Њутнови закони механике

ИСАК ЊУТН:

енглески математичар и физичар
1643-1723
формулисао закон гравитације (узајамно привлачење два тела) – једно од највећих достигнућа људског ума
формулисао основне законе механике (I, II и III Њутнов закон)
уз Галилеја – оснивач класичне механике
јединица за силу – ЊУТН

Иако су неки од природних закона били познати и раније, Исак Њутн их је по први пут објединио, систематизовао и формулисао (“Математички принципи природне филозофије“ – “ Philosophiae naturalis principia mathematica” – 1687. године), па они носе назив Њутнови закони.

Аристотел – тело се не креће без дејства силе

Галилеј – почетком 17. века – Појаву да сва тела остају у стању мировања или равномерног праволинијског кретања ако на њих не делује сила назвао инерција.

Сила као узрок промене брзине тела.

пример:
- људи у аутобусу
- дете на санкама (полазак, заустављање)

I Њутнов закон односно Закон инерције:

Свако тело задржава стање мировања или равномерног праволинијског кретања све док га нека сила не принуди да промени то стање.

I Њутнов закон: (даје појам силе)

На основу I Њутновог закона (закона инерције) следи да свака промена брзине тела, односно појава убрзања може настати само као последица деловања неке силе.

промена брзине тела – последица деловања силе

Узрок промене брзине је сила – да би се променила брзина тела на тело мора да делује неко друго тело тј, мора да делује сила.

II Њутнов закон

II Њутнов закон одређује однос између силе, масе и убрзања – дефинише од чега зависи убрзање.

Пример 1

иста маса – различита вучна сила

јача сила – веће убрзање

убрзање сразмерно сили

Јача сила изазива већу промену брзине – колица под дејством јаче силе добијају веће убрзање.

Закључак:

Убрзање тела исте масе сразмерно је јачини силе која на њега делује.

Пример 2

иста вучна сила – различита маса

већа маса – мање убрзање

убрзање обрнуто сразмерно маси

Тело веће масе под дејством исте силе добија мање убрзање.

Закључак:

Убрзања која добијају тела различитих маса под дејством једнаких сила обрнуто су сразмерна тим масама

II Њутнов закон

Убрзање које при кретању добија тело сразмерно је јачини силе која на њега делује, а обрнуто сразмерно маси тог тела.

$\overrightarrow{a}=\frac{\overrightarrow{F}}{m}$

При деловању силе истог интензитета, тело веће масе има мање убрзање од тела мање масе.

То значи да се телу веће масе спорије мења брзина (мање је убрзање).

Тело веће масе је тромије – инертније. Инертност је особина тела да се одупире промени брзине при деловању силе.

Маса тела је мера његове инертности.

Сила је једнака производу масе тела и убрзања које му она даје.

$\overrightarrow{F}=m\overrightarrow{a}$

$1N=1kg\frac{m}{s^{2}}$

Сила има интензитет од 1N ако телу масе 1kg даје убрзање $\frac{m}{s^{2}}$

II Њутнов закон назива се и основни закон динамике.

II Њутнов закон може да се формулише и на други начин. Њутн је основни закон динамике написао у другачијем облику – промена импулса тела у јединици времена бројно је једнака сили која на то тело делује.

$m\overrightarrow{a}=\overrightarrow{F}$

$m\frac{\Delta \overrightarrow{v}}{\Delta t}=\overrightarrow{F}$

$m\frac{ \overrightarrow{v}_{2}- \overrightarrow{v}_{1}}{\Delta t}=\overrightarrow{F}$

$\frac{ m\overrightarrow{v}_{2}-m \overrightarrow{v}_{1}}{\Delta t}=\overrightarrow{F}$

$\frac{ \overrightarrow{p}_{2}- \overrightarrow{p}_{1}}{\Delta t}=\overrightarrow{F}$

$\frac{\Delta \overrightarrow{p}}{\Delta t}=\overrightarrow{F}$

Количник промене импулса тела и временског интервала једнак је резултујућој сили која на то тело делује током тог временског интервала.

II Њутнов закон је природни закон који повезује промену стања кретања тела, односно убрзано кретање тела, са силом која на њега делује и масом као мером отпора промени стања кретања тела.

III Њутнов закон или закон акције и реакције

III Њутнов закон или закон акције и реакције објашњава силе које се јављају при узајамном деловању два тела.

Примери:

црево кроз које тече вода – кад се пусти лети на све стране – кад нам испадне туш
балон – демонстрирати
деца на ролерима односно санкама
метак и пушка
топ приликом испаљивања гранате одскочи уназад
затезање конца

Пример:

на надувани балон залепити цевчицу за сок, кроз цевчицу провући канап, два ученика држе крајеве канапа, балон се налази на једном крају канапа, пустити да из балона излази ваздух