Նյուտոնի երկրորդ օրենքը. բանաձև, օրինակներ և վարժություններ

Նյուտոնի երկրորդ օրենքը, որը նաև հայտնի է որպես Ուժի և արագացման օրենք, ֆիզիկայի հիմնարար սկզբունք է, որը սահմանում է կապը առարկայի նկատմամբ կիրառվող ուժի և դրա արդյունքում առաջացող արագացման միջև։ Այս օրենքը, որը ձևակերպվել է սըր Իսահակ Նյուտոնի կողմից 17-րդ դարում, համարվում է դինամիկայի ուսումնասիրության անկյունաքարը և կարևոր է հասկանալու համար, թե ինչպես են օբյեկտները շարժվում և փոխազդում: աշխարհում ֆիզիկական

Այս հոդվածում մենք կուսումնասիրենք Նյուտոնի երկրորդ օրենքը՝ վերլուծելով դրա մաթեմատիկական բանաձևը, գործնական օրինակները և մի շարք վարժություններ, որոնք կօգնեն ամրապնդել այս հայեցակարգի ըմբռնումը: Տեխնիկական և չեզոք մոտեցման միջոցով մենք ճանապարհ կտանք այս կարևոր օրենքի խորը ըմբռնմանը, դրանով իսկ թույլ տալով մեր ընթերցողներին հեշտությամբ գործել ֆիզիկայի ոլորտում և կիրառել այն: արդյունավետորեն տարբեր իրավիճակներում. Միացե՛ք մեզ այս հետաքրքրաշարժ ճամփորդության մեջ դեպի Նյուտոնի Երկրորդ օրենքի սիրտը:

1. Ներածություն Նյուտոնի երկրորդ օրենքին

Այս բաժնում մենք մանրամասնորեն կքննարկենք Նյուտոնի Երկրորդ օրենքը, որը ֆիզիկայի հիմնարար հասկացություններից է: Այս օրենքը նշում է, որ արագացումը օբյեկտի Այն ուղիղ համեմատական ​​է իր վրա գործադրվող ուժին և հակադարձ համեմատական՝ զանգվածին։ Այլ կերպ ասած, մենք կարող ենք ասել, որ ուժի, զանգվածի և օբյեկտի արագացման հարաբերությունը մաթեմատիկորեն կարող է արտահայտվել F = ma բանաձևով, որտեղ F-ը ներկայացնում է ուժը, m-ը ներկայացնում է օբյեկտի զանգվածը և և ներկայացնում է արագացումը:

Այս օրենքը ավելի լավ հասկանալու համար օգտակար է իմանալ օգտագործված չափման միավորները: Ուժը չափվում է նյուտոններով (N), զանգվածը՝ կիլոգրամներով (կգ), իսկ արագացումը՝ մետր/վրկ քառակուսում (մ/վրկ^2)։ Բացի այդ, կարևոր է հիշել, որ Նյուտոնի Երկրորդ օրենքը կիրառվում է միայն շարժման մեջ գտնվող կամ զուտ ուժի ենթակա առարկաների նկատմամբ: Եթե ​​օբյեկտի վրա զուտ ուժ չկա, նրա արագացումը կլինի զրոյական և այն կլինի հավասարակշռության մեջ:

Խնդիրները լուծելու համար Նյուտոնի երկրորդ օրենքի կիրառմամբ, օգտակար է հետևել մոտեցմանը քայլ առ քայլ. Նախ, հստակ բացահայտեք օբյեկտի վրա ազդող ուժերը և որոշեք դրանց մեծությունն ու ուղղությունը: Հաջորդը, հաշվարկեք օբյեկտի արագացումը F = ma բանաձևով: Վերջապես, կիրառեք կինեմատիկայի սկզբունքները այլ մեծություններ որոշելու համար, ինչպիսիք են անցած հեռավորությունը կամ վերջնական արագությունը:

Հիշեք, որ պրակտիկան կարևոր է Նյուտոնի Երկրորդ օրենքը ճիշտ հասկանալու և կիրառելու համար: Այս բաժնի ողջ ընթացքում դուք կգտնեք տարբեր ձեռնարկներ և գործնական օրինակներ, որոնք կօգնեն ձեզ ծանոթանալ հիմնական հասկացություններին: Մի հապաղեք օգտագործել մոդելավորման կամ հաշվարկման գործիքներ՝ ավելի ճշգրիտ արդյունքներ ստանալու համար:

2. Նյուտոնի երկրորդ օրենքի բանաձևը

Այն ֆիզիկայի հիմնարար գործիք է շարժվող մարմնի արդյունք ուժը հաշվարկելու համար: Այս բանաձևը ցույց է տալիս, որ ուժը հավասար է օբյեկտի զանգվածի արտադրյալին և նրա արագացմանը: Ստորև մանրամասն կներկայացվի քայլ առ քայլ, թե ինչպես կարելի է լուծել խնդիրը այս բանաձևով:

1. Բացահայտեք փոփոխականները. առաջին բանը, որ մենք պետք է անենք, խնդրի փոփոխականների բացահայտումն է, այսինքն՝ օբյեկտի զանգվածը և նրա փորձած արագացումը:

2. Սահմանեք հայտնի արժեքները. երբ փոփոխականները նույնականացվեն, անհրաժեշտ է սահմանել հայտնի թվային արժեքները: Օրինակ, եթե ունենք 2 կգ զանգված և 5 մ/վրկ^2 արագացում։

3. Հաշվեք արդյունքի ուժը՝ երբ հայտնի են փոփոխականները և դրանց արժեքները, կարող է կիրառվել բանաձեւը։ է F = m * a, որտեղ F-ը ներկայացնում է ստացված ուժը, m-ը օբյեկտի զանգվածն է, իսկ a-ն՝ արագացումը: Հայտնի արժեքները բանաձևի մեջ փոխարինելով՝ ստացված ուժը կարող է հաշվարկվել:

3. Բանաձեւի բաղադրիչների նկարագրությունը

Այս բաժնում մենք նկարագրելու ենք բանաձևի այն բաղադրիչներից յուրաքանչյուրը, որը թույլ կտա մեզ լուծել առաջադրված խնդիրը: Կարևոր է հստակ հասկանալ, թե ինչ դեր է խաղում յուրաքանչյուր տարր բանաձևում և ինչպես են դրանք փոխազդում միմյանց հետ՝ ցանկալի արդյունք ստանալու համար: Ստորև մանրամասն կներկայացնենք դրանցից յուրաքանչյուրը.

1. Փոփոխական A. Սա բանաձևի առաջին բաղադրիչն է և ներկայացնում է խնդրի հիմնական փոփոխականը: Կարևոր է բացահայտել, թե ինչ է ներկայացնում այս փոփոխականը և ինչպես այն կարող է ազդել վերջնական արդյունքի վրա: Դրա արժեքը և չափման միավորը պետք է հստակ սահմանվեն:

2. B փոփոխական. այս երկրորդ բաղադրիչն օգտագործվում է A փոփոխականի ազդեցությունը արդյունքի վրա հաշվարկելու համար: Դուք պետք է հասկանաք, թե ինչպես է այն փոխազդում հիմնական փոփոխականի հետ և ինչ ազդեցություն ունի ընդհանուր բանաձևի վրա: Անհրաժեշտ է իմանալ դրա արժեքը և համապատասխան չափման միավորը:

3. C փոփոխական. C փոփոխականը բանաձևի հիմնական բաղադրիչներից մեկն է: Նրա գործառույթը վերջնական արդյունք ստանալու համար անհրաժեշտ ճշգրտման գործոնը որոշելն է: Կարևոր է հասկանալ, թե ինչպես է դրա արժեքը տատանվում՝ կախված խնդրի կոնկրետ պայմաններից:

Բանաձևի բաղադրիչներից յուրաքանչյուրը վերլուծելուց հետո մենք կկարողանանք ավելի հստակ պատկերացում ունենալ դրա գործողության և առաջադրված խնդրի նկատմամբ կիրառելիության մասին: Կարևոր է հիշել, որ այս փոփոխականների արժեքների ցանկացած փոփոխություն կարող է էապես ազդել վերջնական արդյունքի վրա: Հիշեք, որ ուշադիր ստուգեք քայլերից յուրաքանչյուրը և կատարեք համապատասխան գործողությունները՝ ճշգրիտ արդյունք ստանալու համար: [ՎԵՐՋ-ԼՈՒԾՈՒՄ]

