Newton-mechanika törvényei • James Trefil, enciklopédia "A világegyetem kétszáz törvénye"

Newton mechanika törvényei

Newton törvényei, attól függően, hogy milyen irányba néznek rájuk, vagy a klasszikus mechanika vége vagy eleje vége. Mindenesetre ez a fordulópont a fizikai tudomány történetében – a fizikai testek által felhalmozódott fizikai testek mozgalmának összes ismerete ragyogó összeállítása egy fizikai elmélet keretében, amelyet mostantól gyakran neveznek klasszikus mechanika. Meg lehet mondani, hogy Newton mozgásának törvényei visszamenőleg a modern fizika és a természettudományok történelméhez vezettek.

Isaac Newton azonban nem vette el a levegőből a róla elnevezett törvényeket. Valójában a klasszikus mechanika alapelveinek megfogalmazására irányuló hosszú történelmi folyamat csúcspontja volt. Gondolkodók és matematikusok – csak Galileót említjük (cm. Egyenlõsített mozgási egyenletek) – Évszázadokon keresztül megpróbálták az anyagi testek mozgási törvényeinek leírására szolgáló képleteket – és folyamatosan megbotránkoznak azon, amit én személyesen nem egyeztetett egyezményeknek nevezek magamnak, nevezetesen mind az alapvetõ elképzeléseknek az alapelvekre alapozva, amelyeken az anyagi világ alapul folyamatosan belépett az olyan emberek eszébe, akik tagadhatatlanok.Például az ősi filozófusoknak sem jött létre, hogy az égitestek a körkörösektől eltérő pályákon mozoghatnak; legjobb esetben felmerült az a gondolat, hogy a bolygók és a csillagok koncentrikusan (vagyis egymásba ágyazva) a föld körül keringenek. Miért? Igen, mivel az ókori Görögország ősi gondolkodóinak ideje óta senki sem gondolta, hogy a bolygók eltérhetnek a tökéletességtől, amelynek megtestesülése szigorú geometriai kör. Szükséges volt Johann Kepler zseniális birtoklása annak érdekében, hogy őszintén megvizsgálja ezt a problémát egy másik szögből, elemezze a valós megfigyelések adatait és húzza ki hogy a valóságban a bolygók a nap körül forognak elliptikus pályákon (cm. Kepler törvényei).

Newton első törvénye

Egy ilyen komoly, történelmileg megalapozott kudarc miatt Newton első törvényét forradalmi módon feltétel nélkül alakították ki. Azt állítja, hogy ha bármely anyagi részecske vagy test egyszerűen nem érinti, akkor továbbra is egyszerűen mozog majd állandó sebességgel önmagában. Ha a test egyenes vonalban egyenletesen mozog,egyenes vonalban halad állandó sebességgel. Ha a test pihent, akkor pihent, amíg a külső erőket nem alkalmazzák rá. Ha egyszerűen áthelyeznéd a fizikai testet a helyéről, meg kell szükségszerűen harmadik fél erejét alkalmazza. Vegye ki a síkot: soha nem fog lebontani, amíg a motorok el nem indulnak. Úgy tűnik, a megfigyelés magától értetődő, de elviselhetetlenné teszik számunkra, hogy eltereljük az egyenlítő mozgást, mivel nem tűnik így. A test inerciális mozgása egy zárt ciklikus pályán, az első Newton-törvény szemszögéből végzett elemzése csak lehetővé teszi annak pontos meghatározását.

Képzeljen el valami olyasmit, mint egy atlétikai kalapács – egy mag a végén egy olyan sztring végén, amelyet a feje körül forgatott. Ebben az esetben a mag nem egyenes vonal mentén mozog, hanem egy kör mentén, ami Newton szerint az első törvény szerint valami tartja azt; ez a "valami" az a centripetális erő, amelyre a magra támaszkodik, és felforgatja azt. Valójában önmagad is érezheted – az atlétikai kalapács fogantyúja jelentősen mérlegeli a tenyerét. Ha kinyitod a kezed, és felengeded a kalapácsot, külső erő hiányában azonnal elindul egyenes vonal mentén.Pontosabb lenne azt mondani, hogy a kalapács ideális körülmények között (például nyílt térben) viselkedni fog, mivel a Föld gravitációs ereje hatására csak egyenes vonalban fog repülni, csak abban a pillanatban, amikor elengeded, és a jövőben a repülési útvonalat forduljon tovább a Föld felszínéhez. Ha megpróbálja ténylegesen felszabadítani a kalapácsot, akkor kiderül, hogy a körkörös pályáról felszabadított kalapács szigorúan egyenes vonalban indul ki, amely érintőlegesen (merőlegesen a kör sugara mentén, amely mentén le lett húzva) lineáris sebességgel megegyezik az "orbitális" mentén történő forgás sebességével.

