Fisika as 'n wetenskap wat die wette van ons Heelal bestudeer, gebruik 'n standaardnavorsingsmetodologie en 'n sekere stelsel van meeteenhede. Die eenheid van krag word algemeen na verwys as N (newton). Wat is krag, hoe om dit te vind en te meet? Kom ons ondersoek hierdie kwessie in meer besonderhede.
Interessant uit die geskiedenis
Isaac Newton is 'n uitstaande Engelse wetenskaplike van die 17de eeu wat 'n onskatbare bydrae gelewer het tot die ontwikkeling van die presiese wiskundige wetenskappe. Dit is hy wat die voorvader van klassieke fisika is. Hy het daarin geslaag om die wette te beskryf wat beide groot hemelliggame en klein sandkorrels wat deur die wind weggevoer word, beheer. Een van sy vernaamste ontdekkings is die wet van universele gravitasie en die drie basiese wette van meganika wat die interaksie van liggame in die natuur beskryf. Later kon ander wetenskaplikes die wette van wrywing, rus en gly net danksy die wetenskaplike ontdekkings van Isaac Newton aflei.
'n bietjie teorie
'n Fisiese hoeveelheid is na 'n wetenskaplike vernoem. Newton is 'n eenheid van krag. Die definisie van krag kan soos volg beskryf word: "krag is 'n kwantitatiewe maatstaf van die interaksie tussen liggame, of 'n hoeveelheid,wat die graad van intensiteit of spanning van liggame kenmerk."
Krag word vir 'n rede in Newton gemeet. Dit was hierdie wetenskaplike wat drie onwrikbare "mag"-wette geskep het wat tot vandag toe relevant is. Kom ons bestudeer hulle met voorbeelde.
Eerste Wet
Vir 'n volledige begrip van die vrae: "Wat is 'n newton?", "Die eenheid van meting van wat?" en "Wat is die fisiese betekenis daarvan?", is dit die moeite werd om die drie basiese wette van meganika noukeurig te bestudeer.
Die eerste een sê dat as die liggaam nie deur ander liggame geraak word nie, dan sal dit in rus wees. En as die liggaam in beweging was, sal dit, in die afwesigheid van enige aksie daarop, sy eenvormige beweging in 'n reguit lyn voortsit.
Stel jou voor dat 'n sekere boek met 'n sekere massa op 'n plat tafeloppervlak lê. Deur al die kragte aan te dui wat daarop inwerk, kry ons dat dit die swaartekrag is, wat vertikaal afwaarts gerig is, en die reaksiekrag van die steun (in hierdie geval, die tafel), vertikaal opwaarts gerig. Aangesien beide kragte mekaar se aksies balanseer, is die grootte van die resulterende krag nul. Volgens Newton se eerste wet is dit die rede waarom die boek in rus is.
Tweede Wet
Dit beskryf die verband tussen die krag wat op 'n liggaam inwerk en die versnelling wat dit ontvang as gevolg van die toegepaste krag. Isaac Newton, toe hy hierdie wet geformuleer het, was die eerste wat die konstante waarde van massa gebruik het as 'n maatstaf van die manifestasie van traagheid en traagheid van 'n liggaam. Hulle noem traagheiddie vermoë of eiendom van liggame om hul oorspronklike posisie te behou, dit wil sê om eksterne invloede te weerstaan.
Die tweede wet word dikwels beskryf deur die volgende formule: F=am; waar F die resultant is van alle kragte wat op die liggaam toegepas word, a die versnelling is wat deur die liggaam ontvang word, en m die massa van die liggaam is. Krag word uiteindelik uitgedruk in kgm/s2 . Hierdie uitdrukking word gewoonlik in newton aangedui.
Wat is 'n newton in fisika, wat is die definisie van versnelling en hoe hou dit verband met krag? Hierdie vrae word beantwoord deur die formule van die tweede wet van meganika. Dit moet verstaan word dat hierdie wet slegs werk vir daardie liggame wat teen spoed baie minder as die spoed van lig beweeg. Teen spoed naby aan die spoed van lig, werk effens verskillende wette, aangepas deur 'n spesiale afdeling van fisika oor die relatiwiteitsteorie.
Newton se derde wet
Dit is miskien die mees verstaanbare en eenvoudigste wet wat die interaksie van twee liggame beskryf. Hy sê dat alle kragte in pare ontstaan, dit wil sê as een liggaam met 'n sekere krag op 'n ander inwerk, dan werk die tweede liggaam op sy beurt ook met 'n gelyke krag op die eerste in.
Die bewoording van die wet deur wetenskaplikes is soos volg: "… die interaksies van twee liggame op mekaar is gelyk aan mekaar, maar in teenoorgestelde rigtings gerig."
Kom ons vind uit wat 'n newton is. In fisika is dit dus gebruiklik om alles oor spesifieke verskynsels te oorweegHier is 'n paar voorbeelde wat die wette van meganika beskryf.
- Watervoëls soos eende, visse of paddas beweeg in of deur water presies deur daarmee in wisselwerking te tree. Newton se derde wet sê dat wanneer een liggaam op 'n ander inwerk, altyd 'n teenaksie ontstaan, wat in sterkte gelyk is aan die eerste, maar in die teenoorgestelde rigting gerig is. Op grond hiervan kan ons aflei dat die beweging van eende plaasvind as gevolg van die feit dat hulle die water met hul pote terugstoot, en hulle self vorentoe swem as gevolg van die reaksie van die water.
