Законы Ньютона

Давайте рассмотрим их с примерами и простым языком.

Первый закон Ньютона – Закон инерции:

Этот закон гласит, что объект остается в покое или движется равномерно прямолинейно, если на него не действует никаких внешних сил. Иначе говоря, объекты "не любят" менять свое состояние движения без вмешательства. Формулировка первого закона выглядит так:

она означает, что вектор скорости объекта будет постоянным, если к объекту не прикладывать силы.

Инерция – это важное понятие в физике, и оно помогает нам понимать, почему объекты ведут себя так, как они ведут себя в различных ситуациях.

Примеры:

• Когда мяч лежит на столе, он остается на месте до тех пор, пока вы не начнете его толкать. Это потому, что мяч сохраняет свое состояние покоя согласно первому закону Ньютона.

• Бейсбольный мяч: Бейсбольный мяч, брошенный игроком, продолжает двигаться до тех пор, пока не достигнет бейсболной биты или земли. Это происходит из-за инерции мяча. Он сохраняет свое движение, пока не действуют силы, такие как сопротивление воздуха и гравитация.

• Ползущий автобус: Если автобус начинает двигаться после остановки, пассажиры, не удерживаясь, могут почувствовать, что их тело немного отстает от движения автобуса. Это также связано с инерцией. Пассажиры, включая воздух в салоне, стремятся сохранить свое состояние покоя, пока не начнут двигаться вместе с автобусом.

Второй закон Ньютона – Закон движения:

Этот закон утверждает, что сила, действующая на объект, равна произведению массы объекта на ускорение, которое эта сила вызывает. Известная формула:

где – равнодействующая сила [H], – масса [кг], – ускорение.

Пример:

• Когда вы толкаете машину, она начинает двигаться. Чем сильнее вы толкаете (большая сила), и чем легче машина (меньшая масса), тем быстрее она ускоряется. Это объясняется вторым законом Ньютона.

• Бросок мяча: При броске мяча вам приходится приложить силу к мячу, чтобы он летел. Если вы сильно бросаете мяч, он будет иметь большое ускорение, что позволит ему лететь на большое расстояние. Если мяч имеет большую массу, вам также потребуется больше силы для придания ему ускорения.

• Падение тела: Когда предмет падает под воздействием гравитационной силы, его ускорение зависит от его массы. Объекты разных масс будут иметь разное ускорение при свободном падении, но они будут подчиняться одной и той же формуле .

Второй закон Ньютона является важным инструментом для анализа и понимания движения объектов и определяет, какие силы требуются для изменения состояния движения объектов с разной массой.

Третий закон Ньютона – Закон взаимодействия:

Этот закон утверждает, что каждому действию соответствует противоположное по величине и равное по направлению противодействие. Или, другими словами, если вы оказываете силу на объект, объект также оказывает силу на вас. Формулировка этого закона такая:

где сила, с которой тело действует на тело [H], сила, с которой тело действует на тело [H].

Пример:

• Когда вы плавно нажимаете на дверь, она открывается. Это происходит потому, что ваша рука оказывает силу на дверь, и дверь оказывает равную по величине, но противоположно направленную силу на вашу руку, что позволяет ей открыться.

• Бегун на старте: Когда бегун отталкивается от стартовой площадки, он оказывает силу в сторону, прочь от площадки. В соответствии с третьим законом, стартовая площадка также оказывает равную по величине, но противоположно направленную силу на бегуна, что позволяет ему начать движение вперед.

• Баллистическое движение: При стрельбе из орудия или пушки, сила взрыва порошка внутри ствола орудия создает огромное давление, которое выталкивает пулю вперед. Согласно третьему закону Ньютона, давление, создаваемое внутри орудия, оказывает равную по величине, но противоположно направленную силу на пулю, что заставляет ее двигаться вперед.

Третий закон Ньютона демонстрирует важный принцип взаимодействия объектов в мире и объясняет, как одно действие приводит к противоположной реакции.

Законы Ньютона помогают нам понимать, почему объекты двигаются так, как они двигаются, и почему происходят разнообразные физические явления в нашей жизни. Эти законы являются угловыми камнями классической механики и остаются фундаментальными для нашего понимания мира.