Njutnovi zakoni

Njutonovi zakoni su skup od tri osnovna zakona klasične fizike. Oni opisuju vezu između kretanja tela i sila koje deluju na telo i prvi ih je predstavio Isak Njutn. Objavljeni su u knjizi „Philosophiae Naturalis Principia matematica“ (u slobodnom prevodu Matematičke osnove fizike) iz 1687. godine. Ovi zakoni čine temelje klasične mehanike. Njutn ih je koristio da opiše primećene rezultate opita u vezi kretanja tela

Prvi Njutnov zakon - Zakon Inercije


Inercija ili tromost je jedna od osnovnih osobina svih tela u svemiru koje imaju masu, tj. masa je mera inertnosti fizičkih tela. To se svojstvo manifestuje kao protivljenje tela promeni stanja svoga kretanja, što je opisano Prvim Njutnovim zakonom (zakonom inercije).

U osnovi, to znači da bi se telu promenio intenzitet, pravac ili smer brzine, na to telo mora delovati sila.

U originalu, na latinskom, Njutn je zapisao: „Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.“ Telo ostaje u stanju mirovanja ili se kreće konstantnom brzinom ako na njega ne deluje nijedna sila, ili ako je rezultat svih sila koje na telo deluju jednaka nuli.

Ovaj zakon opisuje princip inercije i može se iskazati i drugačije. Telo na koje ne deluju sile ima težnju da nastavi kretanje istim smerom i brzinom



Ovakvu osobinu tela prvi je istakao Galilej i nazvao je inercija. Pojavu je kasnije proučio Njutn i dao definiciju koja je poznata kao prvi Njutnov zakon ili zakon inercije.
Inerciju možete da osetite ukoliko se vozite u automobilu koji se naglo zaustavlja. Vi nastavljate da se krećete tako što posrnete napred niz sedište, što je u skladu sa prvim Njutnovim zakonom koji kaže da telo koje se kreće teži da nastavi da se kreće istom brzinom i u istom smeru. To se dešava i vama sve dok vas ne zaustavi sila pojasa na vašem sedištu. Pomislite šta bi moglo da se desi da niste vezani pojasom.


MASA TELA I INERCIJA
Ukoliko se gumena lopta i gvozdena kugla kreću jednakim brzinama, za zaustavljanje kugle mora se upotrebiti jača sila nego za zaustavljanje lopte. Takodje se mora upotrebiti jača sila za pokretanje gvozdene kugle nego za pokretanje lopte ukoliko oba tela miruju. Svojstvo tela da zadržava brzinu kojom se kreće nepromenjenom naziva se inercija, pa za telo manje mase kažemo da je manje inertno tj. za telo veće mase da je više inertno.

Masa tela je mera za inertnost tela.


Protivljenje promeni stanja kretanja ispoljava se u pojavi inercijalne sile koja deluje u neinercijalnom referentnom sistemu čvrsto vezanom za samo telo (u sistemu u kojem telo miruje). Pošto se u ovom sistemu ubrzanje (promena brzine) tela ne opaža ovo protivljanje se opaža kao sila koja deluje bez vidljivog uzroka ili izvora, pa se zato i naziva fiktivnom ili inercijalnom silom.

wiki/tesla.rs

Drugi zakon: Zakon sile

Ovaj zakon je Njutn napisao ovim rečima, na latinskom: „Mutattionem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.“ Ovaj zakon opisuje činjenicu da je promena kretanja (što je ubrzanje) nekog tela moguća jedino dejstvom sile i povezuje silu koja deluje na telo sa masom tela i ubrzanjem kojim se telo kreće.

Veličina sile na neko telo direktno je srazmerna ubrzanju i masi tog tela. Smer sile ima isti smer kao i ubrzanje.


Na osnovu prvog Njutnovog zakona zaključujemo da do promjene brzine tijela može doći samo usljed međudjelovanja s drugim tjelima.

Veličina koja karakteriše jačinu međudjelovanja jednog tijela na drugo naziva se sila. Sila je vektorska veličina što znači da ima jačinu, pravac i smjer. Obilježava se slovom F.

S obzirom da promjena brzine u određenom vremenskom intervalu predstavlja ubrzanje, drugi Njutnov zakon govori o tome koliko će ubrzanje dobiti tijelo kada na njega djeluje sila.

Ubrzanje koje tijelo dobije upravo proporcionalno sili koja djeluje na tijelo, a obrnuto proporcionalno masi tijela.


Jednačina F=ma predstavlja matematički oblik drugog Njutnovog zakona:
Jačina sile koja djeluje na tijelo i daje mu ubrzanje jednaka je proizvodu mase tijela i ubrzanja.

SI jedinica za silu je Njutn (N).
Njutn je sila koja tijelu mase 1kg daje ubrzanje 1m/s2

Treći zakon: Zakon akcije i reakcije

Tekst zakona kako je Njutn zapisao na latinskom je: „Actioni contrariam semper et æqualem esse reactionem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse æquales et in partes contrarias dirigi.“ Za svaku silu akcije koja deluje na neko telo postoji i sila reakcije. Sila reakcije je istog intenziteta i pravca kao i sila akcije ali suprotnog smera. Važno je istaći da se one uzajamno ne poništavaju.


U svim slučajevima kada jedno tijelo djeluje na drugo, treba imati u vidu da to nije jednostrano već uzajamno dejstvo tijela. To znači da ako jedno tijelo djeluje na drugo, onda i drugo tijelo djeluje na prvo. Tako, na primjer, ako se iz čamca užetom vuče drugi čamac, tom prilikom će i drugi čamac da djeluje na prvi. Dokaz za to jeste činjenica da se oba čamca kreću jedan prema drugom, a ne samo onaj koji se vuče. Isto se dešava i kada se sa obale vuče čamac. Tom prilikom se čamac kreće ka obali, ali i obala ( Zemlja ) ka čamcu. Međutim, kretanje Zemlje se zanemaruje zbog njene ogromne mase u odnosu na čamac.

Ovi zakoni su važeći samo u klasičnoj mehanici, gde je brzina mnogo manja od brzine svetlosti a masa tela puno veća nego je veličina atomskih delova (elektron, proton, neutron). U slučaju izuzetno velikih brzina, uporedivih sa brzinom svetlosti, ili izuzetno malih masa, uporedivih sa masom atoma, pojavljuju se drugi efekti koji se precizno opisuju zakonima kvantne mehanike i relativističke fizike. Iz zakona kvantne i relatvističke mehanike se dobijaju Njutnovi zakoni tako što se aproksimira da su brzine beskonačno male spram brzine svetlosti.

Iz III NjUTNOVOG ZAKONA može se zaključiti da se sila nikada na javlja pojedinačno, već u parovima. Naime, kada se javi jedna sila, tada se javi i druga, jednakog intenziteta, istog pravca, a suprotnog smjera. Ove dvije sile ne djeluju na jedno, vež uvijek na dva tijela. Pošto djeluju na različita tijela, one se međusobno ne uravnotežavaju, tj. ne može se govoriti o njihovoj ravnoteži.

wiki/znanje.org