Összefoglaló Newton törvényei
Összefoglaló a témáról:
Newton - három empirikus törvények alapjául szolgáló klasszikus mechanika, és lehetővé teszi, hogy rögzítse az egyenleteket a mozgás bármilyen mechanikai rendszer alapja az ismert összetevői az erő kölcsönhatások a testén. Először teljesen fogalmazott brit tudós Sir Isaac Newton a könyv „matematikai alapelvei Natural Philosophy”.
1. Newton első törvénye
Newton első törvénye feltételezi, hogy létezik ilyen jelenségeket, mint a tehetetlenségi szervek. Ezért is nevezik a törvény a tehetetlenség. Tehetetlenség - a jelenség a védelmi szervezet sebesség (mind nagyság és irány), amikor a test nem hat rá semmilyen erő. A sebesség megváltoztatásához, meg kell eljárni a testét valamilyen erő. Természetesen az eredmény egyenlő nagyságú erők a test különböző más lesz. Így azt mondják, hogy a testületek tehetetlenség. Tehetetlenség - egy tulajdonsága szervek ellenállni változás a jelenlegi állapot. Jellemzett nagysága inerciatömeg szervezetben.
1.1. A modern készítmény
A modern fizika Newton első törvénye elfogadott megfogalmazni a következőképpen
Vannak referencia rendszer, inerciális nevezett, amelyekre vonatkozóan egy anyagi pont hiányában a külső hatások megtartja a nagysága és iránya a sebesség a végtelenségig.
A törvény az is igaz, egy olyan helyzetben, amikor a külső behatások vannak jelen, hanem kioltják egymást (ez következik Newton 2. jog a kompenzált erők bejelentett teljes test nulla gyorsulás).
1.2. történelmi megfogalmazás
Newton, könyvében „matematikai alapelvei Natural Philosophy” fogalmazott az első törvény a mechanika a következő formában:
Minden test folytatódik a nyugalmi állapotban vagy egyenletes mozgás, és mindaddig, amíg kénytelen változtatni, hogy az állami erők.
A jelenlegi szempontból, a megfogalmazás nem kielégítő. Először is, a „test” kell helyettesíteni „anyagi pont”, mint a test véges mérete a külső erő hiányában, és lehet, hogy egy forgó mozgást. Másodszor, és ami a legfontosabb, Newton művében hivatkozott fennállását be abszolút referenciakeret, hogy van, az abszolút tér és az idő, és ez egy ötlet utasítani a modern fizika. Másrészt, egy tetszőleges (pl forgatható) a törvény a tehetetlenségi referenciakeret helytelen. Ezért Newton megfogalmazás egyértelművé kell tenni.
2. Newton második törvénye
Newton második törvénye - a törvény differenciális mozgás, amely leírja a kapcsolatát az alkalmazott erő az anyagi pont és hasznot húznak ebből a gyorsulás ebben a kérdésben. Tény, hogy Newton második törvény bevezeti a tömeg, mint egy intézkedés inertségének az anyagi megnyilvánulás pontot a kiválasztott tehetetlenségi vonatkoztatási rendszer (ISO).
2.1. A modern készítmény
Egy Inerciarendszer gyorsulás, amely megkapja az anyag pont egyenesen arányos a képződött összes rá ható erők hatására, és fordítottan arányos a tömegét.
Egy megfelelő megválasztása egység, ez a törvény felírható a képlet:
ahol - gyorsulás az anyag pont;
- erő az anyag pont;
m - anyag tömege pont.
Vagy ismertebb nevén:
Abban az esetben, ha az anyag tömege pont az időben változik, a második törvénye Newton formulázzuk fogalmak segítségével impulzus:
A inerciarendszerében lendület a anyagi pont sebességváltozás egyenlő a kapott minden rá ható erők hatására.
ahol - a pulzus pont,
ahol - a sebesség a lényeg;
t - idő;
- az idő-származék impulzus.
Amikor a test számos erők, figyelembe véve a szuperpozíció elve Newton második törvénye van írva:
Newton második törvénye csak akkor érvényes sebesség jóval kisebb, mint a fénysebesség inerciális referencia rendszereket. Mert sebességek közel a fény sebessége, a törvények relativitás.
Nem tekinthető egy speciális esete (amikor) a második jog megegyezik az első, mint az első törvény feltételezi a létezését az ISO, a második pedig már megfogalmazott ISO.
2.2. történelmi megfogalmazás
Newton eredeti recept szerint:
A változás a mozgás arányos a hajtóerő lép fel az irányt az egyenes, amelyben az adott erő.
Érdekes módon, ha hozzáadjuk a követelmény, hogy a tehetetlenségi vonatkoztatási rendszer, e készítményben, a törvény akkor is érvényes, a relativisztikus mechanika.
3. Newton harmadik
Ez a törvény elmagyarázza, mi történik a két együttműködő szervek. Vegyük például egy zárt rendszer, amely a két testület. Az első test hathatnak a második egy bizonyos erő, és a második - az első az erő. Mi a különbség a csapatok? Newton harmadik törvény kimondja, az erő a cselekvés egyenlő nagyságú és ellentétes irányú erő az ellenállás. Hangsúlyozzuk, hogy ezek az erők alkalmazni a különböző szervek és ezért nem kompenzálják.