Most cseréljük ki az atlétikai kalapács magját a bolygón, a napkeltárral a Nap és a gravírozó vonzás erejével: itt van a Newton-modell a Naprendszerben.

Egy ilyen elemzés arra, hogy mi történik akkor, amikor az egyik test első körben körkörös pályára fordul köré, úgy tűnik, hogy valami természetesen magától értetődő, de nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy az előző generáció tudományos gondolkodásának legjobb képviselőiből számos következtetést vett fel (Galileo Galilei).A probléma itt az, hogy amikor egy állandó kerek pályán haladunk, az égi (és bármilyen más) test nagyon nyugodtnak tűnik, és úgy tűnik, hogy stabil dinamikus és kinematikus egyensúlyi állapotban van. Ha azonban megnézed, csak modul (abszolút értéke) egy ilyen test lineáris sebességének, miközben irány folyamatosan változik a gravitációs gravitáció hatása alatt. Ez azt jelenti, hogy a mennyei test mozog. egyformán felgyorsult. By the way, Newton maga felszólította a "mozgásváltozást".

Newton első törvénye szintén fontos szerepet játszik az anyagi világ természeti-tudományi hozzáállása szempontjából. Azt mondja nekünk, hogy a testmozgás természetében bekövetkező bármilyen változás a külső erők jelenlétét jelzi. Viszonylag értelemszerűen, ha megfigyeljük, hogy például a vasdarabok hogyan ugrálnak és mágnest ragaszkodnak, vagy ha mosógépet szárítanak el a mosógép szárítójából, megtudják, hogy a dolgok össze vannak kötve és egymáshoz tapadtak, akkor nyugodtnak és magabiztosnak érezzük magunkat: ezek a hatások a természeti erők hatásának következménye (a megadott példákban ezek a mágneses és elektrosztatikus attrakció erői).

Newton második törvénye

Ha Newton első törvénye segít nekünk meghatározni, vajon a test külsõ erõk hatása alatt van-e, akkor a második törvény leírja, mi történik a fizikai testtel a befolyása alatt. Minél nagyobb a szervezetre alkalmazott külső erők mennyisége, ez a törvény azt mondja, annál nagyobb gyorsulás megkapja a testet. Ezúttal. Ugyanakkor, annál masszívabb a test, amelyhez egyenlő mennyiségű külső erőt alkalmaznak, annál kevésbé gyorsul meg. Ezek ketten. Intuitíven, ez a két tény nyilvánvalónak tűnik, matematikai formában az alábbiak szerint íródnak:

F = mama

ahol F – teljesítmény m – súly, a – gyorsulás. Ez talán a leghasznosabb és legelterjedtebb gyakorlati célokra minden fizikai egyenletből. Elég, ha megismerjük a mechanikai rendszerben fellépő erők nagyságát és irányát, valamint az anyagtestek tömegét, amelyekből azt állítják, és időbeli viselkedését kimerítő pontossággal lehet kiszámítani.

Ez a Newton második törvénye, amely minden klasszikus mechanikát különleges bájává teszi – úgy tűnik, mintha az egész fizikai világ a legfejlettebb kronométerhez rendezkedne, és semmi sem fog menekülni egy kíváncsi megfigyelő szemében.Adja meg az Univerzum összes anyagi pontjának térbeli koordinátáit és sebességét, mintha Newton elmondaná nekem, adjon nekem az összes erõ irányát és intenzitását, és jövõbeli állapotát megjósolom. És ez a nézet a dolgok természetéről az Univerzumban a kvantummechanika megjelenéséig fennmaradt.

