сила, що пригнічувала його рух, автомобіль сповільнювався, поки він не зупинився.