Physics bilang isang agham na nag-aaral ng mga batas ng ating Uniberso, ay gumagamit ng isang karaniwang pamamaraan ng pananaliksik at isang tiyak na sistema ng mga yunit ng pagsukat. Ang yunit ng puwersa ay karaniwang tinutukoy bilang N (newton). Ano ang lakas, paano hanapin at sukatin ito? Tuklasin natin ang isyung ito nang mas detalyado.
Kawili-wili mula sa kasaysayan
Isaac Newton ay isang namumukod-tanging Ingles na siyentipiko noong ika-17 siglo na gumawa ng napakahalagang kontribusyon sa pagbuo ng eksaktong mga agham sa matematika. Siya ang ninuno ng klasikal na pisika. Nagawa niyang ilarawan ang mga batas na namamahala sa malalaking celestial na katawan at maliliit na butil ng buhangin na dinadala ng hangin. Ang isa sa kanyang mga pangunahing tuklas ay ang batas ng unibersal na grabitasyon at ang tatlong pangunahing batas ng mekanika na naglalarawan sa pakikipag-ugnayan ng mga katawan sa kalikasan. Nang maglaon, nakuha ng ibang mga siyentipiko ang mga batas ng friction, rest at sliding dahil lamang sa mga natuklasang siyentipiko ni Isaac Newton.
Kaunting teorya
Isang pisikal na dami ang ipinangalan sa isang scientist. Ang Newton ay isang yunit ng puwersa. Ang mismong kahulugan ng puwersa ay maaaring ilarawan tulad ng sumusunod: "Ang puwersa ay isang sukatan ng dami ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga katawan, o isang dami,na nagpapakilala sa antas ng intensity o tensyon ng mga katawan."
Ang puwersa ay sinusukat sa Newtons para sa isang dahilan. Ang siyentipikong ito ang lumikha ng tatlong hindi matitinag na batas na "kapangyarihan" na may kaugnayan sa araw na ito. Pag-aralan natin ang mga ito gamit ang mga halimbawa.
Unang Batas
Para sa kumpletong pag-unawa sa mga tanong: "Ano ang newton?", "Ang yunit ng pagsukat ng ano?" at "Ano ang pisikal na kahulugan nito?", nararapat na maingat na pag-aralan ang tatlong pangunahing batas ng mekanika.
Ang una ay nagsasabi na kung ang katawan ay hindi apektado ng ibang mga katawan, ito ay magiging pahinga. At kung ang katawan ay gumagalaw, kung gayon sa kawalan ng anumang pagkilos dito, ito ay magpapatuloy sa pare-parehong paggalaw nito sa isang tuwid na linya.
Isipin na ang isang partikular na aklat na may tiyak na masa ay nakahiga sa isang patag na ibabaw ng mesa. Ang pagtukoy sa lahat ng mga puwersa na kumikilos dito, nakuha namin na ito ay ang puwersa ng grabidad, na nakadirekta patayo pababa, at ang puwersa ng reaksyon ng suporta (sa kasong ito, ang talahanayan), na nakadirekta patayo pataas. Dahil ang parehong pwersa ay nagbabalanse sa mga aksyon ng bawat isa, ang magnitude ng resultang puwersa ay zero. Ayon sa unang batas ni Newton, ito ang dahilan kung bakit tahimik ang aklat.
Ikalawang Batas
Ito ay naglalarawan ng ugnayan sa pagitan ng puwersang kumikilos sa isang katawan at ang pagbilis na natatanggap nito dahil sa inilapat na puwersa. Si Isaac Newton, nang bumalangkas ng batas na ito, ang unang gumamit ng pare-parehong halaga ng masa bilang sukatan ng pagpapakita ng pagkawalang-galaw at pagkawalang-galaw ng isang katawan. Tinatawag nila ang inertiaang kakayahan o pag-aari ng mga katawan na mapanatili ang kanilang orihinal na posisyon, iyon ay, upang labanan ang mga panlabas na impluwensya.