3.1. A modern készítmény
Anyag pontok párban erők, amelyek ugyanolyan jellegű egymással, irányított mentén két pontot összekötő egyenlő nagyságú és ellentétes irányú:
A törvény azt az elvet tükrözi a bináris interakció. Ez azt jelenti, minden a természet erőit születnek párban.
3.2. történelmi megfogalmazás
Minden intézkedés van egy egyenlő és ellentétes reakció, vagy - a kölcsönhatás a két test egymásra egyenlők, és arra irányul ellentétes irányban.
Lorentz-erő Newton harmadik törvénye nem teljesül. Csak újrafogalmazására ez a lendület megmaradásának törvénye a zárt rendszerben a részecskék és az elektromágneses mező, akkor lehet visszaállítani saját „[1].
Newton törvényei hamarosan követte néhány érdekes következtetéseket. Például Newton harmadik törvénye azt mondja, hogy nem számít, milyen a szervezet reagált, nem tudnak változtatni a teljes lendület: van egy törvény lendületmegmaradás. Továbbá, ha elvárjuk, hogy a lehetséges együttműködés a két szerv között függött csak a modulus közötti különbség koordinátáit ezen szervek, van egy megmaradási törvénye teljes mechanikai energia a kölcsönható testek:
Newton törvényei alapvető mechanika törvényeit. Ezek származhatnak az egyenleteket a mozgás mechanikai rendszerek. Azonban nem minden a mechanika törvényei is származhat Newton törvényei. Például a gravitáció törvénye vagy a törvény a Hooke nem következménye Newton három törvényeket.
5.1. tehetetlenségi erő
Newton törvényei, szigorúan véve, csak akkor érvényes inerciális referencia rendszereket. Ha őszinték vagyunk, írunk az egyenlet a mozgás nem Inerciarendszer, ez azt jelenti, eltér Newton második törvényét. Gyakran azonban az egyszerűség kedvéért bevezetett néhány fiktív „tehetetlenségi erő”, majd ezeket az egyenleteket a mozgás átírni formában nagyon hasonlít Newton második törvénye. Matematikailag itt minden helyes (helyes), de a szempontból a fizika, új fiktív erő nem lehet tekinteni, mint valami igazi, ennek eredményeként a valódi interakció. Ismét hangsúlyozzuk, „tehetetlensége” - csak egy kényelmes paraméterezése, hogy a különböző törvények a mozgás a tehetetlen és a nem-inerciális referencia képkockák.
5.2. Newton mechanika és a Lagrange-
Newton - nem a legmélyebb szintje a készítmény a klasszikus mechanika. Ennek része a Lagrange-mechanika, van egy olyan (mechanikai hatás felvétel) és egy posztulátum (mozgó test, így intézkedésre került meghatározásra), és ebből tudjuk levezetni a törvényi Newton. Sőt, ennek keretében a Lagrange formalizmus egy könnyen úgy hipotetikus helyzetet, amelyben a cselekvés bármely más fajta. Ebben az esetben az egyenletek a mozgás lesz különbözik Newton-törvények, de a klasszikus mechanika továbbra is alkalmazni kell.
5.3. Az egyenletek megoldása a mozgás
Az egyenlet a differenciálegyenlet: gyorsulás a második származék koordinátákat az idő függvényében. Ez azt jelenti, hogy az evolúció a mechanikai rendszer időben lehet egyértelműen meghatározni, ha meg eredeti helyzetébe, és a kezdeti sebesség.
Megjegyezzük, hogy ha az egyenletek, amelyek leírják a világ lenne az elsőrendű egyenletet, akkor a világ eltűnne jelenségek, mint a tehetetlenség, rezgés hullámok.
6. Történelmi áttekintés
Oldal „Principia” Newton a axiómák mechanika
Az alapvető mechanika törvényei által megfogalmazott Newton könyvében „matematikai alapelvei Natural Philosophy” az alábbi űrlapot.
1. Minden test folytatódik a nyugalmi állapotban vagy egyenletes mozgás, és mindaddig, amíg kénytelen változtatni, hogy az állami erők.
2. A változás a mozgás arányos az alkalmazott erő és zajlik az irányt az egyenes, amelyben a hatályos.
3. fellépés van egy egyenlő és ellentétes reakció, különben a kölcsönhatás a két test egymáshoz egyenlő, és egymással ellentétes irányú.
Az eredeti szöveg (lat.)
LEX I
Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter a directum, nisi quantenus a Viribus impressis cogitur statum illum Mutare.
LEX II
Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.
LEX III
Actioni contrariam sempre et aequalem esse reactionem: sive corporum duorum Események in se Mutuo semper Esse Aequales et a partes contrarias dirigi.
- „Elemek” 12. oldal
Newton is adott egy szigorú meghatározása a fizikai fogalmak, mint például a forgalom értékét (nem világos, használt Descartes) és az erőt. Ő bevezette a fizika, mint a tehetetlenség tömeghatás, és ezzel egyidejűleg a gravitációs tulajdonságai (korábban használt fizika fogalom súly).
Elkészítettük a matematizálás mechanika Euler és Lagrange.
jegyzetek
- Matveev AN Mechanika és a relativitáselmélet. - www.alleng.ru/d/phys/phys108.htm - 3rd ed. - M. 1976. Középiskola - S. 132.