Newton harmadik törvénye

E törvény szerint valószínűleg Newton nemcsak a tudósoktól, hanem a bölcsészettudósoktól és egyszerűen a nagyközönségtől is tiszteletet és tiszteletet szerzett. Szeretni idézni őt (üzleti és nem-üzleti), a legszélesebb párhuzamok rajzolása által, amit mindennapi életünk során megfigyelünk, és szinte a füleket vonzzuk, hogy a legvitatottabb álláspontokat alátámasszák minden kérdésről folytatott megbeszélések során, az interperszonális és véget vetve a nemzetközi kapcsolatoknak és a globális politikának. Newton azonban később megnevezett törvényként teljesen konkrét fizikai jelentést adott, és alig képzelte el másképp, mint az erő kölcsönhatások természetének leírásához. Ez a törvény kimondja, hogy ha az A test egy bizonyos erővel működik a B testen, akkor a "B" test ugyanolyan nagyságú erővel és erővel az A irányba hat.Más szóval, a padlón állva a testetek tömegével arányos erővel dolgozik a padlón. Newton harmadik törvénye szerint a padló ugyanakkor ugyanolyan erővel hat Önre, de nem lefelé, hanem szigorúan felfelé irányítja. Nem nehéz kísérletesen ellenőrizni ezt a törvényt: folyamatosan érzi, hogyan nyomja a föld a talpoddal szemben.

Itt fontos megérteni és emlékezni, hogy Newton két teljesen eltérő természetű erőről beszél, minden erő "saját" tárgya. Amikor egy alma egy fáról esik, ez a Föld gravitációs vonzereje révén hat az aljára (ennek következtében az alma a Föld felszínén rohan), de ugyanakkor az alma ugyanolyan erővel vonzza a Földet. És az a tény, hogy úgy tűnik számunkra, hogy pontosan ez az alma esik a Földre, és nem fordítva, ez már a Newton második törvényének következménye. A Föld tömegéhez képest az alma tömege alacsony az összeegyeztethetetlenségig, ezért gyorsulása észrevehető a megfigyelő szemében. A Föld tömege, az almához képest, hatalmas, így gyorsulása szinte észrevehetetlen. (Abban az esetben, ha az alma leesik, a Föld középpontja felfelé mozdul el az atommag sugara alatti távolsággal.)

Összességében a három Newton törvénye megadta a fizikusoknak azokat az eszközöket, amelyek ahhoz szükségesek, hogy megkezdődhessük az Univerzumban előforduló összes jelenség komplex megfigyelését. És annak ellenére, hogy a tudományban olyan óriási előrelépések történtek, amelyek Newton óta történtek, hogy egy új autót tervezzenek, vagy egy űrhajót küldjenek a Jupiternek, ugyanazt a három Newton-törvényt fogják használni.

Lásd még:
1609, 1619
Kepler törvényei
1659
Centrifugális erő
1668
A lineáris lendület megőrzésének törvénye
1736
Momentum védelmi törvény
1738
Bernoulli egyenlet
1835
Coriolis hatás
1851
Maximális lejtési sebesség
1891
Az egyenértékűség elve
1923
Megfelelőségi elv
Isaac Newton
Isaac Newton, 1642-1727

Az angol, akit sokan minden idők és emberek legnagyobb tudósának tartanak. A Woolsthorpe város (Lincolnshire, Anglia) közelében kis családosok családjába születtek. Édesapámat nem találtam meg (három hónappal a fiának születése előtt halt meg). Újraházasodva, anya elhagyta a kétéves Isaacot a nagymamája gondozásában. Egy felnőtt tudós különös excentrikus viselkedése, sok biográfiai kutatója arra a tényre utal, hogy kilencéves koráig, amikor mostohaapja halála követte, a fiú teljesen megfosztott a szülői gondozástól.

Egy darabig a fiatal Isaac tanulmányozta a mezőgazdaság bölcsességét egy szakiskolában. Amint később később nagy emberekkel történik, még mindig sok legendája van az ő excentricitásairól az életének korai szakaszában. Tehát különösen azt mondják, hogy mihelyt egy szarvasmarhát őrzött, ami biztonságosan ismeretlen irányba vándorolt, miközben a fiú egy fa alatt ült, és lelkesen elolvasta az érdeklődő könyvet. Tetszik vagy nem, a tinédzser tudás iránti vágya hamarosan észrevette – és visszaadták a Grantham High Schoolba, amely után a fiatalember sikeresen belépett a Cambridge-i Trinity College-ba.