Ang pangalawang batas ay kadalasang inilalarawan ng sumusunod na formula: F=am; kung saan ang F ay ang resulta ng lahat ng pwersa na inilapat sa katawan, ang a ay ang acceleration na natanggap ng katawan, at ang m ay ang masa ng katawan. Ang puwersa ay sa wakas ay ipinahayag sa kgm/s2 . Ang expression na ito ay karaniwang tinutukoy sa mga newton.
Ano ang newton sa physics, ano ang kahulugan ng acceleration at paano ito nauugnay sa puwersa? Ang mga tanong na ito ay sinasagot ng pormula ng ikalawang batas ng mekanika. Dapat itong maunawaan na ang batas na ito ay gumagana lamang para sa mga katawan na gumagalaw sa bilis na mas mababa kaysa sa bilis ng liwanag. Sa bilis na malapit sa bilis ng liwanag, gumagana ang bahagyang magkakaibang mga batas, na inangkop ng isang espesyal na seksyon ng physics tungkol sa teorya ng relativity.
pangatlong batas ni Newton
Ito marahil ang pinakanaiintindihan at simpleng batas na naglalarawan sa pakikipag-ugnayan ng dalawang katawan. Sinabi niya na ang lahat ng pwersa ay lumabas nang pares, ibig sabihin, kung ang isang katawan ay kumikilos sa isa pa na may isang tiyak na puwersa, kung gayon ang pangalawang katawan, sa turn, ay kumikilos din sa una na may pantay na puwersa.
Ang mismong mga salita ng batas ng mga siyentipiko ay ang mga sumusunod: "… ang pakikipag-ugnayan ng dalawang katawan sa isa't isa ay pantay sa isa't isa, ngunit nakadirekta sa magkasalungat na direksyon."
Alamin natin kung ano ang newton. Sa pisika, kaugalian na isaalang-alang ang lahat sa mga tiyak na phenomena, samakatuwidNarito ang ilang halimbawa na naglalarawan sa mga batas ng mekanika.
- Ang mga waterfowl tulad ng mga itik, isda o palaka ay gumagalaw sa o sa pamamagitan ng tubig nang eksakto sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan dito. Ang ikatlong batas ni Newton ay nagsasabi na kapag ang isang katawan ay kumilos sa isa pa, ang isang kontraaksyon ay palaging lumitaw, na katumbas ng lakas sa una, ngunit nakadirekta sa kabaligtaran na direksyon. Batay dito, mahihinuha natin na ang paggalaw ng mga itik ay nangyayari dahil sa katotohanang itinutulak nila pabalik ang tubig gamit ang kanilang mga paa, at sila mismo ay lumalangoy pasulong dahil sa pagtugon ng tubig.
- Ang squirrel wheel ay isang pangunahing halimbawa ng pagpapatunay sa ikatlong batas ni Newton. Alam naman siguro ng lahat kung ano ang squirrel wheel. Ito ay isang medyo simpleng disenyo, nakapagpapaalaala sa parehong gulong at tambol. Ito ay inilalagay sa mga kulungan upang ang mga alagang hayop tulad ng mga squirrel o pandekorasyon na daga ay maaaring tumakbo sa paligid. Ang pakikipag-ugnayan ng dalawang katawan, ang gulong at ang hayop, ay nagiging sanhi ng parehong paggalaw ng mga katawan na ito. Bukod dito, kapag ang ardilya ay tumatakbo nang mabilis, ang gulong ay umiikot nang napakabilis, at kapag ito ay bumagal, ang gulong ay nagsisimulang umikot nang mas mabagal. Muli nitong pinatutunayan na ang aksyon at kontraaksyon ay palaging pantay sa isa't isa, bagama't sila ay nakadirekta sa magkasalungat na direksyon.
- Lahat ng gumagalaw sa ating planeta ay gumagalaw lamang dahil sa "response action" ng Earth. Maaaring mukhang kakaiba, ngunit sa katunayan, kapag naglalakad, nagsusumikap lamang tayong itulak ang lupa o anumang iba pang ibabaw. At tayo ay sumusulong, dahil tinutulak tayo ng lupa bilang tugon.
Ano ang newton: isang yunit ng pagsukat opisikal na dami?
Ang mismong kahulugan ng "newton" ay maaaring ilarawan tulad ng sumusunod: "ito ay isang yunit ng puwersa". Ngunit ano ang pisikal na kahulugan nito? Kaya, batay sa pangalawang batas ni Newton, ito ay isang derivative na dami, na tinukoy bilang isang puwersa na may kakayahang baguhin ang bilis ng isang katawan na may mass na 1 kg ng 1 m / s sa loob lamang ng 1 segundo. Ito ay lumalabas na ang newton ay isang dami ng vector, iyon ay, mayroon itong sariling direksyon. Kapag naglapat tayo ng puwersa sa isang bagay, halimbawa, pagtulak ng pinto, sabay-sabay nating itinatakda ang direksyon ng paggalaw, na, ayon sa pangalawang batas, ay magiging kapareho ng direksyon ng puwersa.
Kung susundin mo ang formula, lumalabas na 1 Newton=1 kgm/s 2 . Kapag nilulutas ang iba't ibang mga problema sa mekanika, madalas na kinakailangan na i-convert ang mga newton sa iba pang mga dami. Para sa kaginhawahan, kapag naghahanap ng ilang partikular na halaga, inirerekomendang tandaan ang mga pangunahing pagkakakilanlan na nag-uugnay sa mga newton sa iba pang mga yunit:
- 1 H=105 dyne (ang dyna ay isang yunit ng sukat sa sistema ng CGS);
- 1 N=0.1 kgf (ang kilogram-force ay isang yunit ng puwersa sa ICSS system);
- 1 H=10 -3 sten anumang katawan na tumitimbang ng 1 tonelada).
Ang batas ng unibersal na grabitasyon
Isa sa pinakamahalagang pagtuklas ng siyentipiko, na nagpabago sa ideya ng ating planeta, ay ang batas ng grabidad ni Newton (ano ang gravity, basahin sa ibaba). Siyempre, bago sa kanya ay may mga pagtatangka upang malutas ang misteryo ng pagkahumalingLupa. Halimbawa, si Johannes Kepler ang unang nagmungkahi na hindi lamang ang Earth ang may kaakit-akit na puwersa, kundi pati na rin ang mga katawan mismo ang nakakaakit sa Earth.
Gayunpaman, si Newton lamang ang nakapagpatunay sa matematika ng kaugnayan sa pagitan ng gravity at ng batas ng paggalaw ng planeta. Matapos ang maraming mga eksperimento, natanto ng siyentipiko na sa katunayan, hindi lamang ang Earth ang umaakit ng mga bagay sa sarili nito, ngunit ang lahat ng mga katawan ay naaakit sa isa't isa. Hinango niya ang batas ng grabidad, na nagsasaad na ang anumang mga katawan, kabilang ang mga celestial na katawan, ay naaakit ng puwersa na katumbas ng produkto ng G (gravitational constant) at ang mga masa ng parehong mga katawan m1 m 2 na hinati sa R2 (ang parisukat ng distansya sa pagitan ng mga katawan).
Lahat ng mga batas at pormula na hinango ni Newton ay naging posible na lumikha ng isang integral mathematical model, na ginagamit pa rin sa pananaliksik hindi lamang sa ibabaw ng Earth, kundi pati na rin sa malayo sa ating planeta.
Conversion ng Yunit
Kapag nilutas ang mga problema, dapat mong tandaan ang tungkol sa mga karaniwang prefix ng SI, na ginagamit din para sa mga "Newtonian" na unit ng pagsukat. Halimbawa, sa mga problema tungkol sa mga bagay sa kalawakan, kung saan ang mga masa ng mga katawan ay malaki, madalas na kinakailangan upang gawing simple ang malalaking halaga sa mas maliit. Kung ang solusyon ay naging 5000 N, kung gayon magiging mas maginhawang isulat ang sagot sa anyo ng 5 kN (kiloNewton). Ang mga nasabing unit ay may dalawang uri: multiple at submultiple. Narito ang mga pinaka ginagamit: 102 N=1 hectoNewton (hN); 103 H=1kiloNewton (kN); 106 N=1 megaNewton (MN) at 10-2 N=1 centiNewton (cN); 10-3 N=1 milliNewton (mN); 10-9 N=1 nanoNewton (nN).