4. Նյուտոնի երկրորդ օրենքի կիրառման օրինակներ

Նյուտոնի երկրորդ օրենքը ֆիզիկայի հիմնարար օրենքներից է, որը թույլ է տալիս վերլուծել առարկաների շարժումը և դրանց վրա գործող ուժերի փոխազդեցությունը։ Հաջորդիվ դրանք կներկայացվեն Մի քանի օրինակներ սույն օրենքի կիրառումը կենցաղային իրավիճակներում:

1. Օբյեկտի ազատ անկում. Ենթադրենք, մենք առարկա ենք գցում որոշակի բարձրությունից: Օգտագործելով Նյուտոնի Երկրորդ օրենքը, մենք կարող ենք որոշել արագացումը, որ առարկան կունենա իր անկման ժամանակ: Բանաձևը, որը թույլ է տալիս մեզ հաշվարկել արագացումը, a = F/m է, որտեղ «F»-ը օբյեկտի վրա ազդող զուտ ուժն է, իսկ «m»-ը նրա զանգվածն է։ Ազատ անկման դեպքում զուտ ուժը ձգողության ուժն է, իսկ զանգվածը՝ հաստատուն։ Հետևաբար, արագացումը հաստատուն է, և դրա արժեքը հավասար է գրավիտացիոն արագացմանը, որը մոտավորապես 9,8 մ/վրկ է:

2. Մարմնի շարժումը թեք մակերևույթի վրա. Հիմա ենթադրենք, որ ունենք թեք մակերևույթի վրա սահող առարկա: Նյուտոնի երկրորդ օրենքը թույլ է տալիս այս դեպքում հաշվարկել օբյեկտի արագացումը: Թեքված մակերեսին զուգահեռ զուտ ուժի բաղադրիչը պատասխանատու է օբյեկտի արագացման համար։ Մենք կարող ենք հաշվարկել այս ուժը՝ օգտագործելով F = m * g * sin(θ) բանաձևը, որտեղ «m»-ը օբյեկտի զանգվածն է, «g»-ն՝ գրավիտացիոն արագացումը, իսկ «θ»-ն՝ մակերեսի թեքության անկյունը։ Երբ մենք գիտենք զուտ ուժը, մենք կարող ենք օգտագործել a = F/m բանաձևը արագացման արժեքը ստանալու համար:

3. Ճախարակի համակարգի դինամիկան. Նյուտոնի երկրորդ օրենքի կիրառման մեկ այլ օրինակ կարելի է գտնել ճախարակի համակարգի դինամիկայում: Ենթադրենք, մենք ունենք ճախարակի համակարգ երկու պարաններով և երկու միացված բլոկներով: Նյուտոնի երկրորդ օրենքը թույլ է տալիս որոշել բլոկների արագացումները՝ հիմնվելով դրանց վրա ազդող ուժերի վրա։ Օրինակ, եթե բլոկներից մեկի վրա ներքև ուժ կիրառենք, ուժը կփոխանցվի պարանների միջով և թույլ կտա մյուս բլոկին բարձրանալ: Օգտագործելով Նյուտոնի Երկրորդ օրենքը, մենք կարող ենք որոշել յուրաքանչյուր բլոկի արագացումները և ինչպես են դրանք կապված միմյանց հետ լարերի լարվածության միջոցով:

Ամփոփելով, Նյուտոնի Երկրորդ օրենքը հիմնարար գործիք է առարկաների շարժումը և դրանց վրա գործող ուժերը վերլուծելու տարբեր իրավիճակներում: Անկախ նրանից՝ օբյեկտի ազատ անկման, թեք մակերևույթի վրա շարժման կամ ճախարակի համակարգի դինամիկայի դեպքում, այս օրենքը մեզ թույլ է տալիս որոշել արագացումները և հասկանալ, թե ինչպես են դրանք կապված կիրառվող ուժերի հետ: Կարևոր է հաշվի առնել յուրաքանչյուր իրավիճակում առկա տարբեր գործոնները և կիրառել համապատասխան բանաձևեր՝ ճշգրիտ արդյունքներ ստանալու համար:

5. Արդյունք ուժի հաշվարկը տարբեր իրավիճակներում

Արդյունք ուժի հաշվարկը ֆիզիկայի ուսումնասիրության հիմնարար հասկացություն է։ Տարբեր իրավիճակներում անհրաժեշտ է որոշել առարկայի վրա ազդող արդյունքի ուժը՝ հասկանալու նրա շարժումը կամ հավասարակշռությունը: Ստորև ներկայացված է տարբեր իրավիճակներում արդյունքի ուժի հաշվարկման քայլ առ քայլ մեթոդ:

1. Բացահայտեք օբյեկտի վրա ազդող բոլոր ուժերը. Առաջին հերթին, դուք պետք է բացահայտեք բոլոր ուժերը, որոնք գործադրվում են տվյալ օբյեկտի վրա: Այս ուժերը կարող են ներառել գրավիտացիոն ուժ, նորմալ ուժ, շփման ուժ և այլն: Կարևոր է դիտարկել օբյեկտի վրա ազդող բոլոր ուժերը՝ ստացված ուժի ճշգրիտ հաշվարկ ստանալու համար:

2. Բաժանեք ուժերը բաղադրիչների. Երբ դուք բացահայտել եք բոլոր ուժերը, դուք պետք է դրանք բաժանեք իրենց բաղադրիչների: Սա ներառում է ուժերի որոշում հորիզոնական (x) և ուղղահայաց (y) ուղղություններով: Ճեղքելով ուժերը՝ ավելի հեշտ է հաշվարկել ստացված ուժը յուրաքանչյուր ուղղությամբ։

3. Կիրառել Նյուտոնի օրենքը. Վերջապես, կիրառիր Նյուտոնի երկրորդ օրենքը, որն ասում է, որ առարկայի վրա ազդող ուժը հավասար է մարմնի զանգվածին բազմապատկած նրա արագացումով: Օգտագործելով ուժերի բաղադրիչները յուրաքանչյուր ուղղությամբ, դուք կարող եք որոշել արդյունքի ուժը յուրաքանչյուրում: Եթե ​​մի ուղղությամբ կան մի քանի ուժեր, դուք պետք է ավելացնեք ուժերը՝ այդ ուղղությամբ ստացված ուժը ստանալու համար:

Թեստի կատարումը կարող է բարդ լինել, բայց հետևելով այս քայլերին` կարող եք ճշգրիտ արդյունքներ ստանալ: Հիշեք, որ կարևոր է բացահայտել օբյեկտի վրա գործող բոլոր ուժերը, դրանք տարրալուծել x և y ուղղությունների և կիրառել Նյուտոնի երկրորդ օրենքը: Այս քայլերով դուք կկարողանաք ավելի լավ հասկանալ տարբեր իրավիճակներում առարկաների շարժումն ու հավասարակշռությունը:

6. Գործնական վարժությունների լուծում՝ օգտագործելով Նյուտոնի երկրորդ օրենքը

Վարժություններ լուծելու համար գործնականում օգտագործելով Նյուտոնի Երկրորդ օրենքը, կարևոր է հետևել հետևյալ քայլերին.

1. Վերլուծե՛ք խնդիրը և որոշե՛ք տվյալ օբյեկտի վրա ազդող ուժերը: Բացահայտեք զուտ կամ արդյունք ուժը, որը բոլոր ուժերի վեկտորային գումարն է:
2. Կիրառել Նյուտոնի երկրորդ օրենքը, որն ասում է, որ զուտ ուժը հավասար է օբյեկտի զանգվածի և նրա արագացման արտադրյալին։ Մենք կօգտագործենք բանաձևը F = m a Խնդիրը լուծելու համար:
3. Փոխարինեք հայտնի արժեքները բանաձևի մեջ և կատարեք անհրաժեշտ հաշվարկները: Համոզվեք, որ օգտագործեք համապատասխան միավորները: Անհրաժեշտության դեպքում փոխակերպեք միավորները նախքան հաշվարկներ կատարելը:

Կարևոր է հիշել, որ ուժերը ներկայացված են որպես վեկտորներ, ինչը նշանակում է, որ Նրանք ունեն մեծություն և ուղղություն։ Եթե ​​խնդիրը ներառում է ուժեր տարբեր ուղղություններով, համոզվեք, որ ուժերը տարրալուծեք իրենց x և y բաղադրիչներին, որպեսզի կարողանաք դրանք ճիշտ ավելացնել:

Դա կարող է ներառել այնպիսի գործիքների օգտագործում, ինչպիսիք են ազատ մարմնի դիագրամները և օժանդակ հավասարումները: Ազատ մարմնի դիագրամն օգնում է պատկերացնել օբյեկտի վրա ազդող բոլոր ուժերը և դրանց ուղղությունը: Խնդիրն ամբողջությամբ լուծելու համար կարող են անհրաժեշտ լինել օժանդակ հավասարումներ, ինչպիսիք են շարժման կամ էներգիայի հավասարումները:

7. Նյուտոնի երկրորդ օրենքի կիրառությունն ու օգտագործումը առօրյա կյանքում

Նյուտոնի երկրորդ օրենքը, որը նաև հայտնի է որպես շարժման օրենք, ֆիզիկայի հիմնարար օրենքներից մեկն է, որը նկարագրում է, թե ինչպես են կապված օբյեկտի ուժը, զանգվածը և արագացումը։ Այս օրենքը մի քանի կիրառություններ և կիրառություններ ունի առօրյա կյանքում, որոնք կարևոր է իմանալ:

ա դիմումների Նյուտոնի երկրորդ օրենքի ամենատարածված օգտագործումը շարժվող օբյեկտի վրա առաջացող ուժի հաշվարկն է: Այս օրենքը ասում է, որ արդյունքի ուժը հավասար է օբյեկտի զանգվածին, որը բազմապատկվում է նրա արագացումով: Օրինակ, շարժվող մեքենայի արագությունը հաշվարկելիս անհրաժեշտ է հաշվի առնել մեքենայի զանգվածը և դրա վրա գործադրվող ուժը՝ դրա արագացումը որոշելու համար։

Այս օրենքի մեկ այլ կիրառություն է կամուրջների և կառույցների նախագծման մեջ։ Կիրառելով Նյուտոնի Երկրորդ օրենքը՝ ինժեներները կարող են որոշել կամրջի վրա ազդող ուժերը՝ կապված այն անցնող մեքենաների քաշի հետ: Այս տեղեկատվության շնորհիվ կարելի է նախագծել ավելի անվտանգ և արդյունավետ կառույցներ:

Ամփոփելով, Նյուտոնի Երկրորդ օրենքը լայն կիրառություն և կիրառություն ունի առօրյա կյանքում: Օբյեկտների շարժման արդյունքում առաջացող ուժերի հաշվարկից մինչև կառուցվածքների նախագծում այս օրենքը հիմնարար նշանակություն ունի մեր միջավայրում բազմաթիվ ֆիզիկական երևույթների գործողությունը հասկանալու համար: Այս օրենքի իմացությունն ու կիրառումը թույլ է տալիս լուծել տեխնիկական խնդիրները և կայացնել տեղեկացված որոշումներ տարբեր իրավիճակներում:

8. Նյուտոնի երկրորդ օրենքը հասկանալու և ճիշտ կիրառելու կարևորությունը

Նյուտոնի երկրորդ օրենքը հիմնարար է հասկանալու համար, թե ինչպես է տեղի ունենում առարկաների շարժումը և ինչպես է այն կապված նրանց վրա գործող ուժերի հետ: Այս օրենքը ասում է, որ օբյեկտի արագացումը ուղիղ համեմատական ​​է նրա վրա ազդող զուտ ուժին և հակադարձ համեմատական ​​է նրա զանգվածին։ Այսինքն, ինչքան մեծ է մարմնի վրա կիրառվող ուժը, այնքան մեծ է նրա արագացումը, և իր հերթին, որքան մեծ է օբյեկտի զանգվածը, այնքան ցածր է նրա արագացումը։

Այս օրենքի ըմբռնումն ու ճիշտ կիրառումը էական նշանակություն ունի ֆիզիկայի խնդիրների լուծման համար՝ թե՛ տեսական, թե՛ գործնական: Նյուտոնի երկրորդ օրենքը կիրառելու համար անհրաժեշտ է կատարել մի քանի քայլ. Առաջին հերթին, դուք պետք է բացահայտեք տվյալ օբյեկտի վրա գործող ուժերը: Այնուհետև բոլոր ուժերը պետք է գումարվեն հանրահաշվորեն, որպեսզի ստացվի զուտ ուժը: Այնուհետև օգտագործվում է F = ma բանաձևը, որտեղ F-ը ներկայացնում է զուտ ուժը, m առարկայի զանգվածը և արագացումը:

Գործնական օրինակ կարող է լինել 500 Ն ուժով մղվող մեքենայի արագացման հաշվարկը, մինչդեռ դրա զանգվածը 1000 կգ է: Կիրառելով Նյուտոնի երկրորդ օրենքը՝ մենք ստանում ենք, որ մեքենայի արագացումը կլինի 0.5 մ/վրկ²։ Կարևոր է նշել, որ ի լրումն հաշվարկների, անհրաժեշտ է հասկանալ ստացված արդյունքների ֆիզիկական նշանակությունը և ապահովել, որ ճիշտ միավորները օգտագործվեն բոլոր չափումների ժամանակ:

Ամփոփելով, Նյուտոնի Երկրորդ օրենքը հասկանալն ու ճիշտ կիրառելը կարևոր է ֆիզիկայում շարժման և ուժերի հետ կապված խնդիրների լուծման համար: Հետևելով վերը նշված քայլերին և օգտագործելով համապատասխան բանաձևերը՝ հնարավոր է հաշվարկել օբյեկտի արագացումը՝ հաշվի առնելով նրա զանգվածը և նրա վրա ազդող զուտ ուժը։ Այս օրենքը հիմնարար է ֆիզիկայի ուսումնասիրության համար և կիրառություն ունի բազմաթիվ ոլորտներում՝ մեխանիկայից մինչև աստղագիտություն: Հետևաբար, կարևոր է մասնագիտորեն տիրապետել դրա ըմբռնմանը և կիրառմանը:

9. Ընդհանուր սխալներ Նյուտոնի Երկրորդ օրենքի բանաձևի օգտագործման ժամանակ

Նյուտոնի երկրորդ օրենքի բանաձևն օգտագործելիս կարևոր է հիշել որոշ ընդհանուր սխալներ, որոնք կարող են առաջանալ գործընթացում: Այս սխալները կարող են զգալիորեն ազդել հաշվարկների ճշգրտության վրա և հանգեցնել սխալ արդյունքների: Ստորև ներկայացված են ամենատարածված սխալներից մի քանիսը և ինչպես խուսափել դրանցից.

1. Չհաշված ուժերը համակարգումԱմենատարածված սխալներից մեկը մոռանալն է ներառել տվյալ օբյեկտի վրա գործող բոլոր ուժերը: Նյուտոնի երկրորդ օրենքի բանաձևը կիրառելուց առաջ կարևոր է ճիշտ նույնականացնել բոլոր ուժերը և դրանց ուղղությունը: Եթե ​​կարևոր ուժերը բաց թողնվեն, ապա ստացված հաշվարկները թերի կլինեն և իրականությունը չեն ներկայացնի։

2. Սխալ միավորներ օգտագործելը. Մեկ այլ տարածված սխալ բանաձևը կիրառելիս ճիշտ միավորներ չօգտագործելն է: Կարևոր է, որ բոլոր մեծությունները արտահայտվեն նույն միավորներով: Օրինակ, եթե ուժը տրված է Նյուտոնով, ապա արագացումը նույնպես պետք է արտահայտվի m/s^2-ով։ Սխալ միավորների օգտագործումը կարող է հանգեցնել անհամապատասխան արդյունքների:

3. Չհաշված իներցիոն զանգվածները. F = ma բանաձևն օգտագործելիս պետք է հիշել, որ դիտարկվող զանգվածը իներցիոն զանգվածն է, այլ ոչ թե գրավիտացիոն զանգվածը: Իներցիոն զանգվածն այն է, ինչը որոշում է օբյեկտի դիմադրությունը շարժման վիճակը փոխելուն: Եթե ​​ճիշտ իներցիոն զանգվածը հաշվի չի առնվում, ապա ստացված արդյունքները կարող են սխալ լինել։

10. Ընդլայնված վարժություններ Նյուտոնի երկրորդ օրենքի ըմբռնումը բարելավելու համար

11. Իրական դեպքերի վերլուծություն՝ օգտագործելով Նյուտոնի երկրորդ օրենքը

12. Ինչպես կապել Նյուտոնի երկրորդ օրենքը այլ ֆիզիկական օրենքների հետ

Նյուտոնի երկրորդ օրենքը, որը հայտնի է նաև որպես ուժի և արագացման օրենք, ասում է, որ օբյեկտի արագացումը ուղիղ համեմատական ​​է նրա վրա ազդող զուտ ուժին և հակադարձ համեմատական ​​է նրա զանգվածին։ Այս օրենքը կարող է կապված լինել այլ ֆիզիկական օրենքների հետ, ինչը թույլ է տալիս մեզ ավելի ամբողջական պատկերացում կազմել բնական երևույթների մասին:

Օրենքներից մեկը, որին առնչվում է Նյուտոնի Երկրորդ օրենքը, Նյուտոնի առաջին օրենքն է, որը նաև հայտնի է որպես իներցիայի օրենք։ Այս օրենքը սահմանում է, որ հանգստի վիճակում գտնվող առարկան կմնա հանգստի վիճակում, իսկ շարժման մեջ գտնվող առարկան կշարունակի շարժվել ուղիղ գծով հաստատուն արագությամբ, եթե դրա վրա արտաքին ուժ չի ազդել: Մենք կարող ենք տեսնել, որ երկրորդ օրենքը լրացնում է առաջին օրենքը, քանի որ այն բացատրում է, թե ինչպես է առաջանում այս «արտաքին ուժը» կամ շարժման փոփոխությունը:

Մեկ այլ օրենք, որի հետ կապված է Նյուտոնի Երկրորդ օրենքը, Նյուտոնի Երրորդ օրենքը, որը հայտնի է որպես գործողության և ռեակցիայի օրենք: Այս օրենքը ասում է, որ յուրաքանչյուր գործողության համար կա ռեակցիա հավասար մեծության և հակառակ ուղղությամբ: Երկրորդ օրենքը օգնում է մեզ հասկանալ, թե ինչպես է այս ռեակցիան տեղի ունենում և ինչպես են ուժերը փոխազդում միմյանց հետ տվյալ համակարգում:

13. Գիտական ​​հետազոտություններ և ուսումնասիրություններ՝ հիմնված Նյուտոնի երկրորդ օրենքի վրա

Նյուտոնի երկրորդ օրենքը, որը նաև հայտնի է որպես շարժման օրենք, ֆիզիկայի հիմնարար սկզբունքներից մեկն է և եղել է բազմաթիվ գիտական ​​հետազոտությունների և ուսումնասիրությունների առարկա։ Այս օրենքը ասում է, որ օբյեկտի արագացումը ուղիղ համեմատական ​​է նրա վրա ազդող զուտ ուժին և հակադարձ համեմատական ​​է նրա զանգվածին։

Նյուտոնի երկրորդ օրենքի վրա հիմնված ամենանշանավոր գիտական ​​հետազոտություններից մեկը ազատ անկման ժամանակ մարմինների շարժման վերլուծությունն է։ Փորձերի և մաթեմատիկական հաշվարկների միջոցով գիտնականները կարողացել են որոշել մարմնի զանգվածի և նրա արագացման միջև կապը, երբ այն ազատորեն ընկնում է կայուն գրավիտացիոն դաշտում: Այս ուսումնասիրությունները թույլ են տվել մեզ ավելի լավ հասկանալ գրավիտացիոն երևույթը և հիմք են դրել հարակից այլ տեսությունների զարգացմանը:

Բացի այդ, Նյուտոնի երկրորդ օրենքը օգտագործվել է հեղուկների դինամիկայի հետազոտության մեջ: Կիրառելով այս օրենքը՝ գիտնականները կարողացել են ուսումնասիրել հեղուկների վարքը տարբեր իրավիճակներում, օրինակ՝ հեղուկի հոսքը խողովակի միջով կամ գազի շարժումը փակ տարածության մեջ։ Այս ուսումնասիրությունները մեծ նշանակություն ունեն խողովակների համակարգերի նախագծման, արդյունաբերության արդյունավետության օպտիմալացման և մթնոլորտային երևույթների ըմբռնման համար, ինչպիսիք են օվկիանոսային օդային հոսանքները:

14. Մարտահրավերներ և հաճախ տրվող հարցեր Նյուտոնի երկրորդ օրենքի կիրառման վերաբերյալ