Newton gyorsan elsajátította a tananyagot, és tanulmányozta az akkori vezető tudósok munkáit, különösen a francia filozófus René Descartes követői (René Descartes, 1596-1650), akik mechanikus nézetekkel rendelkeztek a világegyetemről. 1665 tavaszán érettségi diplomát kapott – majd a tudomány történetében a leghihetetlenebb események voltak. Ugyanebben az évben Angliában kibontakozott a buborék pestis utolsó járványa, a temetkezési harangok egyre gyakrabban hangzott, és a Cambridge-i Egyetem zárva volt.A Newton közel két éve visszatért a Woolsthorpe-be, miután csak néhány könyvet és figyelemre méltó intelligenciáját hozta az alkudozással.

Amikor a Cambridge-i Egyetem két évvel később újra megnyílt, Newton már (1) kifejlesztett egy differenciál kalkulust – a matematika külön szakasza, (2) felvázolta a modern színelmélet alapjait, (3) a világ szélességének törvényét, Senki sem tudott dönteni. Ahogy maga Newton mondta: "Azokon a napokon, én a leleményes hatalmaim elsődleges voltam, és azóta a Matematika és a Filozófia soha nem ragadtak meg engem annyira, mint akkor." (Gyakran megkérdezem a diákjaimat, hogy ismét elmondják nekik Newton eredményeit: "És mi van te vagy a nyári szünetben sikerült? ")

Röviddel Cambridge-be való visszatérés után a Newtonot a Trinity College akadémiai tanácsába választották, szobra még mindig az egyetemi templomot díszíti. Előadást tartott a színelméletről, amelyben kimutatta, hogy a színbeli különbségek magyarázata a fényhullám (vagy, ahogy most mondják, a hullámhossz) főbb jellemzői, és a fénynek részecske jellege van. Tükör teleszkópot is tervezett, és ez a találmány felkeltette a Royal Society figyelmét.A fény és a színek hosszú távú tanulmányait 1704-ben, az "Optika" ("optika).

Newton a "rossz" fényelmélet (akkoriban a hullám koncepciójainak érvényesülése) fenntartásával Robert Hooke-val (cm. Hooke törvénye), a Királyi Társaság vezetője. Válaszul Newton olyan hipotézist készített, amely ötvözi a részecske és a hullám koncepcióit. Hooke vádolta a Newtonot a plágiumról, és kiemelte, hogy ez a felfedezés elsőbbséget élvez. A konfliktus folytatódott Hooke haláláig 1702-ben, és olyan nyomasztó benyomást tett Newtonra, hogy hat éven át nem vett részt a szellemi életben. Azonban az idő pszichológusai ideges leomlással magyarázzák ezt, ami az anyja halála után romlott.

1679-ben Newton visszatért a munkába és hírnevet szerzett a bolygók és a műholdak pályájának feltárásával. Ezeknek a tanulmányoknak a következtében, melyeket a Hooke-val kapcsolatos prioritásokkal kapcsolatos viták is kísértek, a világszélesség törvényét és a newtoni mechanika törvényeit, ahogy mi most nevezzük, megfogalmazódtak. Newton összefoglalja kutatását a "Természetfilozófia matematikai alapelvei" című könyvében (Philosophiae naturalis principia mathematica), amelyet 1686-ban a Királyi Társaság elé terjesztettek és egy évvel később tettek közzé. Ez a munka, amely az akkori tudományos forradalom kezdetét jelezte, Newton világszerte elismerést hozott.

Vallási nézetei, a protestantizmus iránti szilárd hozzáállása az angol szellemi elit, és különösen a John Locke filozófus (John Locke, 1632-1704) széles körét vonzotta Newtonhoz. Többször töltött időt Londonban, Newton bekapcsolódott a főváros politikai életébe, és 1696-ban kinevezték a pénzverde ügyvédeinek. Annak ellenére, hogy ezt a pozíciót hagyományosan Sinecura-nak tartották, Newton komolyan közeledett munkájához, figyelembe véve az angol pénzérmék leverését, mint a pénzhamisítók elleni hatékony intézkedést. Ebben az időben Newton részt vett egy másik, elsőbbségi vitában, ezúttal Gottfreid Leibniznek (1646-1716) a differenciál kalkuláció felfedezéséről. Évének végén Newton kiadta új kiadásait a nagy műveinek, és a Királyi Társaság elnöke is szolgált, miközben elfoglalta a pénzverde igazgatójának élethelyzetét.


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: