U poznatoj igri potezanja konopa, obje strane djeluju jedna na drugu (preko užeta) jednakim silama, što proizlazi iz zakona akcije i reakcije. To znači da pobjednik (povlačenje konopa) neće biti strana koja jače vuče, već ona koja se jače gura prema Zemlji.

Kako možemo objasniti da konj vuče saonice ako, kao što slijedi iz zakona akcije i reakcije, saonice vuku konja nazad istom apsolutnom silom? F 2, kojim konj vuče saonice naprijed (snaga F 1)? Zašto ove sile nisu uravnotežene?

Činjenica je da, prvo, iako su ove sile jednake i direktno suprotne, one se primjenjuju na različita tijela, a drugo, sile s puta djeluju i na saonice i na konja (Sl. 9).

Force F 1 sa strane konja se nanosi na saonice, koje, pored ove sile, doživljavaju samo malu silu trenja f 1 trkača na snijegu; tako da sanke počinju da se kreću napred. Konju, pored sile sa saonica F 2 usmjerena unazad, primijenjena sa strane puta u koju se naslanja stopala, sile f 2, usmjerena naprijed i veća od sile koju vrše sanke. Stoga i konj počinje da se kreće naprijed. Ako stavite konja na led, tada će sila klizavog leda biti nedovoljna; a konj neće pomjeriti saonice. Isto će se desiti i sa veoma teško opterećenim kolima, kada konj, čak ni gurajući noge, neće moći da stvori dovoljnu silu da pomeri kola sa svog mesta. Nakon što je konj pomjerio saonice i uspostavilo se ravnomjerno kretanje saonica, sila f 1 će biti izbalansiran silama f 2 (Prvi Newtonov zakon).

Slično pitanje postavlja se kada se analizira kretanje vlaka pod utjecajem električne lokomotive. I ovdje je, kao iu prethodnom slučaju, kretanje moguće samo zbog činjenice da je, pored interakcijskih sila između vučnog tijela (konj, električna lokomotiva) i „prikolice“ (sanke, voz), vučno tijelo na koje djeluju snage usmjerene s puta ili šina naprijed. Na savršeno klizavoj podlozi sa koje je nemoguće "odgurnuti" se nisu mogle pomaknuti ni saonice s konjem, ni voz, ni automobil.

Njutnov treći zakon objašnjava fenomen trzanja kada je otpušten. Postavimo na kolica model topa koji radi uz pomoć pare (slika 10) ili uz pomoć opruge. Neka kolica u početku miruju. Kada se ispali, "projektil" (pluta) izleti u jednom smjeru, a "puška" se otkotrlja u drugom smjeru.

Trzaj pištolja je rezultat trzanja. Trzaj nije ništa drugo do reakcija projektila, koji djeluje, prema trećem Newtonovom zakonu, na top koji baca projektil. Prema ovom zakonu, sila koja djeluje iz topa na projektil uvijek je jednaka sili koja djeluje iz topa na top i usmjerena je suprotno od njega.

Kretanje svih makroskopskih objekata oko nas opisano je pomoću takozvana Njutnova tri zakona. U ovom članku nećemo ništa reći o prva dva od njih, već ćemo detaljno razmotriti treći Newtonov zakon i primjere njegove manifestacije u životu.

Izjava zakona

Svako od nas je primijetio da kada skočimo na bilo koju podlogu, čini nam se da “udara” u noge, ili ako se uhvatimo za upravljač bicikla, počinje da vrši pritisak na naše dlanove. Ovo su sve primjeri Njutnovog trećeg zakona. U predmetima fizike u srednjim školama formuliše se na sljedeći način: svako tijelo koje vrši silu na neko drugo tijelo doživljava sličan udar od ovog drugog, usmjeren u suprotnom smjeru.

Matematički, ovaj zakon se može napisati na sljedeći način:

Na lijevoj strani jednadžbe napisana je sila kojom prvo tijelo djeluje na drugo na desnoj strani nalazi se sila slične veličine, s kojom drugo tijelo djeluje na prvo, ali u suprotnom smjeru (; zato se pojavljuje znak minus).

Jednakost modula i suprotan smjer razmatranih sila doveli su do toga da se ovaj zakon često naziva interakcija, odnosno princip utjecaj-reakcija.

Postupanje prema različitim organima je ključna tačka zakona koji se razmatra

Gledajući gore prikazanu formulu, mogli biste pomisliti da pošto su sile jednake po veličini i suprotnog smjera, zašto ih onda uopće razmatrati, jer se međusobno poništavaju. Ova presuda je pogrešna. Dokaz za to je ogroman broj primjera trećeg Newtonovog zakona iz života. Na primjer, konj vuče kola. Prema zakonu koji se razmatra, konj djeluje na zapregu, ali s istom silom potonji djeluje na životinju u suprotnom smjeru. Ipak, cijeli sistem (konj i kola) ne miruje, već se kreće.

Gornji primjer pokazuje da razmatrani princip akcija-reakcija nije tako jednostavan kao što se čini na prvi pogled. Sile F 12 ¯ i -F 21 ¯ se ne poništavaju, jer se primjenjuju na različita tijela. Konj ne miruje, iako kola to sprječavaju, samo zato što na njegova kopita djeluje druga sila koja teži da životinji prenese ubrzanje - to je učinak površine zemlje (reakcija potpore).

Dakle, prilikom rješavanja problema primjenom 3. Newtonovog principa uvijek treba uzeti u obzir sile koje djeluju na pojedinačna određena tijela, a ne na cijeli sistem odjednom.

Veza sa zakonom održanja impulsa

Treći Njutnov zakon je u suštini razlog za očuvanje impulsa sistema. Zaista, hajde da razmotrimo jedan zanimljiv primjer Njutnovog trećeg zakona - kretanje rakete u svemiru. Svi znaju da se to izvodi zbog mlaznog potiska. Ali odakle dolazi ova žudnja? Raketa u sebi nosi rezervoare goriva, kao što su kerozin i kiseonik. Tokom sagorevanja, gorivo napušta raketu i velikom brzinom odleće u svemir. Ovaj proces karakteriše udar sagorelih gasova na telo rakete, koji na gasove deluje sličnom silom. Rezultat se očituje u ubrzanju plinova u jednom smjeru, a raketa u drugom.

Ali ovaj problem se može razmatrati i sa stanovišta održanja impulsa. Ako uzmemo u obzir predznake brzina gasa i rakete, tada će ukupni impuls biti jednak nuli (tako je bilo i prije sagorijevanja goriva). Zamah se održava samo zato što su sile koje djeluju po principu akcija-reakcija unutrašnje, postoje između dijelova sistema (rakete i gasova).

Kako se dotični princip odnosi na ubrzanje cijelog sistema?

Drugim riječima, kako će se promijeniti sile F 12 ¯ i -F 21 ¯ ako se sistem u kojem one nastaju kreće ubrzano? Uzmimo primjer konja i kola. Pretpostavimo da ceo sistem počne da povećava svoju brzinu, ali će sile F 12 ¯ i -F 21 ¯ ostati nepromenjene. Ubrzanje nastaje zbog povećanja sile kojom površina tla djeluje na kopita životinje, a ne zbog smanjenja sile reakcije kolica -F 21 ¯.

Dakle, interakcije unutar sistema ne zavise od njegovog vanjskog stanja.

Neki primjeri iz života

"Navedite primjere trećeg Newtonovog zakona" - ovaj zadatak se često može čuti od školskih nastavnika. Primjeri s raketom i konjem su već navedeni gore. U nastavku su još neki navedeni u nastavku:

• odbijanje plivača od zida bazena: plivač dobija ubrzanje jer zid djeluje na njega;
• let ptice: gurajući vazduh dole i nazad sa svakim zamahom krila, ptica dobija pritisak iz vazduha gore i napred;
• odbijanje fudbalske lopte od zida: manifestacija sile suprotne reakcije zida;
• gravitacija Zemlje: kojom silom nas naša planeta vuče nadole, sa potpuno istom silom delujemo na nju prema gore (za planetu je to sićušna sila, ona to „ne primećuje“, ali mi je).

Svi ovi primjeri vode do važnog zaključka: svaka interakcija sila u prirodi uvijek nastaje u obliku para suprotstavljenih sila. Nemoguće je uticati na objekat, a da ne doživite njegovu reakciju.

U poznatoj igri potezanja konopa, obje strane djeluju jedna na drugu (preko užeta) jednakim silama, što proizlazi iz zakona akcije i reakcije. To znači da pobjednik (povlačenje konopa) neće biti strana koja jače vuče, već ona koja se jače gura prema Zemlji.

Rice. 72. Konj će se kretati i nositi natovarene saonice, jer sa strane puta na njegova kopita djeluju veće sile trenja nego na klizave staze saonica.

Kako možemo objasniti da konj vuče saonice ako, kao što slijedi iz zakona akcije i reakcije, saonice povlače konja nazad istom apsolutnom silom kao što konj vuče saonice naprijed (sila)? Zašto ove sile nisu uravnotežene? Činjenica je da, prvo, iako su ove sile jednake i direktno suprotne, one se primjenjuju na različita tijela, a drugo, sile s puta djeluju i na saonice i na konja (Sl. 72). Sila od konja se primjenjuje na saonice, koje osim ove sile doživljavaju samo malu silu trenja trkača o snijeg; tako da sanke počinju da se kreću napred. Na konja se osim sile sa strane saonica, usmjerene unazad, primjenjuju sile sa strane puta u koju se naslanja nogama, usmjerene naprijed i veće od sile sa strane saonica. . Stoga i konj počinje da se kreće naprijed. Ako stavite konja na led, tada će sila klizavog leda biti nedovoljna i konj neće pomjerati sanke. Isto će se desiti i sa veoma teško opterećenim kolima, kada konj, čak ni gurajući noge, neće moći da stvori dovoljnu silu da pomeri kola sa svog mesta. Nakon što konj pomjeri sanke i uspostavi ravnomjerno kretanje saonica, sila će biti uravnotežena silama (Njutnov prvi zakon).

Slično pitanje postavlja se kada se analizira kretanje vlaka pod utjecajem električne lokomotive. I ovdje je, kao iu prethodnom slučaju, kretanje moguće samo zbog činjenice da je, pored interakcijskih sila između vučnog tijela (konj, električna lokomotiva) i „prikolice“ (sanke, voz), vučno tijelo na koje djeluju snage usmjerene s puta ili šina naprijed. Na savršeno klizavoj podlozi sa koje je nemoguće "odgurnuti" se nisu mogle pomaknuti ni saonice s konjem, ni voz, ni automobil.

Rice. 73. Kada se epruveta sa vodom zagreje, čep izleti u jednom smeru, a „pištolj“ se kotrlja u suprotnom smeru

Njutnov treći zakon nam omogućava da izračunamo fenomen trzanja kada je otpušten. Postavimo na kolica model topa koji radi uz pomoć pare (Sl. 73) ili uz pomoć opruge. Neka kolica u početku miruju. Kada se ispali, "projektil" (pluta) izleti u jednom smjeru, a "puška" se otkotrlja u drugom smjeru. Trzaj pištolja je rezultat trzanja. Trzaj nije ništa drugo do reakcija projektila, koji djeluje, prema trećem Newtonovom zakonu, na top koji baca projektil. Prema ovom zakonu, sila koja djeluje iz topa na projektil uvijek je jednaka sili koja djeluje iz topa na top i usmjerena je suprotno od njega. Dakle, ubrzanja koja primaju pištolj i projektil su u suprotnim smjerovima, a po veličini su obrnuto proporcionalni masama ovih tijela. Kao rezultat toga, projektil i pištolj će dobiti suprotno usmjerene brzine koje su u istom omjeru. Označimo brzinu koju je primio projektil sa , a brzinu koju je primio pištolj sa , a mase ovih tijela će biti označene sa i , respektivno. Onda

Djelovanje i reakcija objekata je sveprisutno u svakodnevnom životu. Hajde da damo 14 primjera trećeg Newtonovog zakona, kojoj se pokoravaju tijela u interakciji.

Interakcija objekata

Zgrade, mostovi, nameštaj u sobama, voće na granama, drveće, žice na stubovima, brodovi na moru, oblaci na nebu, avioni i baloni iza oblaka - jednom rečju, sve što leži, stoji, visi, lebdi, leti - ne pada pod zemlju, ne davi se, ne pada, ne kotrlja se samo zato što je unutra interakcija sa nekim drugim predmet. Ovi objekti, bilo da se radi o zemlji, postolju, ovjesu, vodi ili zraku, su oslonac, a sila gravitacije, koja sve objekte vuče prema centru Zemlje, nailazi na odgovor oslonca. Ova reakcija spriječava da sila gravitacije prouzrokuje kretanje objekata, suprotstavlja joj se - balansira je, kao jednu čašu vage, sprječavajući drugu čašu da padne, balansira je, što je osnova. Usidreni brod je u potpuno istoj poziciji i ostaje na mjestu čak i kada ga vjetar i struja odnesu. Sile koje nastaju u ovom slučaju se nazivaju reakcionih snaga. Oni uravnotežuju sile koje djeluju na tijelo i pomažu mu da ostane u mirovanju. Evo 14 primjera pojave takvih sila kao potvrda trećeg Newtonovog zakona, to se događa kada:

Izgradnja mosta

At konstrukcija mosta potrebno je prvo izračunati u kojoj su mjeri nosači mosta u stanju izdržati opterećenje koje će na njih biti izloženo: mogu li ga izdržati, imaju li nosači dovoljnu rezervu otpora ili, kako kažu graditelji, marginu sigurnosti.
Proračuni se vrše korištenjem Newtonovog trećeg zakona. A graditelji konstruiraju nosače mosta na takav način da mogu izdržati bilo kakvo opterećenje koje se može pojaviti na mostu. Vjeruju da oslonci pritiskaju most odozdo. Akcija je uvijek jednaka reakciji - oni su ekvivalentni, jednaki u pravima, pa stoga građevinski inženjeri vrše proračune na način koji im najviše odgovara.

Temelj zgrade

Inženjeri koji dizajniraju rade potpuno istu stvar. građenje temelja. Oni znaju da obično tlo može izdržati težinu zgrade sa silom od oko dva do tri kilograma na svaki kvadratni centimetar temelja. Pod tim uslovom djelovanje, odnosno težina cijele zgrade, i reakcija, otpor tla, sabijaju temelj odozgo i odozdo. Na temelj djeluju dvije identične sile, ali usmjerene u suprotnim smjerovima, o čemu svjedoči treći Newtonov zakon. Takve sile su uravnotežene i ne mogu pomjeriti temelj sa svog mjesta, ali ga sabijaju, a ako sigurnosna granica ovog temelja nije dovoljna, on će se urušiti i zgrada će se urušiti.

Padobranac i sanke

iskočio iz aviona i pao u skoku u dalj. Akcija u ovom slučaju je očigledna - padobranac pada. Ali gdje je odgovor o kojem Newton govori? Potpuno je neprimjetno. A takvih primjera možete pronaći jako puno. Djeca, nakon što su se popela na snježni tobogan, klize dolje sanjkanje, skijaš skače sa odskočne daske. Lavina koja pada sa planine, kapi kiše koje padaju iz oblaka - u svim slučajevima pada, reakcija je nevidljiva i neprimjetna. Ali to ne znači da ne postoji.
Padobranac pada jer privlači ga Zemlja. Ali privlačnost je obostrana: Zemlja privlači padobranca, a padobranac Zemlju. Padobranac pada na Zemlju, a Zemlja "pada" na padobranca. Ali masa padobranca je neznatna u odnosu na masu Zemlje, pa je stoga njegovo kretanje brzo, a masa Zemlje ogromna, a njeno recipročno i nadolazeće kretanje je potpuno neuhvatljivo. Sve ovo se u potpunosti odnosi na sanke koje se kotrljaju niz brdo. Kretanje saonica je također pad, ali samo po kosoj stazi.

Interakcija gvozdene šipke sa magnetom

Ova ideja je objašnjena Njutnov eksperiment sa gvozdenim blokom i magnetom plutaju u čamcima. Tada se Njutn uverio da nije magnet ono što privlači gvožđe, a ne gvožđe koje privlači magnet, već da oba tela međusobno deluju – privlače se jedno drugom. IN Newtonovi eksperimenti magnet i gvožđe su bili iste težine. Ali zamislite da ste za ovaj eksperiment uzeli veoma veliki i težak magnet i sićušni gvozdeni blok. U ovom slučaju, magnet bi se samo malo kretao prema željezu, a željezni blok bi lebdio prema magnetu mnogo brže. Ista stvar bi se dogodila da je komad željeza velik, a magnet mali: pomicanje laganog predmeta bilo bi primjetno i vidljivo, ali bi pokret odgovora teškog predmeta bio neprimjetan.

Privlačenje planeta

Ista stvar se dešava i sa planetama. Sada, kada bi neko veliko nebesko tijelo prošlo blizu Zemlje, posljedice njihove međusobne gravitacije postale bi vidljive. To se zapravo i primjećuje. Ponekad veliki planete Sunčev sistem - Jupiter i Saturn - nalaze se u svemiru tako da sila njihove gravitacije tjera Zemlju da se malo udalji od Sunca, tada se trajanje naše godine, odnosno vrijeme, povećava za nekoliko minuta. Tada se velike planete pomiču dalje u svojim orbitama i naša godina se opet skraćuje. Tako je, na primjer, 1946. bila kraća od 1945. za oko deset minuta, a 1945. je bila kraća od 1944. za jedanaest minuta. Ovakva promjena dužine godine naše Zemlje, u zavisnosti od položaja drugih planeta Sunčevog sistema, otkriva kako treći zakon kretanja djeluje daleko izvan Zemlje - u bezgraničnom svjetskom prostoru.
Zemljin satelit, Mjesec, u svojoj orbiti drži , ali i sam privlači Zemlju, uzrokujući more na površini i neznatno mijenjajući Zemljino kretanje oko Sunca.

Boat jump

Čovek ide iskoči iz čamca do obale, ne smijemo zaboraviti postojanje Njutnovog trećeg zakona kretanja. Njegovo djelovanje sigurno će izazvati jednaku i suprotnu reakciju: u trenutku skoka čamac će se pomaknuti, a neoprezna osoba će se naći ne na obali, već u vodi. Beskorisno je grditi Njutnov treći zakon – bilo je potrebno zamoliti one koji sjede u čamcu da oslone vesla na dno.

Leteći helikopter

Povijest tehnologije bilježi slučaj kada su izumitelji važnog i korisnog mehanizma - helikoptera, nedovoljno promislivši o dizajnu, izgubili iz vida treći zakon kretanja.
Helikopter, za razliku od običnog aviona, može poletjeti ne iz starta, već okomito prema gore. Silu podizanja ove mašine obezbeđuje veliki propeler koji se okreće oko vertikalne ose. Kada prvi helikopter testiran na aerodromu, pao mi je na pamet treći zakon kretanja. Budući da se glavni propeler rotirao s desna na lijevo, zbog trećeg zakona kretanja, tijelo helikoptera je počelo rotirati u suprotnom smjeru - slijeva na desno. Helikopter se pokazao kao neka vrsta letećeg vrtuljka, na koji nijedan putnik nije pristao da sjedne. Ovaj nedostatak helikoptera otklonjen je ugradnjom dva potporna propelera na njega, koji su rotirali u različitim smjerovima. Tada je neugodno vrtuljsko kretanje mašine odmah prestalo, jer su se njeni propeleri rotirali u različitim smjerovima, a njihovo štetno djelovanje je međusobno uništeno, dok je sila dizanja usmjerena prema gore sačuvana. U helikopterima s jednim rotorom ugrađen je dodatni kormilarski propeler koji sprječava rotaciju tijela.

Kako se plivači kreću u vodi?

Sve pluta u vodi i na vodi: ribe, patke, dabrovi, jegulje, žabe, bube plivači, (detaljnije:) i druga vodena bića, kao i parobrodi, čamci i čamci - kreću se samo zato što su u interakciji sa vodom, na šta ukazuje Newton. Koriste propelere, vesla, peraje, repove i šape da potiskuju vodu nazad, a kao odgovor plivaju naprijed.

Kako se kreće sve što leti

Sve što leti: avioni, helikopteri, ptice, leptiri, komarci, slepi miševi, kao i motorne sanke i jedrilice - kreće se samo zato što su u interakciji sa vazduhom. Oni potiskuju vazduh nazad, a zahvaljujući recipročnom delovanju i sami se kreću napred. Ali šta stanovnici zemlje, koji koriste noge i točkove za kretanje, guraju unazad ostaje nejasno.

Kako se kreću automobili i vozovi

Odguruju ono što ih podržava: parne lokomotive odgurnuti šine automobili i konji - asfalt autoputeva i trotoara. Šine i površine autoputa su čvrsto povezane sa tlom, stoga sve što se kreće po zemlji gura Zemlju, a globus se mora okretati u smjeru suprotnom kretanju lokomotive ili automobila.
Ali on iznosi mnogo milijardi milijardi tona. Kretanje tako beznačajnih objekata u odnosu na Zemlju kao što su parne lokomotive i automobili ne utiče na brzinu rotacije naše planete. Osim toga, svi vozovi i vagoni se kreću u različitim smjerovima, a kada jedan voz ide udesno, drugi u isto vrijeme ide lijevo. Svaki auto se nakon posla vraća nazad u garažu – odakle je otišao ujutro. Kada se nadolazeći saobraćaj kreće, njegov uticaj na Zemlju se međusobno uništava.

Kretanje kolica po šinama

Zamislimo to na šinama su duga i lagana kolica. Njegove ose rotiraju u kugličnim ležajevima. Ležajevi su dobro podmazani, pa su kolica u stanju da se kotrljaju s jednog kraja šina na drugi gotovo bez trenja. Na ovim kolicima, na jednom kraju, stoji čovjek. Zamolimo ovu osobu da trči uz kolica do njenog drugog kraja. A čim osoba potrči, kolica će se također početi kretati: otkotrljat će se u smjeru suprotnom od kretanja osobe. Osoba staje i kolica se zaustavljaju. Osoba će otrčati nazad i kolica će se otkotrljati u drugom smjeru. Osoba koja se kreće u jednom smjeru uzrokuje da se kolica kreću u suprotnom smjeru. Akcija uzrokuje reakciju, a one su međusobno jednake: ako kolica imaju istu masu kao osoba, onda će se u odnosu na tlo kotrljati u stranu onoliko koliko se osoba kreće.

Vjeverica u točku

Od pamtivijeka ljudi su smišljali igračku koja na jednostavan i uvjerljiv način prikazuje zakon interakcije – treći Newtonov zakon. Dešava se da lovci donesu kući male vjeverice iz zabave. Bebe vjeverice rastu, navikavaju se na ljude i život u zatočeništvu i pitome se. Ali i dalje im je teško živjeti u skučenim kućama. U šumi se vjeverica po cijeli dan kreće: od grane do grane, od drveta do drveta, ali u kući nema gdje da se okrene. A onda, prije možda hiljadu godina, ljudi su smislili "fizičku vježbu" za vjeverice - točak napravljen kao bubanj kako bi vjeverica mogla trčati unutar ovog točka. Vjeverica je dozvoljena u točak, i ona počinje trčati, a točak se počinje okretati u suprotnom smjeru i vrti se dok vjeverica ne trči u njega. Naravno, vjeverica se s vremena na vrijeme mora zaustaviti i životinja pustiti da se odmori i nahrani. Vjeverice su glupe - mogu trčati u kotaču dok se ne iscrpe. Vjeverica je divan i jasan dokaz ispravnosti trećeg zakona kretanja. Interakcija dvaju tijela dovodi do činjenice da se oba tijela - vjeverica i točak - kreću. U tom slučaju akcija i odgovor (reakcija) izazivaju vidljivo kretanje. I akcija i reakcija su jednaki jedno drugom: kada vjeverica trči sporo, točak se polako okreće, a kada vjeverica ubrza svoj trčanje, točak počinje brže da se okreće. I akcija i reakcija su suprotni: vjeverica trči u jednom smjeru, a točak se okreće u drugom.

Hodanje uz stub

Signalisti i električari koji često moraju da se penju na telegrafske tornjeve stubovi, nosite sa sobom vrlo jednostavnu spravu koja se zove "dereze". „Kamponi“ su dva željezna luka sa oštrim zubima i platforma za stopalo; oblikovani su kao srpovi ili veliki rogovi jelenske bube.
Signist stavlja dereze na noge i, šepajući, jer je kretanje po tlu u derezama vrlo nezgodno, prilazi stupu. Ovdje omota jednu "mačku" oko motke, čiji šiljci seku u drvo ili beton. Signist, držeći motku rukama, cijelu težinu svog tijela prenosi na "mačku" i istovremeno baca drugu "mačku" tako da se ona drži više od prve. Zatim prenosi težinu tijela na drugu "mačku", a prvu pomjera još više. Dakle, on "hoda" duž glatkog okomitog stupa, kao na ljestvama. Oštri zubi "dereza" pružaju signalista pouzdanu interakciju s motkom - daju nozi dobru potporu. Ne bi bilo interakcije sa motkom - i signalist se ne bi mogao popeti na nju, upravo je to Njutn reflektovao u svom zakonu.

Interakcija sa tlom

Ukratko, sve što trči, puzi, skače, hoda, leti, pliva, penje, može se kretati samo zato što je u interakcija sa tlom, voda, zrak, šine, stabla drveća, stupovi, užad ili vinove loze u tropskoj šumi. U svim slučajevima, bez ikakvog izuzetka, djelovanje jednog objekta uvijek nailazi na jednak i suprotno usmjeren odgovor (reakciju) drugih okolnih objekata. Riječ "reakcija" koju je Newton koristio ne treba shvaćati doslovno - radnja odgovora koja se pruža pokretnom objektu ga uopće ne ometa, ne djeluje suprotno ili suprotno, već, naprotiv, pomaže i promiče njegov pokret. Samo se pojavljuje sila reakcije usmjerena suprotno sili djelovanja. Treba napomenuti da se radnja i reakcija odgovora u svim slučajevima primjenjuju na različite objekte: djelovanje se primjenjuje na tlo, vodu, zrak, „pješke“ uz stub, šine, užad, stupove, na asfalt autoput i tako dalje, a reakcija odgovora - na noge, šape, točkove, kopita, gusjenice, krila, peraja, propelere parobroda, na propelere aviona i signalističke "mačke"... Zaključak je pomalo iznenađujući. Ispostavilo se da se krećemo ne toliko zbog naše akcije, koliko zbog akcije odgovora. Kada hodamo, napori naših nogu su usmjereni na guranje zemlje, ali hodamo i idemo naprijed samo zato što nas zemlja gura. Ovaj zaključak može izgledati čudno, ali je istinit. IN

Tri zakona Sir Isaaca Newtona opisuju kretanje masivnih tijela i njihovu interakciju.

Dok nam se Njutnovi zakoni danas mogu činiti očiglednim, pre više od tri veka smatrani su revolucionarnim.

sadržaj:

Njutn je možda najpoznatiji po svom radu o gravitaciji i kretanju planeta. Pozvao ga je astronom Edmond Halley nakon što je priznao da je nekoliko godina ranije izgubio dokaz o eliptičnim orbitama, Newton je objavio svoje zakone 1687. u svom temeljnom djelu Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Matematički principi prirodne filozofije), u kojem je formalizirao opis kako se masivna tela kreću pod uticajem spoljašnjih sila.

Formulirajući svoja tri zakona, Njutn je pojednostavio tretman masivnih tela tretirajući ih kao matematičke tačke bez veličine ili rotacije. To mu je omogućilo da zanemari faktore kao što su trenje, otpor zraka, temperatura, svojstva materijala, itd. i da se fokusira na pojave koje se mogu opisati isključivo masom, dužinom i vremenom. Stoga se tri zakona ne mogu koristiti za opisivanje preciznog ponašanja velikih krutih ili deformabilnih objekata. Međutim, u mnogim slučajevima oni daju odgovarajuće točne aproksimacije.

Newtonovi zakoni

Newtonovi zakoni odnose se na kretanje masivnih tijela u inercijskom referentnom okviru, koji se ponekad naziva Newtonov okvir, iako sam Newton nikada nije opisao takav okvir. Inercijalni referentni okvir se može opisati kao trodimenzionalni koordinatni sistem koji je ili stacionaran ili jednoliko linearan, tj. ne ubrzava niti rotira. Otkrio je da se kretanje u takvom inercijskom referentnom okviru može opisati pomoću tri jednostavna zakona.

Prvi Newtonov zakon kretanja

Kaže: Ako na tijelo ne djeluju sile ili je njihovo djelovanje kompenzirano, onda je ovo tijelo u stanju mirovanja ili ravnomjernog linearnog kretanja. To jednostavno znači da stvari ne mogu početi, stati ili promijeniti smjer same od sebe.

Potrebna je sila koja na njih djeluje izvana da izazove takvu promjenu. Ovo svojstvo masivnih tijela da se odupiru promjenama u svom kretanju ponekad se naziva inercijom.

U modernoj fizici, Newtonov prvi zakon se obično formuliše na sljedeći način:

Postoje takvi referentni sistemi, koji se nazivaju inercijski, u odnosu na koje materijalne tačke, kada na njih ne djeluju sile (ili na njih djeluju međusobno uravnotežene sile), nalaze se u stanju mirovanja ili ravnomjernog pravolinijskog kretanja.

Drugi Newtonov zakon kretanja

Opisuje šta se događa s masivnim tijelom kada na njega djeluje vanjska sila. Kaže: Sila koja djeluje na predmet jednaka je masi tog objekta njegovog ubrzanja. Ovo je zapisano u matematičkom obliku kao F = ma, gdje je F sila, m masa, a a ubrzanje. Podebljana slova označavaju da su sila i ubrzanje vektorske veličine, što znači da imaju i veličinu i smjer. Sila može biti pojedinačna sila, ili može biti vektorski zbir više od jedne sile, što je neto sila nakon što se sve sile spoje.

Kada stalna sila djeluje na masivno tijelo, to uzrokuje njegovo ubrzanje, odnosno promjenu brzine konstantnom brzinom. U najjednostavnijem slučaju, sila primijenjena na stacionarni objekt uzrokuje njegovo ubrzanje u smjeru sile. Međutim, ako je objekt već u pokretu, ili ako se ova situacija posmatra iz pokretnog referentnog okvira, to tijelo može izgledati kao da ubrzava, usporava ili mijenja smjer ovisno o smjeru sile i smjerovima u kojima se objekt i referenca okviri se pomeraju jedan u odnosu na drugi.

U modernoj fizici, Newtonov drugi zakon se obično formuliše na sljedeći način:

U inercijalnom referentnom okviru, ubrzanje koje primi materijalna tačka sa konstantnom masom direktno je proporcionalno rezultanti svih sila koje se na nju primenjuju i obrnuto proporcionalno njenoj masi.

Uz odgovarajući izbor mjernih jedinica, ovaj zakon se može napisati kao formula:

Njutnov treći zakon kretanja

Kaže: Za svaku akciju postoji jednaka i suprotna reakcija. Ovaj zakon opisuje šta se dešava sa telom kada ono deluje silom na drugo telo. Sile uvijek dolaze u parovima, tako da kada jedno tijelo gurne drugo, drugo tijelo se isto tako snažno gura unazad. Na primjer, kada gurnete kolica, kolica su odgurnuta od vas; kada povučete konopac, uže se zaljulja natrag prema vama; kada vas gravitacija vuče prema zemlji, tlo vas gura prema gore i kada raketa zapali svoje gorivo iza sebe, ekspanzioni izduvni gas se gura prema raketi, uzrokujući njeno ubrzanje.

Ako je jedan objekt mnogo, mnogo masivniji od drugog, posebno ako je prvi objekt usidren za Zemlju, praktički svo ubrzanje se prenosi na drugi objekt, a ubrzanje prvog objekta može se sigurno zanemariti, na primjer, ako kada ste bacili lopticu na zapad, ne biste trebali uzeti u obzir da ste zapravo izazvali brže okretanje Zemlje dok je lopta bila u zraku. Međutim, ako stojite na rolerima i bacite kuglu za kuglanje, počet ćete se kretati unatrag primjetnom brzinom.

U modernoj fizici, Njutnov treći zakon se obično formuliše na sledeći način:

Materijalne tačke međusobno djeluju silama iste prirode, usmjerenim duž prave linije koja povezuje ove tačke, jednake po veličini i suprotnog smjera:

Tri zakona su testirana bezbrojnim eksperimentima u protekla tri stoljeća, i još uvijek se široko koriste za opisivanje vrsta objekata i brzina s kojima se susrećemo u svakodnevnom životu. Oni čine osnovu onoga što je danas poznato kao klasična mehanika, naime proučavanje masivnih objekata koji su veći od vrlo malih razmjera koje smatra kvantna mehanika i koji se kreću sporije od vrlo velikih brzina relativističke mehanike.