Три закона Ньютона: что они означают, как работают и основные формулы

Содержание

1. Первый закон Ньютона
2. Второй закон Ньютона
3. Третий закон Ньютона
4. Пример задачи на законы Ньютона
5. Факты про Ньютона

Исаак Ньютон внес огромный вклад в развитие всей современной науки. Он проводил исследования и открыл несколько законов, которые он систематизировал в своем труде в 1687 году. Это знаменательное для всей физики событие произошло в 1687 году. Всего было 3 закона, которые были объединены в общей работе.

Первый закон Ньютона

Говоря простым языком, можно привести в пример ровную дорогу, на которой лежит мяч. Если мяч пнуть, то он покатится по земле и рано или поздно остановится. Остановка предмета произойдет из-за существования силы трения и сопротивления воздуха. Если считать, что оба этих явления исчезли, то мяч будет двигаться бесконечно долго по прямой дороге с одинаковой скоростью.

Явление инерции проявляется в физике тогда, когда телу был дан какой-то импульс и оно начало движение, и со временем тело двигалось без участия посторонних сил с последующей остановкой.

До Ньютона подобный закон уже был сформулирован Галилео Галилеем. Формулировка отличалась тем, что Галилей сделал ее более легкой. Труды Галилея Ньютон также включил в свой труд, который получил название "Математические начала натуральной философии".

Не существует такого рода систем, при которых тележка без каких-либо внешних сил сама бы покатилась. На тело постоянно будут действовать какие-либо силы, контролировать влияние этих сил на предметы невозможно.

В первую очередь все тела на Земле подчиняются силе тяжести. Абсолютно все притягивается к поверхности Земли. Для того чтобы человек мог успешно передвигаться пешком, ему требуется преодолевать воздействия множества сил.

Второй закон Ньютона

В прошлом законе к тележке была применена сила для того, чтобы привести ее в движение. Любой поймет, что спустя пару метров она остановится. Значит, ее скорость изменится и станет равной нулю.

В реальном мире практически не существует тел, которые могли бы перемещаться равномерно и прямолинейно. Скорость любого тела постоянно изменяется. Другими словами, любые тела на Земле движутся с ускорением.

Любое тело падает вниз с одинаковым ускорением. При этом неважно, что это конкретно да тело. Оно может быть и легким, и тяжелым. Также неважно, какая плотность у тела. Любой предмет на Земле будет падать с одним и тем же ускорением.

Второй закон Ньютона может позволить установить связь между такими величинами, как масса тела, его ускорение, а также сила, которая будет действовать на объект.

Следует учитывать, что если на определенное тело будет действовать одновременно несколько сил, то необходимо считать их равнодействующую. Например, если горнолыжник спускается по склону, то на него будут действовать три силы:

Второй закон Ньютона будет работать только тел, которые имеют движение гораздо меньшей скорости света.

Также может существовать наиболее универсальная формулировка подобного закона, которая называется дифференциальный вид:

Она будет гласить нам о том, что в бесконечно малый промежуток времени от dt силы, которая будет действовать на тело будет равной производной его импульса на определенный временной промежуток.

Третий закон Ньютона

И в чем же может состоять следующий закон Ньютона? Этот закон будет связан с взаимодействием любых тел.

Формулировка этого закона, наверное, самая простая, поэтому его легко запомнить. Суть этого закона заключена в том, что вся сила действия будет равняться силе его противодействия. Таким образом, формула будет иметь следующий вид:

Если говорить понятнее, то третий закон ньютона основан на действии и противодействии сил.

Пример задачи на законы Ньютона

Ниже будет приведена задавая для решения которой требуется знать первый и второй законы Ньютона.

Десантник при падении с высоты раскрыл парашют. Он падает с постоянной скоростью. Требуется вычислить силу сопротивления воздуха при условии, что масса десантника составляет 100 кг.

Исходя из первого закона Ньютона известно, что парашютист будет лететь вниз прямолинейно и равномерно.

Также известно то, что на падающего десантника воздействуют всего 2 силы: тяжесть и сопротивление воздуха. Причем сила тяжести направлена вверх, а сопротивление направлено вниз.

Теперь нужно использовать второй закон Ньютона. Достаточно массу десантника умножить на ускорение свободного падения.

После проведения расчетов получаем ответ о том, что Сила сопротивления будет равняться силе тяжести по модулю, тем самым противоположно направленной

Следующая задача также является довольно интересной. С ее помощью можно проверить, насколько хорошо был усвоен третий закон.

Комар случайно врезался в стекло машины. Требуется сравнить силы, которые воздействуют на комара и авто.

Достаточно вспомнить формулировку третьего закона, которая состоит всего из 1 предложения. Этого достаточно, чтобы решить задачу. Сразу становится понятно, что сила, которую приложил комар к автомобилю, равняется силе, приложенной автомобилем к комару.

Другим делом станет то, что действие данных сил будет в несколько раз отличаться по многим параметрам.

Мифы и факты про Ньютона

Ньютону было 45 лет, когда он опубликовал свой основной труд. Этот труд стал основой современной физики и оказал огромное влияние на развитие мира.

Помимо физики, ученый занимался и другими науками, например химией. Из хобби у него было рисование. Также Ньютон записался поэзией.

• Факт. Ученый никогда не желал получить к славу. Он был чересчур скромным человеком. Его открытия навсегда закрепили его имя в истории, только поэтому о нем знает весь мир. Сам же Ньютон пытался даже избегать славы.
• Факт. Поскольку Ньютон работал в университете, он занимался преподаванием. Делать он этого не хотел, но ему приходилось. Несмотря на то, что он был ученым, посещаемость его занятий была крайне низкой. Все дело в том, что Ньютон был постоянно погружен в свои исследования.
• Факт. Вся современная наука сейчас должна быть благодарна Ньютону за то, что он не послушался свою мать и пошел учиться дальше. Если бы он не продолжил обучение, он бы занимался сельским хозяйством и выпивал в баре. Уговорить ученого продолжить заниматься наукой смогли его учителя и дядя.
• Факт. Исаак Ньютон родился больным и слабым ребенком. Его родители даже сомневались в том, что он выживет.
• Миф. Из-за того, что Ньютон постоянно занимался наукой, происходили даже конфликты с родителями. Они надеялись на его помощь, но он им ей не оказывал. Он ничем не хотел заниматься, кроме науки.
• Миф. Есть популярное мнение о том, что Ньютон открыл закон всемирного тяготения из-за того, что на его голову упало обычное яблоко. Однако ничего ему не падало наголову.

Компания «РосДиплом» на протяжении 20 лет занимается студенческими работами и предлагает помощь студентам во всех областях и темах. Наши преимущества: огромный опыт работы, лучшие авторы, собранные со всех уголков России, гарантии успешной сдачи и оптимальной цены, а также индивидуальный подход к каждому клиенту.