Նյուտոնի երկրորդ օրենքը կիրառելիս սովորական է բախվել մարտահրավերներին և հարցեր ունենալ՝ կապված կոնկրետ խնդիրների դեպքում դրա կիրառման հետ: Ստորև մենք կանդրադառնանք ամենահաճախ տրվող հարցերին և մարտահրավերներին, որոնք առաջանում են ֆիզիկայի այս հիմնարար օրենքը օգտագործելիս:

1. Ինչպե՞ս որոշել արդյունքի ուժը բազմակի ուժային համակարգում:

Երբեմն մենք հանդիպում ենք համակարգերի, որոնցում մի քանի ուժեր գործում են օբյեկտի վրա: Նման դեպքերում առաջացող ուժը որոշելու համար անհրաժեշտ է հանրահաշվորեն գումարել առարկայի վրա կիրառվող բոլոր ուժերը։ Սա ներառում է յուրաքանչյուր առանձին ուժի և՛ մեծության, և՛ ուղղության դիտարկումը: Այս ուժերի վեկտորային գումարը ստանալուց հետո կարող ենք որոշել ստացված ուժը, որը ցույց կտա օբյեկտի շարժման ուղղությունն ու մեծությունը։

2. Ինչպե՞ս է որոշվում առարկայի արագացումը Նյուտոնի երկրորդ օրենքով:

Օբյեկտի արագացումը հաշվարկվում է առարկայի վրա կիրառվող արդյունք ուժը բաժանելով նրա զանգվածի վրա: Կարևոր է հիշել, որ ստացված ուժը պետք է արտահայտվի նույն չափման միավորով, ինչ զանգվածը: Արագացումը հայտնաբերվում է վայրկյանում քառակուսի մետրերով (մ/վ²), որը ցույց է տալիս, թե ինչպես է օբյեկտի արագությունը փոխվում ժամանակի միավորում:

3. Ի՞նչ է տեղի ունենում, երբ արդյունքի ուժը հավասար է զրոյի:

Երբ առարկայի վրա կիրառվող արդյունք ուժը հավասար է զրոյի, դա նշանակում է, որ օբյեկտի վրա արագացում չկա: Ըստ Նյուտոնի երկրորդ օրենքի, եթե արդյունքի ուժը հավասար է զրոյի, ապա օբյեկտը գտնվում է հավասարակշռության մեջ: Այլ կերպ ասած, օբյեկտի արագությունը մնում է հաստատուն և իր շարժման մեջ փոփոխություններ չի ունենում: Կարևոր է նշել, որ դա տեղի է ունենում միայն այն դեպքում, երբ օբյեկտի վրա կիրառվող ուժերի գումարը զրոյական է:

Մի խոսքով, Նյուտոնի երկրորդ օրենքը ֆիզիկայի հիմնարար օրենքներից է, որը նկարագրում է ուժի, զանգվածի և օբյեկտի արագացման հարաբերությունները։ F = m * a բանաձևի միջոցով մենք կարող ենք հաշվարկել առարկայի վրա ազդող ուժը կամ որոշել այն արագացումը, որը նա կունենա:

Այս հոդվածում մենք մանրամասնորեն ուսումնասիրել ենք Նյուտոնի երկրորդ օրենքի բանաձևը և դրա կիրառումը տարբեր երկրներում օրինակներ և վարժություններ. Մենք տեսանք, թե ինչպես է օբյեկտի վրա կիրառվող զուտ ուժը ազդում նրա շարժման վրա և ինչպես կարող ենք որոշել արդյունքում առաջացող արագացումը:

Կարևոր է նշել, որ Նյուտոնի երկրորդ օրենքը անգնահատելի գործիք է ֆիզիկայի և ճարտարագիտության ոլորտում: Դրա ըմբռնումը մեզ թույլ է տալիս վերլուծել և կանխատեսել շարժվող առարկաների վարքը՝ ուղիղ թե կոր հետագծերով:

Եզրափակելով, Նյուտոնի երկրորդ օրենքը հզոր գործիք է ուժերն ու առարկաների շարժումը հասկանալու և քանակականացնելու համար։ Դրա բանաձեւը և կիրառումը օրինակների և վարժությունների մեջ մեզ ամուր հիմք է տալիս ընդլայնելու մեր գիտելիքները ֆիզիկայի հետաքրքրաշարժ աշխարհում: