منو
 کاربر Online
634 کاربر online

قوانین حرکت نیوتن

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک کلاسیک > مکانیک کلاسیک > مکانیک تحلیلی
(cached)



نیوتن با سه قانون معروف خود درباره حرکت پایه‌های مکانیک کلاسیک را طوری مستحکم کرد که هنوز هم با گذشت سالها این قوانین در زندگی روزمره بشر و در علوم مختلف کاربردهای فراوانی دارند. این قوانین در مورد حرکت و نیروهای دخیل در آن می‌باشد.

دید کلی

قانونهای نیوتن از جمله قانونهای اساسی و بنیادی در دانش فیزیک به شمار می‌روند. این قانونها ، کاربردهای گسترده‌ای در فناوری و غالب رشته‌های مهندسی دارند. در صنعت ، امور ساختمانی ، دریانوردی ، فضانوردی و ... اصول حاکم بر پدیده‌ها از قانونهای نیوتن پیروی می‌کنند. نیرو عامل تغییر حرکت در اجسام است و قانونهایی که رابطه میان نیرو و کمیتهای مربوطه به حرکت را بیان می‌کنند، قانونهای حرکت نامیده می‌شوند. حرکت یک ذره را ماهیت و آرایش اجسام دیگری که محیط ذره را تشکیل می‌دهند، مشخص می‌کند. قوانین نیوتن شامل سه قانون است.

تاریخچه

مسأله حرکت یکی از موضوعات اصلی فلسفه طبیعی ، یا به اصطلاح امروز فیزیک می‌باشد. تا زمان گالیله و نیوتن پیشرفت چشمگیری در این زمینه حاصل نشد. نیوتن عقاید گالیله و سایر دانشمندان قبل از خود را کاملا به ثمر رسانید. سه قانون او درباره حرکت ، اولین بار در سال 1686/1065 در کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعی که معمولا به اصول معروف است، منتشر شد. این قوانین را در زیر مرور می‌کنیم.

قانون اول نیوتن

قانون اول نیوتن در واقع بیانی است درباره چارچوبهای مرجع ، زیرا بطور کلی شتاب هر جسم بستگی به چارچوب مرجعی دارد که نسبت به آن اندازه گیری می‌شود. طبق قانون اول اگر هیچ جسمی در نزدیکی یک ذره وجود نداشته باشد، در آن صورت می‌توان یک دسته چارچوب مرجع پیدا کرد که این ذره نسبت به آنها شتاب نداشته باشد. اجسام در نبود نیرو ، ساکن هستند، یا حرکت خطی خود را حفظ می‌کنند.

غالبا با نسبت دادن خاصیتی به ماده که به لختی معروف است، این موارد توصیف می‌شوند. قانون اول نیوتن را غالبا قانون لختی می‌نامند و چارچوبهای مرجعی که این قانونها در آنها بکار می‌رود، چارچوبهای لخت نام دارند. این چارچوبها نسبت به ستاره‌های دور ثابت فرض می‌شوند. در قانون اول تفاوتی میان جسم ساکن و جسمی که با سرعت ثابت حرکت می‌کند، وجود ندارد. در ضمن میان نبودن نیرو و بودن نیروهایی که برآیندشان صفر است، تفاوتی وجود ندارد.


  • تعریف قانون اول نیوتن:هر جسم اگر در حال سکون ، یا در حالت حرکت یکنواخت در امتداد خط مستقیم باشد، به همان حال باقی می‌ماند، مگر آنکه در اثر نیروهای خارجی مجبور به تغییر آن حالت شود.



img/daneshnameh_up/2/29/newtonlaw2.gif

قانون دوم نیوتن

شتاب هر جسم معین یا نیروی وارد بر آن نسبت مستقیم دارد. اگر تمام نیروهای وارد بر جسم F باشد و m جرم جسم باشد و a شتاب برداری باشد، رابطه بیان قانون دوم نیوتن است. قانون اول حرکت ، حالت خاصی از قانون دوم است، زیرا اگر ، به عبارت دیگر اگر نیروی برآیند وارد بر جسم صفر باشد، شتاب آن برابر صفر است.


  • تعریف قانون دوم نیوتن :green:اگر به یک جسم نیروهایی وارد شود، شتابی می‌گیرد که با برآیند نیروهای وارد بر جسم ، نسبت مستقیم دارد و با آن هم جهت است ولی با جرم جسم نسبت وارون دارد.

    violet:هر گاه جسمی به جسم دیگر نیرو وارد کند، جسم دوم به جسم اول نیرویی برابر آن ، ولی در خلاف جهت وارد می‌کند.~~



img/daneshnameh_up/7/71/newtonlaw3.gif

استفاده از قانونهای نیوتن درباره حرکت یک جسم

برای حل مسأله‌های دینامیک مراحل زیر را در نظر می‌گیریم:


  • شکل ساده‌ای از جسم و تکیه‌گاه آن را رسم می‌کنیم.

  • نیروهایی را که اجسام دیگر بر جسم وارد می‌کنند، روی شکل مشخص می‌کنیم.

  • دستگاه محورهای مختصات مناسبی انتخاب می‌کنیم.

  • نیروها را روی محورهای مختصات تجزیه می‌کنیم. (مؤلفه هر نیرو روی محور)

  • با نوشتن قانون دوم نیوتن روی هر یک از محورها ، شتاب حرکت جسم را روی هر محور محاسبه می‌کنیم.

  • هرگاه چند جسم به هم متصل باشند، در صورتی که بردار شتاب همگی یکسان باشد، مجموعه را می‌توان به عنوان یک دستگاه در نظر گرفت و قانون دوم را برای آن نوشت.

مباحث مرتبط با عنوان



تعداد بازدید ها: 122784


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..