Physik

Newtons Gesetze


Wenn es um Körperdynamik geht, fällt mir Isaac Newtons klassisches und mythologisches Bild ein, in dem er sein Buch unter einem Apfelbaum liest. Plötzlich fällt dir ein Apfel auf den Kopf. Es wird berichtet, dass dies der erste Schritt zum Verständnis der Schwerkraft war, die den Apfel anzieht.

Mit dem Verständnis der Schwerkraft kamen das Verständnis der Kraft und Newtons drei Gesetze.

In der Kinematik untersucht man Bewegung, ohne die Ursache zu verstehen. In der Dynamik untersuchen wir die Beziehung zwischen Kraft und Bewegung.

Stärke: Es ist eine Interaktion zwischen zwei Körpern.

Das Konzept der Kraft ist intuitiv, aber um es zu verstehen, kann es auf Effekten basieren, die durch sie verursacht werden, wie zum Beispiel:

Beschleunigung: Bewirkt, dass der Körper seine Geschwindigkeit ändert, wenn eine Kraft angewendet wird.

Verformung: Der Körper verändert seine Form, wenn er einer Kraft ausgesetzt ist.

Resultierende Kraft: Es ist die Kraft, die den gleichen Effekt wie alle anderen auf einen Körper ausübt.

Angesichts verschiedener Kräfte, die auf einen Körper einwirken:

Die resultierende Kraft ist gleich der Vektorsumme aller ausgeübten Kräfte:

Newtons Gesetze bilden die drei Grundpfeiler der sogenannten klassischen Mechanik, weshalb sie auch als Newtonsche Mechanik bezeichnet wird.

Newtons erstes Gesetz - Prinzip der Trägheit

  • Wenn wir in einem Auto sitzen und das Auto um eine Kurve fährt, tendiert unser Körper dazu, bei der gleichen Vektorgeschwindigkeit zu bleiben wie vor der Kurve. Es entsteht der Eindruck, dass er auf die gegenüberliegende Seite der Kurve "geworfen" wird. Dies liegt daran, dass die Vektorgeschwindigkeit die Flugbahn tangiert.
  • Wenn wir uns in einem fahrenden Auto befinden und es plötzlich bremst, haben wir das Gefühl, nach vorne geworfen zu werden, da unser Körper dazu neigt, in Bewegung zu bleiben.

Diese und einige andere ähnliche Effekte werden durch das Trägheitsprinzip erklärt, dessen Wortlaut lautet:

"Ein Körper in Ruhe neigt dazu, in Ruhe zu bleiben, und ein Körper in Bewegung neigt dazu, in Bewegung zu bleiben."

Daraus folgt, dass ein Körper seinen Trägheitszustand nur dann ändert, wenn jemand oder etwas eine resultierende Kraft ungleich Null auf ihn ausübt.

Newtons 2. Hauptsatz - Grundprinzip der Dynamik

Wenn wir die gleiche Kraft auf zwei Körper unterschiedlicher Masse ausüben, stellen wir fest, dass sie nicht die gleiche Beschleunigung erzeugen.

Das 2. Newtonsche Gesetz besagt, dass die Kraft immer direkt proportional zum Produkt der Beschleunigung eines Körpers durch seine Masse ist, nämlich:

oder im Modul: F = ma

Wo:

F ist das Ergebnis aller auf den Körper einwirkenden Kräfte (bei N);

m ist die Körpermasse, bei der Kräfte wirken (in kg);

a ist die erfasste Beschleunigung (in m / s²).

Die Krafteinheit im internationalen System ist N (Newton), was kg m / s² (Quadratkilometer pro Sekunde) entspricht.

Beispiel

Wenn eine Kraft von 12 N auf einen 2 kg schweren Körper ausgeübt wird, welche Beschleunigung wird dadurch erzielt?

F = ma

12 = 2a

a = 6 m / s²

Zugkraft

Bei einem System, bei dem ein Körper von einem idealen Draht gezogen wird, ist er nicht dehnbar, flexibel und hat eine vernachlässigbare Masse.

Wir können annehmen, dass die Kraft auf den Draht ausgeübt wird, was wiederum eine Kraft auf den Körper ausübt, die wir Zugkraft nennen. .

Newtons 3. Gesetz - Prinzip von Aktion und Reaktion

Wenn eine Person eine Kiste mit einer F-Kraft drückt, können wir sagen, dass es sich um eine Aktionskraft handelt. aber nach dem dritten Newtonschen Gesetz gibt es immer dann, wenn dies eintritt, eine andere Kraft mit gleichem Modul und gleicher Richtung, und entgegengesetzt zur Kraft der Wirkung wird dies die Reaktionskraft genannt.

Dies ist das Prinzip von Handeln und Reagieren, dessen Aussage lautet:

"Kräfte wirken immer paarweise, für jede Aktionskraft gibt es eine Reaktionskraft."


Video: Newtonschen Axiome Tr├Ągheitssatz, Aktionsprinzip, Reaktionsprinzip Gehe auf (Oktober 2021).