Ньютондун экинчи мыйзамы жана үчүнчү мыйзамы
Бул салыштыруу Ньютондун экинчи мыйзамы менен күч колдонулганда бир объекттин кыймылы кандайча өзгөрөрүн сүрөттөгөн жана эки өз ара аракеттенүүчү дененин ортосундагы күчтөрдүн өз ара мүнөзүн түшүндүргөн Үчүнчү мыйзамдын ортосундагы айырмачылыкты карайт. Алар чогуу классикалык динамиканын жана механикалык инженериянын негизин түзөт.
Көрүнүктүү нерселер
- Экинчи мыйзам күчтү нерсенин ылдамдыгынын өзгөрүшү менен байланыштырат.
- Үчүнчү Мыйзам күчтөр ар дайым бирдей жана карама-каршы жуптарда пайда болорун талап кылат.
- Ылдамдануу Экинчи Мыйзам теңдемесинин негизги чыгышы болуп саналат.
- Өз ара аракеттенүү - Үчүнчү Мыйзамдын негизги принциби.
Ньютондун экинчи мыйзамы эмне?
Жеке объект үчүн күч, масса жана ылдамдануунун ортосундагы байланышка басым жасайт.
- Жалпы аталышы: Ылдамдануу мыйзамы
- Негизги формула: F = ma
- Системага көңүл буруу: Бир объектти талдоо
- Өлчөө бирдиги: Ньютондор (Н)
- Негизги өзгөрмө: Ылдамдануу (а)
Ньютондун үчүнчү мыйзамы эмне?
Эки нерсенин өз ара аракеттенүүсүн сүрөттөп, күчтөр ар дайым жупташаарын айтат.
- Жалпы аталышы: Аракет жана реакция мыйзамы
- Негизги түшүнүк: Күч жуптары
- Системанын багыты: Эки дененин өз ара аракеттенүүсү
- Багыттоо: Барабар жана карама-каршы
- Негизги өзгөрмө: Өз ара аракеттенүү күчү
Салаштыруу таблицасы
| Мүмкүнчүлүк | Ньютондун экинчи мыйзамы | Ньютондун үчүнчү мыйзамы |
|---|---|---|
| Негизги багыт | Күчтүн бир нерсеге тийгизген таасири | Эки объекттин өз ара аракеттенүүсүнүн мүнөзү |
| Математикалык чагылдыруу | Күч массанын ылдамданууга көбөйтүлүшүнө барабар | Анын Вга тийгизген күчү = -Внын Ага тийгизген күчү |
| Катышкан объектилердин саны | Бир (тездетилген объект) | Эки (бири-бири менен алмашып турган денелер) |
| Мыйзамдын натыйжасы | Дененин кыймылын алдын ала айтат | Импульстун сакталышын камсыздайт |
| Себеп жана натыйжа | "Эффектти" (ылдамданууну) түшүндүрөт | Күчтүн (өз ара аракеттенүүнүн) "келип чыгышын" түшүндүрөт |
| Вектордук багыт | Ылдамдануу таза күч менен бир багытта | Күчтөр карама-каршы багытта иш алып барат |
Толук салыштыруу
Жеке кыймыл жана өз ара аракеттенүү
Ньютондун экинчи мыйзамы белгилүү бир объектинин жүрүм-турумун көзөмөлдөө үчүн колдонулат. Эгер сиз унаанын массасын жана анын кыймылдаткычынын күчүн билсеңиз, Экинчи мыйзам анын канчалык тез ылдамдаарын айтып берет. Бирок, Үчүнчү мыйзам өз ара аракеттенүүнүн кеңири сүрөтүн карайт; ал унаанын дөңгөлөктөрү жолго түртүлгөндө, жол дөңгөлөктөрдү ошол эле күч менен артка түртөөрүн түшүндүрөт.
Сандык эсептөө жана симметрия
Экинчи Мыйзам математикалык жактан алганда табигый нерсе, ал инженерия жана баллистика үчүн керектүү так маанилерди F=ma формуласы аркылуу берет. Үчүнчү Мыйзам - бул физикалык симметриянын билдирүүсү, анда бир нерсе сизге тийбей туруп, ага тийүү мүмкүн эместиги айтылат. Экинчи Мыйзам белгилүү бир натыйжага жетүү үчүн канча күч керек экенин эсептөөгө мүмкүндүк берсе, Үчүнчү Мыйзам ар бир күчтүн эгизи бар экенине кепилдик берет.
Ички жана тышкы көз караштар
Изоляцияланган системада Экинчи Мыйзам тышкы күчтүн таасири менен пайда болгон ички ылдамданууну сүрөттөйт. Үчүнчү Мыйзам эмне үчүн объект өзүн-өзү жалгыз ички күчтөрдүн жардамы менен кыймылдата албастыгын түшүндүрөт. Ар бир ички түртүү карама-каршы багытта бирдей ички тартууну жараткандыктан, Үчүнчү Мыйзам эмне үчүн адам өзүн чачынан тартып көтөрө албастыгын же унааны ичинен көтөрө албастыгын көрсөтөт.
Кыймылдаткычта колдонулушу
Ракета сыяктуу кыймылдаткыч системалар бир эле учурда эки мыйзамга тең таянат. Үчүнчү мыйзам механизмди түшүндүрөт: ракета чыккан газды ылдый түртөт, ал эми газ ракетаны өйдө түртөт. Андан кийин Экинчи Мыйзам кеменин массасына жана ошол өз ара аракеттенүүдөн пайда болгон түртүү күчүнө (күчүнө) таянып, ракетанын канчалык ылдамдай турганын так эсептеп, натыйжадагы өндүрүмдүүлүктү аныктайт.
Артыкчылыктары жана кемчиликтери
Ньютондун экинчи мыйзамы
Артыкчылыктары
- +Траекторияны эсептөө үчүн маанилүү
- +Физикалык күч-аракетти сандык жактан аныктайт
- +Объекттин жүрүм-турумун алдын ала айтат
- +Машина куруу боюнча негиз
Конс
- −Массалык маалыматтардын тактыгын талап кылат
- −Математика татаалдашып кетиши мүмкүн
- −Бир денеге гана багытталган фокус менен чектелген
- −Бардык күчтөрдү аныктоону талап кылат
Ньютондун үчүнчү мыйзамы
Артыкчылыктары
- +Кыймыл кантип башталаарын түшүндүрөт
- +Импульстун сакталышын камсыз кылат
- +Өз ара аракеттенүүнү талдоону жөнөкөйлөштүрөт
- +Жаратылышта универсалдуу түрдө колдонулат
Конс
- −Кыймыл маанилерин бербейт
- −Көп учурда окуучулар тарабынан туура эмес түшүнүлөт
- −Тең салмактуулук менен чаташтыруу оңой
- −Күч жуптарын гана сүрөттөйт
Жалпы каталар
Аракет жана реакция күчтөрү бири-бирин жокко чыгарат.
Күчтөр бир эле нерсеге таасир эткенде гана жокко чыгарылат. Аракет жана реакция күчтөрү ар кандай нерселерге таасир эткендиктен (А Вга жана В Ага), алар бири-бирин эч качан жокко чыгарбайт, тескерисинче, нерселердин кыймылдашына же деформацияланышына алып келет.
"Реакция" күчү "аракет" күчүнөн бир аз кийин пайда болот.
Эки күч тең бир убакта пайда болот. Аракет менен реакциянын ортосунда убакыт кечигүүсү жок; алар объекттер өз ара аракеттенип турганда бир эле өз ара аракеттенүүнүн эки тарабы.
F=ma болгондо, күч – бул нерсенин "ээлеген" же "алып жүргөн нерсеси".
Нерсе күчкө ээ эмес; ал массага жана ылдамданууга ээ. Күч - бул Экинчи Мыйзамдын математикалык байланышы менен аныкталгандай, объектке таасир этүүчү тышкы таасир.
Кагылышууда оор нерселер жеңил нерселерге караганда катуураак түртүлөт.
Үчүнчү Мыйзамга ылайык, жүк ташуучу унаа көпөлөктү сүзүп кетсе да, жүк ташуучу унаанын көпөлөккө тийгизген күчү көпөлөктүн жүк ташуучу унаага тийгизген күчүнө барабар. "Зыяндын" айырмасы Экинчи Мыйзамга байланыштуу, анткени көпөлөктүн кичинекей массасы өтө ылдамданууга алып келет.
Көп суралуучу суроолор
Эгерде объект кыймылдап жатса, аракет-реакция жуптары кандайча иштейт?
Экинчи мыйзам массасы өзгөрүп турган нерселер үчүн иштейби?
Эмне үчүн Үчүнчү Мыйзамдагы эки күч тең салмактуулукту түзбөйт?
Ракета эч нерсеге каршы турбаган вакуумда кантип иштейт?
Эгерде F=ma болсо, нөлдүк ылдамдануу нөлдүк күчтү билдиреби?
Бул мыйзамдарда күчтүн бирдиги эмне?
Үчүнчү мыйзамды тартылуу күчүнө колдонсо болобу?
Бул мыйзамдар куралдын эмне үчүн артка чегингенин кандайча түшүндүрөт?
Чыгарма
Белгилүү бир массадагы белгилүү бир нерсени жылдыруу үчүн талап кылынган ылдамдыкты, убакытты же күчтү эсептөө керек болгондо Экинчи Мыйзамды колдонуңуз. Күчтүн булагын түшүнүү же эки башка нерсенин же беттердин ортосундагы өз ара аракеттенүүлөрдү талдоо керек болгондо Үчүнчү Мыйзамды колдонуңуз.
Тиешелүү салыштыруулар
Атайын салыштырмалуулук теориясы жана жалпы салыштырмалуулук теориясы
Бул салыштыруу Альберт Эйнштейндин революциялык эмгегинин эки түркүгүн талкалап, атайын салыштырмалуулук теориясы кыймылдагы объектилер үчүн мейкиндик менен убакыттын ортосундагы байланышты кандайча кайрадан аныктаганын, ал эми жалпы салыштырмалуулук теориясы бул түшүнүктөрдү кеңейтип, тартылуу күчүнүн фундаменталдык мүнөзүн ааламдын өзүнүн ийрилиги катары түшүндүрөт.
Атом жана молекула
Бул деталдуу салыштыруу элементтердин бирдиктүү фундаменталдык бирдиктери болгон атомдор менен химиялык байланыш аркылуу пайда болгон татаал түзүлүштөр болгон молекулалардын ортосундагы айырмачылыкты тактайт. Ал алардын туруктуулугундагы, курамындагы жана физикалык жүрүм-турумундагы айырмачылыктарын баса белгилеп, студенттерге жана илим ышкыбоздоруна зат жөнүндө негизги түшүнүк берет.
Басым vs Стресс
Бул салыштыруу бетке перпендикуляр түрдө колдонулган тышкы күч болгон басым менен тышкы жүктөмдөргө жооп катары материалдын ичинде пайда болгон ички каршылык болгон чыңалуунун ортосундагы физикалык айырмачылыктарды деталдуу түрдө баяндайт. Бул түшүнүктөрдү түшүнүү курулуш инженериясы, материал таануу жана суюктук механикасы үчүн абдан маанилүү.
Борбордон чегинүүчү күч vs Борбордон чегинүүчү күч
Бул салыштыруу айлануу динамикасында борбордон чегинүүчү жана борбордон чегинүүчү күчтөрдүн ортосундагы негизги айырмачылыкты тактайт. Борбордон чегинүүчү күч – бул объектини өз жолунун борборуна тарткан чыныгы физикалык өз ара аракеттешүү болсо, борбордон чегинүүчү күч – бул айлануучу эталондук системанын ичинде гана пайда болгон инерциялык "көрүнүп турган" күч.
Вакуум vs аба
Бул салыштыруу вакуум — затсыз чөйрө — менен Жерди курчап турган газ аралашмасы болгон абанын ортосундагы физикалык айырмачылыктарды изилдейт. Анда бөлүкчөлөрдүн бар же жок экендиги илимий жана өнөр жайлык колдонмолордо үндүн өтүшүнө, жарыктын кыймылына жана жылуулуктун өтүшүнө кандай таасир этери кеңири баяндалат.