- Die eekhoringwiel is 'n uitstekende voorbeeld van die bewys van Newton se derde wet. Almal weet seker wat 'n eekhoringwiel is. Dit is 'n redelik eenvoudige ontwerp, wat aan 'n wiel en 'n drom herinner. Dit word in hokke geïnstalleer sodat troeteldiere soos eekhorings of dekoratiewe rotte kan rondhardloop. Die interaksie van twee liggame, die wiel en die dier, laat albei hierdie liggame beweeg. Verder, wanneer die eekhoring vinnig hardloop, dan draai die wiel teen hoë spoed, en wanneer dit stadiger word, begin die wiel stadiger tol. Dit bewys weereens dat aksie en teenaksie altyd gelyk aan mekaar is, alhoewel hulle in teenoorgestelde rigtings gerig is.
- Alles wat op ons planeet beweeg, beweeg slegs as gevolg van die "reaksie-aksie" van die Aarde. Dit mag dalk vreemd lyk, maar om die waarheid te sê, wanneer ons loop, doen ons net moeite om die grond of enige ander oppervlak te stoot. En ons beweeg vorentoe, want die aarde druk ons in reaksie.
Wat is 'n newton: 'n maateenheid offisiese hoeveelheid?
Die definisie van "newton" kan soos volg beskryf word: "dit is 'n eenheid van krag". Maar wat is die fisiese betekenis daarvan? Dus, gebaseer op Newton se tweede wet, is dit 'n afgeleide hoeveelheid, wat gedefinieer word as 'n krag wat in staat is om die spoed van 'n liggaam met 'n massa van 1 kg met 1 m/s in net 1 sekonde te verander. Dit blyk dat die newton 'n vektorhoeveelheid is, dit wil sê, dit het sy eie rigting. Wanneer ons 'n krag op 'n voorwerp uitoefen, byvoorbeeld deur 'n deur te druk, stel ons terselfdertyd die bewegingsrigting, wat volgens die tweede wet dieselfde sal wees as die rigting van die krag.
As jy die formule volg, blyk dit dat 1 Newton=1 kgm/s 2 . Wanneer verskeie probleme in meganika opgelos word, is dit baie dikwels nodig om newton na ander hoeveelhede om te skakel. Gerieflikheidshalwe, wanneer sekere waardes gevind word, word dit aanbeveel om die basiese identiteite te onthou wat newtons met ander eenhede verbind:
- 1 H=105 dyne (dyna is 'n maateenheid in die CGS-stelsel);
- 1 N=0.1 kgf (kilogram-krag is 'n eenheid van krag in die ICSS-stelsel);
- 1 H=10 -3 sten enige liggaam wat 1 ton weeg).
Die wet van universele gravitasie
Een van die belangrikste ontdekkings van die wetenskaplike, wat die idee van ons planeet verander het, is Newton se swaartekragwet (wat is swaartekrag, lees hieronder). Natuurlik was daar voor hom pogings om die raaisel van aantrekkingskrag te ontrafelAarde. Johannes Kepler was byvoorbeeld die eerste wat voorgestel het dat nie net die Aarde 'n aantrekkingskrag het nie, maar ook dat die liggame self die Aarde kan aantrek.
Slegs Newton het egter daarin geslaag om die verband tussen swaartekrag en die wet van planetêre beweging wiskundig te bewys. Na baie eksperimente het die wetenskaplike besef dat in werklikheid nie net die Aarde voorwerpe na homself aantrek nie, maar alle liggame word na mekaar aangetrokke. Hy het die wet van swaartekrag afgelei, wat bepaal dat enige liggame, insluitend hemelliggame, aangetrek word met 'n krag gelykstaande aan die produk van G (gravitasiekonstante) en die massas van beide liggame m1 m 2 gedeel deur R2 (die kwadraat van die afstand tussen die liggame).
Al die wette en formules wat deur Newton afgelei is, het dit moontlik gemaak om 'n integrale wiskundige model te skep, wat steeds in navorsing nie net op die oppervlak van die Aarde gebruik word nie, maar ook ver buite ons planeet.
Eenheid-omskakeling
Wanneer jy probleme oplos, moet jy onthou van die standaard SI-voorvoegsels, wat ook gebruik word vir "Newtoniaanse" maateenhede. Byvoorbeeld, in probleme oor ruimtevoorwerpe, waar die massas liggame groot is, is dit baie dikwels nodig om groot waardes na kleiner te vereenvoudig. As die oplossing 5000 N blyk te wees, sal dit geriefliker wees om die antwoord in die vorm van 5 kN (kiloNewton) te skryf. Sulke eenhede is van twee tipes: veelvoude en subveelvoude. Hier is die mees gebruikte: 102 N=1 hektoNewton (hN); 103 H=1kiloNewton (kN); 106 N=1 megaNewton (MN) en 10-2 N=1 centiNewton (cN); 10-3 N=1 milliNewton (mN); 10-9 N=1 nanoNewton (nN).
