Evrenimizin yasalarını inceleyen bir bilim olarak fizik, standart bir araştırma metodolojisi ve belirli bir ölçü birimi sistemi kullanır. Kuvvet birimi genellikle N (newton) olarak adlandırılır. Güç nedir, nasıl bulunur ve ölçülür? Bu konuyu daha detaylı inceleyelim.
Tarihten ilginç
Isaac Newton, kesin matematik bilimlerinin gelişimine paha biçilmez bir katkı yapmış, 17. yüzyılın seçkin bir İngiliz bilim adamıdır. Klasik fiziğin öncüsü odur. Hem büyük gök cisimlerini hem de rüzgar tarafından taşınan küçük kum tanelerini yöneten yasaları tanımlamayı başardı. Başlıca keşiflerinden biri, evrensel yerçekimi yasası ve cisimlerin doğadaki etkileşimini tanımlayan üç temel mekanik yasasıdır. Daha sonra diğer bilim adamları, Isaac Newton'un bilimsel keşifleri sayesinde sürtünme, dinlenme ve kayma yasalarını türetebildiler.
Biraz teori
Fiziksel bir niceliğe bir bilim adamının adı verilmiştir. Newton bir kuvvet birimidir. Kuvvetin tanımı şu şekilde tanımlanabilir: "kuvvet, cisimler veya bir miktar arasındaki etkileşimin nicel bir ölçüsüdür,bu, cisimlerin yoğunluk veya gerilim derecesini karakterize eder."
Kuvvet, bir nedenle Newton ile ölçülür. Bu günle ilgili üç sarsılmaz "güç" yasası yaratan bu bilim adamıydı. Bunları örneklerle inceleyelim.
Birinci Kanun
Soruların tam olarak anlaşılması için: "Newton nedir?", "Neyin ölçü birimi?" ve "Fiziksel anlamı nedir?", mekaniğin üç temel yasasını dikkatlice incelemeye değer.
Birincisi, eğer vücut diğer bedenlerden etkilenmiyorsa, o zaman dinlenir der. Ve eğer vücut hareket halindeyse, o zaman üzerinde herhangi bir hareket olmadığında, düzgün hareketini düz bir çizgide sürdürecektir.
Belirli bir kütleye sahip belirli bir kitabın düz bir masa yüzeyinde yattığını hayal edin. Üzerine etki eden tüm kuvvetleri ifade ederek, bunun dikey olarak aşağıya doğru yönlendirilen yerçekimi kuvveti ve dikey olarak yukarı doğru yönlendirilen desteğin (bu durumda, tablo) tepki kuvveti olduğunu anlıyoruz. Her iki kuvvet de birbirinin hareketlerini dengelediğinden, bileşke kuvvetin büyüklüğü sıfırdır. Newton'un birinci yasasına göre kitabın durgun olmasının nedeni budur.
İkinci Kanun
Bir cisme etki eden kuvvet ile uygulanan kuvvet nedeniyle aldığı ivme arasındaki ilişkiyi tanımlar. Isaac Newton, bu yasayı formüle ederken, bir cismin atalet ve ataletinin tezahürünün bir ölçüsü olarak kütlenin sabit değerini kullanan ilk kişiydi. atalet diyorlarbedenlerin orijinal konumlarını koruma, yani dış etkilere direnme yeteneği veya özelliği.
İkinci yasa genellikle şu formülle tanımlanır: F=am; Burada F cisme uygulanan tüm kuvvetlerin bileşkesidir, a cismin aldığı ivme ve m cismin kütlesidir. Kuvvet nihai olarak kgm/s2 olarak ifade edilir. Bu ifade genellikle Newton ile gösterilir.
Fizikte newton nedir, ivmenin tanımı nedir ve kuvvetle nasıl ilişkilidir? Bu sorular, mekaniğin ikinci yasasının formülüyle yanıtlanır. Bu yasanın yalnızca ışık hızından çok daha düşük hızlarda hareket eden cisimler için geçerli olduğu anlaşılmalıdır. Işık hızına yakın hızlarda, görelilik teorisi hakkında özel bir fizik bölümü tarafından uyarlanan biraz farklı yasalar çalışır.
Newton'un üçüncü yasası
Bu belki de iki cismin etkileşimini tanımlayan en anlaşılır ve basit yasadır. Tüm kuvvetlerin çiftler halinde ortaya çıktığını, yani bir cisim diğerine belirli bir kuvvetle etki ediyorsa, o zaman ikinci cismin de birincisine eşit kuvvetle etki ettiğini söylüyor.
Yasanın bilim adamları tarafından ifadesi şu şekildedir: "… iki cismin birbiri üzerindeki etkileşimleri birbirine eşittir, ancak zıt yönlerde yönlendirilir."
Newton'un ne olduğunu bulalım. Fizikte, her şeyi belirli fenomenler üzerinde düşünmek gelenekseldir, bu nedenleİşte mekanik yasalarını açıklayan bazı örnekler.
- Ördekler, balıklar veya kurbağalar gibi su kuşları, tam olarak su ile etkileşime girerek suyun içinde veya içinde hareket eder. Newton'un üçüncü yasası, bir cisim diğerine etki ettiğinde, her zaman birincisine eşdeğer, ancak zıt yönde yönlendirilen bir karşı tepkinin ortaya çıktığını söyler. Buna dayanarak, ördeklerin hareketinin, suyu pençeleriyle geri itmelerinden ve suyun tepkisinden dolayı kendilerinin de ileri yüzmelerinden kaynaklandığı sonucuna varabiliriz.
- Sincap çarkı, Newton'un üçüncü yasasını kanıtlamanın en iyi örneğidir. Herkes muhtemelen bir sincap tekerleğinin ne olduğunu bilir. Bu, hem tekerleği hem de tamburu andıran oldukça basit bir tasarımdır. Sincap veya dekoratif fare gibi evcil hayvanların etrafta dolaşabilmesi için kafeslere kurulur. İki cismin, tekerlek ve hayvanın etkileşimi, bu cismin her ikisinin de hareket etmesine neden olur. Üstelik sincap hızlı koştuğunda çark yüksek hızda dönüyor, yavaşladığında çark daha yavaş dönmeye başlıyor. Bu bir kez daha kanıtlıyor ki, eylem ve karşı eylem, zıt yönlere yönlendirilmelerine rağmen her zaman birbirine eşittir.
- Gezegenimizde hareket eden her şey yalnızca Dünya'nın "tepki eylemi" nedeniyle hareket eder. Garip görünebilir, ama aslında, yürürken sadece zemini veya başka bir yüzeyi itmek için çaba harcarız. Ve ilerliyoruz, çünkü dünya bizi buna karşılık olarak itiyor.
Newton nedir: bir ölçü birimi veyafiziksel miktar?
"Newton"un tanımı şu şekilde tanımlanabilir: "bir kuvvet birimidir". Ama fiziksel anlamı nedir? Yani, Newton'un ikinci yasasına dayanarak, bu, 1 kg kütleli bir cismin hızını sadece 1 saniyede 1 m / s değiştirebilen bir kuvvet olarak tanımlanan türev bir miktardır. Newton'un bir vektör miktarı olduğu, yani kendi yönü olduğu ortaya çıktı. Bir cisme bir kuvvet uyguladığımızda, örneğin bir kapıyı iterken, aynı anda ikinci yasaya göre kuvvetin yönü ile aynı olacak olan hareketin yönünü de ayarlamış oluyoruz.
Formülü takip ederseniz, 1 Newton=1 kgm/sn 2 çıkıyor. Mekanikte çeşitli problemleri çözerken, Newton'u başka niceliklere dönüştürmek çok sık gereklidir. Kolaylık sağlamak için, belirli değerleri bulurken, Newton'u diğer birimlere bağlayan temel kimlikleri hatırlamanız önerilir:
- 1 H=105 dyne (dyna, CGS sisteminde bir ölçü birimidir);
- 1 N=0.1 kgf (kilogram-kuvvet, ICSS sisteminde bir kuvvet birimidir);
- 1 H=10 -3 sten 1 ton ağırlığındaki herhangi bir vücut).
Evrensel çekim yasası
Gezegenimizin fikrini değiştiren bilim insanının en önemli keşiflerinden biri Newton'un yerçekimi yasasıdır (yerçekimi nedir, aşağıda okuyun). Elbette ondan önce cazibenin gizemini çözme girişimleri vardı. Toprak. Örneğin Johannes Kepler, yalnızca Dünya'nın değil, aynı zamanda cisimlerin de Dünya'yı çekebileceğini öne süren ilk kişiydi.
Ancak, yalnızca Newton yerçekimi ile gezegensel hareket yasası arasındaki ilişkiyi matematiksel olarak kanıtlamayı başardı. Birçok deneyden sonra bilim adamı, aslında sadece Dünya'nın nesneleri kendisine çekmediğini, tüm cisimlerin birbirine çekildiğini fark etti. Gök cisimleri de dahil olmak üzere herhangi bir cismin G (yerçekimi sabiti) ürününe eşit bir kuvvetle çekildiğini ve her iki cismin kütlelerinin m1 olduğunu belirten yerçekimi yasasını türetti. m 2 bölü R2 (vücutlar arasındaki mesafenin karesi).
Newton tarafından türetilen tüm yasalar ve formüller, yalnızca Dünya yüzeyinde değil, gezegenimizin çok ötesinde araştırmalarda hala kullanılan integral bir matematiksel model oluşturmayı mümkün kıldı.
Birim Dönüştürme
Problemleri çözerken, "Newton" ölçü birimleri için de kullanılan standart SI öneklerini hatırlamalısınız. Örneğin, vücut kütlelerinin büyük olduğu uzay nesneleri ile ilgili problemlerde, büyük değerleri daha küçük değerlere basitleştirmek çok sık gereklidir. Çözüm 5000 N ise cevabı 5 kN (kiloNewton) şeklinde yazmak daha uygun olacaktır. Bu tür birimler iki türdür: katlar ve alt katlar. İşte en çok kullanılanlar: 102 N=1 hectoNewton (hN); 103 H=1kiloNewton (kN); 106 N=1 megaNewton (MN) ve 10-2 N=1 centiNewton (cN); 10-3 N=1 miliNewton (mN); 10-9 N=1 nanoNewton (nN).
