Хүч ба хурдатгалын хууль гэгддэг Ньютоны хоёрдугаар хууль нь биетэд үйлчлэх хүч ба түүний хурдатгалын хоорондын хамаарлыг тогтоодог физикийн үндсэн зарчим юм. 17-р зуунд Сэр Исаак Ньютоны томъёолсон энэхүү хууль нь динамик судлалын тулгын чулуу гэж тооцогддог бөгөөд объектууд хэрхэн хөдөлж, харилцан үйлчлэлцдэгийг ойлгоход чухал ач холбогдолтой юм. дэлхий дээр физик.
Энэ нийтлэлд бид Ньютоны хоёрдугаар хуулийг гүнзгий судалж, түүний математик томьёо, практик жишээнүүд, энэ ойлголтыг ойлгоход туслах хэд хэдэн дасгалуудыг шинжлэх болно. Техникийн болон төвийг сахисан хандлагын тусламжтайгаар бид энэхүү чухал хуулийн талаар гүнзгий ойлголттой болох бөгөөд ингэснээр уншигчдадаа физикийн салбарт хялбархан ажиллах, хэрэгжүүлэх боломжийг олгоно. үр дүнтэйгээр янз бүрийн нөхцөл байдалд. Ньютоны хоёр дахь хуулийн зүрх сэтгэлд хүрэх энэхүү сонирхолтой аялалд бидэнтэй нэгдээрэй!
1. Ньютоны хоёрдугаар хуулийн танилцуулга
Энэ хэсэгт бид физикийн үндсэн ойлголтуудын нэг болох Ньютоны 2-р хуулийн талаар дэлгэрэнгүй авч үзэх болно. Энэ хуульд хурдатгал гэж заасан объектын Энэ нь түүнд үзүүлэх хүчтэй шууд пропорциональ ба масстай урвуу пропорциональ байна. Өөрөөр хэлбэл, объектын хүч, масс, хурдатгалын хамаарлыг математикийн хувьд F = ma томъёогоор илэрхийлж болох бөгөөд F нь хүчийг, m нь тухайн объектын массыг, мөн хурдатгалыг илэрхийлдэг.
Энэ хуулийг илүү сайн ойлгохын тулд ашигласан хэмжилтийн нэгжийг мэдэх нь зүйтэй. Хүчийг Ньютоноор (N), жинг килограммаар (кг), хурдатгалыг секундэд метр квадратаар (м/с^2) хэмждэг. Нэмж дурдахад, Ньютоны хоёр дахь хууль нь зөвхөн хөдөлгөөнд байгаа эсвэл цэвэр хүчинд өртөж буй биетүүдэд хамаарна гэдгийг санах нь чухал юм. Хэрэв объект дээр цэвэр хүч үйлчлэхгүй бол түүний хурдатгал тэг болж тэнцвэрт байдалд байна.
Асуудлыг шийдэхийн тулд Ньютоны 2-р хуулийг хэрэгжүүлэхтэй холбоотой арга барилыг баримтлах нь зүйтэй алхам алхмаар. Нэгдүгээрт, объектод нөлөөлж буй хүчийг тодорхой тодорхойлж, тэдгээрийн хэмжээ, чиглэлийг тодорхойлно. Дараа нь F = ma томъёог ашиглан объектын хурдатгалыг тооцоол. Эцэст нь, туулсан зай эсвэл эцсийн хурд гэх мэт бусад хэмжигдэхүүнүүдийг тодорхойлохын тулд кинематикийн зарчмуудыг ашиглана уу.
Ньютоны 2-р хуулийг зөв ойлгож, хэрэгжүүлэхийн тулд дадлага хийх нь чухал гэдгийг санаарай. Энэ хэсэгт та үндсэн ойлголтуудтай танилцахад туслах янз бүрийн заавар, практик жишээг олох болно. Илүү нарийвчлалтай үр дүнд хүрэхийн тулд симуляци эсвэл тооцооллын хэрэгслийг ашиглахаас бүү эргэлз!
2. Ньютоны хоёрдугаар хуулийн томьёо
Энэ нь хөдөлгөөнт биеийн үр дүнгийн хүчийг тооцоолох физикийн үндсэн хэрэгсэл юм. Энэ томьёо нь хүч нь тухайн объектын масс ба түүний хурдатгалын үржвэртэй тэнцүү байна. Энэ томъёог ашиглан асуудлыг хэрхэн шийдвэрлэх талаар алхам алхмаар дэлгэрэнгүй тайлбарлах болно.
1. Хувьсагчдыг тодорхойлох: бидний хийх ёстой хамгийн эхний зүйл бол асуудлын хувьсагчдыг, өөрөөр хэлбэл объектын масс болон түүний мэдрэх хурдатгалыг тодорхойлох явдал юм.
2. Мэдэгдэж буй утгуудыг тогтоох: хувьсагчдыг тодорхойлсны дараа мэдэгдэж буй тоон утгыг тогтоох шаардлагатай. Жишээлбэл, хэрэв бид 2 кг масстай, 5 м/с^2 хурдатгалтай бол.
3. Үр дүнгийн хүчийг тооцоол: хувьсагчид болон тэдгээрийн утгууд тодорхой болсны дараа, хэрэглэж болно томъёо. байна F = m * a, F нь үр дүнгийн хүчийг илэрхийлдэг бол m нь объектын масс, a нь хурдатгал юм. Мэдэгдэж буй утгыг томъёонд орлуулснаар үүссэн хүчийг тооцоолж болно.
3. Томъёоны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тодорхойлолт
Энэ хэсэгт бид томьёоны бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийг тайлбарлах бөгөөд энэ нь бидэнд тавигдсан асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг олгоно. Хүссэн үр дүнд хүрэхийн тулд элемент бүр нь томьёоны хүрээнд ямар үүрэг гүйцэтгэж, бие биетэйгээ хэрхэн харьцаж байгааг нарийн ойлгох нь чухал юм. Доор бид тус бүрийг нарийвчлан тайлбарлах болно.
1. Хувьсагч А: Энэ нь томьёоны эхний бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд асуудлын гол хувьсагчийг илэрхийлнэ. Энэ хувьсагч нь юуг илэрхийлж, эцсийн үр дүнд хэрхэн нөлөөлж болохыг тодорхойлох нь чухал юм. Түүний үнэ цэнэ, хэмжих нэгжийг тодорхой тодорхойлсон байх ёстой.
2. Хувьсагч В: Энэ хоёр дахь бүрэлдэхүүнийг А хувьсагчийн үр дүнд үзүүлэх нөлөөг тооцоолоход ашиглана. Энэ нь үндсэн хувьсагчтай хэрхэн харьцаж, ерөнхий томъёонд ямар нөлөө үзүүлж байгааг ойлгох хэрэгтэй. Үүний үнэ цэнэ, тохирох хэмжлийн нэгжийг мэдэх нь чухал юм.
3. Хувьсагч С: Хувьсагч С нь томьёоны өөр нэг гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Үүний үүрэг бол эцсийн үр дүнд хүрэхэд шаардлагатай тохируулгын хүчин зүйлийг тодорхойлох явдал юм. Асуудлын тодорхой нөхцлөөс хамааран түүний үнэ цэнэ хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг ойлгох нь чухал юм.
Томъёоны бүрэлдэхүүн хэсэг тус бүрд дүн шинжилгээ хийсний дараа бид түүний үйл ажиллагаа, тавигдсан асуудалд хэрэглэх боломжтой байдлын талаар илүү тодорхой ойлголттой болох боломжтой болно. Эдгээр хувьсагчийн утгын аливаа өөрчлөлт нь эцсийн үр дүнд ихээхэн нөлөөлж болохыг санах нь чухал юм. Тодорхой үр дүнд хүрэхийн тулд алхам бүрийг сайтар шалгаж, холбогдох үйлдлүүдийг хийхээ мартуузай. [Төгсгөлийн шийдэл]
4. Ньютоны хоёрдугаар хуулийн хэрэглээний жишээ
Ньютоны хоёр дахь хууль нь биетүүдийн хөдөлгөөн, тэдгээрт үйлчилж буй хүчний харилцан үйлчлэлд дүн шинжилгээ хийх боломжийг олгодог физикийн үндсэн хуулиудын нэг юм. Дараа нь тэдгээрийг танилцуулах болно зарим жишээ өдөр тутмын нөхцөл байдалд энэ хуулийг хэрэглэх.
1. Обьектийн чөлөөт уналт: Бид объектыг тодорхой өндрөөс унагав гэж бодъё. Ньютоны 9,8-р хуулийг ашигласнаар объект унах үед ямар хурдатгалыг мэдрэхийг тодорхойлж болно. Хурдатгалыг тооцоолох боломжийг бидэнд олгодог томьёо нь a = F/m бөгөөд "F" нь объектод үйлчлэх цэвэр хүч, "m" нь түүний масс юм. Чөлөөт уналтын үед цэвэр хүч нь таталцлын хүч бөгөөд масс нь тогтмол байна. Тиймээс хурдатгал нь тогтмол бөгөөд түүний утга нь таталцлын хурдатгалтай тэнцүү буюу ойролцоогоор XNUMX м/с² байна.
2. Налуу гадаргуу дээрх биеийн хөдөлгөөн: Одоо налуу гадаргуу дээр биет гулсаж байна гэж бодъё. Ньютоны хоёр дахь хууль нь энэ тохиолдолд объектын хурдатгалыг тооцоолох боломжийг бидэнд олгодог. Налуу гадаргуутай параллель цэвэр хүчний бүрэлдэхүүн хэсэг нь объектын хурдатгалыг хариуцдаг. Бид энэ хүчийг F = m * g * sin(θ) томъёогоор тооцоолж болно, энд "m" нь объектын масс, "g" нь таталцлын хурдатгал, "θ" нь гадаргуугийн налуу өнцөг юм. Цэвэр хүчийг мэдсэний дараа бид хурдатгалын утгыг авахын тулд a = F/m томьёог ашиглаж болно.
3. Дамрын системийн динамик: Ньютоны XNUMX-р хуулийг хэрэглэх өөр нэг жишээ нь дамар системийн динамикаас олддог. Бид хоёр олс, хоёр холбогдсон блок бүхий дамар системтэй гэж бодъё. Ньютоны хоёр дахь хууль нь блокуудын хурдатгалыг тэдгээрт үйлчилж буй хүчнүүдийн үндсэн дээр тодорхойлох боломжийг олгодог. Жишээлбэл, хэрэв бид блокуудын аль нэгэнд нь доош чиглэсэн хүч хэрэглэвэл хүч нь олсоор дамжиж, нөгөө блокыг дээш өргөх боломжийг олгоно. Ньютоны XNUMX-р хуулийг ашиглан бид блок бүрийн хурдатгал болон тэдгээр нь утаснуудын хурцадмал байдлын тусламжтайгаар хоорондоо хэрхэн холбогдож байгааг тодорхойлж чадна.
Дүгнэж хэлэхэд Ньютоны хоёр дахь хууль нь янз бүрийн нөхцөл байдалд биетүүдийн хөдөлгөөн, тэдгээрт нөлөөлж буй хүчийг шинжлэх үндсэн хэрэгсэл юм. Обьектын чөлөөт уналт, налуу гадаргуу дээрх хөдөлгөөн, дамар системийн динамик зэрэг нь энэ хууль нь хурдатгалыг тодорхойлж, тэдгээр нь хэрэглэсэн хүчтэй хэрхэн холбогдож байгааг ойлгох боломжийг олгодог. Нөхцөл байдал бүрт байгаа өөр өөр хүчин зүйлсийг харгалзан үзэж, үнэн зөв үр дүнд хүрэхийн тулд тохирох томъёог ашиглах нь чухал юм.
5. Янз бүрийн нөхцөлд үүсэх хүчийг тооцоолох
Үр дүнгийн хүчийг тооцоолох нь физикийн судалгааны үндсэн ойлголт юм. Өөр өөр нөхцөл байдалд объектын хөдөлгөөн, тэнцвэрийг ойлгохын тулд түүнд нөлөөлж буй үр дүнгийн хүчийг тодорхойлох шаардлагатай. Төрөл бүрийн нөхцөл байдалд үүссэн хүчийг тооцоолох алхам алхмаар аргыг доор харуулав.
1. Тухайн объектод үйлчлэх бүх хүчийг тодорхойл: Юуны өмнө та тухайн объектод үйлчлэх бүх хүчийг тодорхойлох ёстой. Эдгээр хүчинд таталцлын хүч, хэвийн хүч, үрэлтийн хүч зэрэг багтаж болно. Үүссэн хүчийг үнэн зөв тооцоолохын тулд объектод нөлөөлж буй бүх хүчийг анхаарч үзэх нь чухал юм.
2. Хүчийг бүрэлдэхүүн хэсэг болгон хуваах: Бүх хүчийг тодорхойлсны дараа тэдгээрийг бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд нь хуваах хэрэгтэй. Үүнд хэвтээ (х) ба босоо (y) чиглэлийн хүчийг тодорхойлох шаардлагатай. Хүчийг задлах замаар чиглэл бүрт үүсэх хүчийг тооцоолоход хялбар болно.
3. Ньютоны хуулийг хэрэглээрэй: Эцэст нь Ньютоны XNUMX-р хуулийг хэрэглээрэй, энэ нь биетэд үзүүлэх үр дүнгийн хүч нь тухайн биетийн массыг хурдатгалаар үржүүлсэнтэй тэнцүү байна. Чиглэл тус бүрийн хүчний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглан та тус бүр дэх үр дүнгийн хүчийг тодорхойлж болно. Хэрэв нэг чиглэлд олон хүч байгаа бол үр дүнгийн хүчийг тухайн чиглэлд авахын тулд хүчийг нэмэх хэрэгтэй.
Туршилт хийх нь төвөгтэй байж болох ч эдгээр алхмуудыг дагаснаар та үнэн зөв үр дүнд хүрч чадна. Тухайн объектод үйлчилж буй бүх хүчийг тодорхойлж, тэдгээрийг x ба y чиглэлд задалж, Ньютоны хоёр дахь хуулийг хэрэгжүүлэх нь чухал гэдгийг санаарай. Эдгээр алхмуудыг хийснээр та янз бүрийн нөхцөл байдалд объектуудын хөдөлгөөн, тэнцвэрийг илүү сайн ойлгох боломжтой болно.
6. Ньютоны хоёрдугаар хуулийг ашиглан практик дасгалуудыг шийдвэрлэх
Дасгалуудыг шийдэхийн тулд Ньютоны 2-р хуулийг практикт ашиглахын тулд дараах алхмуудыг хийх нь чухал.
- Асуудалд дүн шинжилгээ хийж, тухайн объектод үйлчлэх хүчийг тодорхойл. Бүх хүчний векторын нийлбэр болох цэвэр буюу үр дүнгийн хүчийг тодорхойл.
- Цэвэр хүч нь тухайн объектын масс ба түүний хурдатгалын үржвэртэй тэнцүү гэсэн Ньютоны 2-р хуулийг хэрэгжүүл. Бид томъёог ашиглах болно F = m a асуудлыг шийдэхийн тулд.
- Мэдэгдэж буй утгыг томъёонд орлуулж, шаардлагатай тооцооллыг хийнэ үү. Тохирох нэгжийг ашиглахаа мартуузай. Шаардлагатай бол тооцоо хийхээс өмнө нэгжийг хөрвүүлнэ.
Хүчийг вектор хэлбэрээр илэрхийлдэг гэдгийг санах нь чухал. гэдэг нь Тэд хэмжээ, чиглэлтэй байдаг. Хэрэв асуудал нь өөр өөр чиглэлийн хүчтэй холбоотой бол хүчийг зөв нэмэхийн тулд x ба y бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задлахаа мартуузай.
Чөлөөт биетийн диаграмм болон туслах тэгшитгэл зэрэг хэрэгслүүдийн хэрэглээ байж болно. Чөлөөт биеийн диаграм нь тухайн объект дээр ажиллаж буй бүх хүч, тэдгээрийн чиглэлийг дүрслэн харуулахад тусалдаг. Хөдөлгөөний тэгшитгэл эсвэл энергийн тэгшитгэл зэрэг туслах тэгшитгэлүүд асуудлыг бүрэн шийдвэрлэхэд шаардлагатай байж болно.
7. Ньютоны XNUMX-р хуулийн хэрэглээ, өдөр тутмын амьдрал
Хөдөлгөөний хууль гэгддэг Ньютоны 2-р хууль нь биетийн хүч, масс, хурдатгал хоорондоо хэрхэн уялдаатай байдгийг тодорхойлдог физикийн үндсэн хуулиудын нэг юм. Энэхүү хууль нь өдөр тутмын амьдралд хэрэглэх хэд хэдэн хэрэглээ, хэрэглээтэй байдаг бөгөөд үүнийг мэдэх нь чухал юм.
А програмуудын Ньютоны 2-р хуулийн хамгийн түгээмэл хэрэглээ бол хөдөлж буй биетийн үр дүнгийн хүчийг тооцоолох явдал юм. Энэ хуулиар үүссэн хүч нь тухайн объектын массыг хурдатгалаар үржүүлсэнтэй тэнцүү байна. Жишээлбэл, хөдөлж буй машины хурдыг тооцоолохдоо түүний хурдатгалыг тодорхойлохын тулд тээврийн хэрэгслийн масс болон түүнд үзүүлэх хүчийг харгалзан үзэх шаардлагатай.
Энэ хуулийн өөр нэг хэрэглэгдэхүүн бол гүүр, байгууламжийн зураг төсөл боловсруулах явдал юм. Ньютоны 2-р хуулийг хэрэгжүүлснээр инженерүүд гүүрээр дамжин өнгөрөх тээврийн хэрэгслийн жингийн улмаас гүүрэн дээр үйлчлэх хүчийг тодорхойлж чадна. Энэхүү мэдээллийн тусламжтайгаар илүү аюулгүй, илүү үр ашигтай бүтэц зохион бүтээх боломжтой.
Дүгнэж хэлэхэд Ньютоны 2-р хууль нь өдөр тутмын амьдралд өргөн хэрэглээ, хэрэглээтэй байдаг. Энэ хууль нь объектыг хөдөлгөхөд үүсэх хүчийг тооцоолохоос эхлээд барилга байгууламжийг төлөвлөх хүртэл бидний хүрээлэн буй орчны олон физик үзэгдлийн үйл ажиллагааг ойлгоход үндэс суурь болдог. Энэхүү хуулийг мэдэж, хэрэглэх нь техникийн асуудлыг шийдвэрлэх, янз бүрийн нөхцөл байдалд үндэслэлтэй шийдвэр гаргах боломжийг бидэнд олгодог.
8. Ньютоны хоёрдугаар хуулийг ойлгож, зөв хэрэглэхийн ач холбогдол
Ньютоны хоёр дахь хууль нь объектуудын хөдөлгөөн хэрхэн явагддаг, тэдгээрт үйлчилж буй хүчнүүдтэй хэрхэн холбоотой болохыг ойлгох үндэс суурь юм. Энэ хуульд объектын хурдатгал нь түүнд үйлчлэх цэвэр хүчтэй шууд пропорциональ, масстай нь урвуу пропорциональ байна гэж заасан. Өөрөөр хэлбэл, объектод үйлчлэх хүч их байх тусам түүний хурдатгал их байх ба эргээд объектын масс их байх тусам түүний хурдатгал бага байх болно.
Энэ хуулийг ойлгож, зөв хэрэглэх нь онолын болон практикийн физикийн асуудлыг шийдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай. Ньютоны хоёр дахь хуулийг хэрэгжүүлэхийн тулд хэд хэдэн алхам хийх шаардлагатай. Юуны өмнө та тухайн объект дээр ажиллаж буй хүчийг тодорхойлох ёстой. Дараа нь цэвэр хүчийг олж авахын тулд бүх хүчийг алгебрийн аргаар нэмэх шаардлагатай. Дараа нь F = ma томъёог ашигласан бөгөөд F нь цэвэр хүч, m объектын масс ба хурдатгалыг илэрхийлнэ.
Практик жишээ бол 500 кг жинтэй байхад 1000 Н хүчээр түлхэж буй машины хурдатгалыг тооцоолох явдал юм. Ньютоны 0.5-р хуулийг хэрэглэснээр машины хурдатгал XNUMX м/с² болно. Тооцоолол хийхээс гадна олж авсан үр дүнгийн физик утгыг ойлгож, бүх хэмжилтэд зөв нэгжийг ашиглах шаардлагатай гэдгийг анхаарах нь чухал юм.
Дүгнэж хэлэхэд, Ньютоны 2-р хуулийг ойлгож, зөв хэрэглэх нь физикийн хөдөлгөөн, хүчтэй холбоотой асуудлыг шийдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай. Дээр дурдсан алхмуудыг дагаж, тохирох томьёог ашигласнаар тухайн объектын масс болон түүнд үйлчлэх цэвэр хүчийг өгөгдсөн хурдатгалыг тооцоолох боломжтой. Энэхүү хууль нь физикийн судалгааны үндэс суурь бөгөөд механикаас одон орон судлал хүртэлх олон салбарт хэрэглэгдэх боломжтой. Тиймээс түүнийг ойлгож, хэрэглэхийг мэргэжлийн түвшинд эзэмших нь чухал юм.
9. Ньютоны хоёрдугаар хуулийн томьёог ашиглахад гардаг нийтлэг алдаа
Ньютоны хоёр дахь хуулийн томьёог ашиглахдаа энэ үйл явцад гарч болох нийтлэг алдаануудыг санаж байх нь чухал. Эдгээр алдаа нь тооцооллын нарийвчлалд ихээхэн нөлөөлж, буруу үр дүнд хүргэж болзошгүй юм. Хамгийн нийтлэг алдаанууд болон түүнээс хэрхэн зайлсхийх талаар доор өгүүлье.
1. Хүчийг тооцохгүй системд: Хамгийн түгээмэл алдаануудын нэг бол тухайн объект дээр ажиллаж буй бүх хүчийг оруулахаа мартдаг явдал юм. Ньютоны 2-р хуулийн томьёог хэрэглэхээс өмнө бүх хүч, тэдгээрийн чиглэлийг зөв тодорхойлох нь чухал юм. Хэрэв чухал хүчийг орхигдуулсан бол үр дүнгийн тооцоо нь бүрэн бус байх бөгөөд бодит байдлыг илэрхийлэхгүй.
2. Буруу нэгж ашиглах: Өөр нэг нийтлэг алдаа бол томьёог хэрэглэхдээ зөв нэгж ашиглахгүй байх явдал юм. Бүх хэмжигдэхүүнийг ижил нэгжээр илэрхийлэх нь чухал юм. Жишээлбэл, хэрэв хүчийг Ньютоноор өгсөн бол хурдатгал нь м/с^2-ээр илэрхийлэгдэх ёстой. Буруу нэгж ашиглах нь үр дүнд нь нийцэхгүй байх болно.
3. Инерцийн массыг тооцохгүй: F = ma томьёог ашиглахдаа авч үзэх ёстой масс нь таталцлын масс биш харин инерцийн масс гэдгийг санах нь чухал. Инерцийн масс нь объектын хөдөлгөөний төлөвийг өөрчлөх эсэргүүцлийг тодорхойлдог зүйл юм. Хэрэв зөв инерцийн массыг тооцохгүй бол олж авсан үр дүн нь алдаатай байж болно.
10. Ньютоны хоёрдугаар хуулийн талаарх ойлголтыг сайжруулах ахисан түвшний дасгалууд
Ньютоны хоёр дахь хууль нь биетүүдийн хөдөлгөөнтэй хүч хэрхэн хамааралтай болохыг ойлгох боломжийг олгодог физикийн үндсэн хуулиудын нэг юм. Хэдийгээр энэ хуулийг эхлээд ойлгоход төвөгтэй байж болох ч хуулийн ойлголт, мэдлэгийг сайжруулахад туслах хэд хэдэн ахисан түвшний дасгалууд байдаг.
Эдгээр дасгалуудыг гүйцэтгэхийн тулд Ньютоны 2-р хуулийн үндсэн ойлголтуудыг тодорхой ойлгох нь чухал юм. Энэ хууль нь объектод үйлчлэх цэвэр хүч нь түүний мэдрэх хурдатгалтай шууд пропорциональ, масстай нь урвуу пропорциональ гэдгийг тогтоосныг санацгаая. Бид энэ хамаарлыг математикийн хувьд томъёогоор илэрхийлж болно F = m * a, энд F нь цэвэр хүч, m объектын масс ба түүний хурдатгалыг илэрхийлнэ.
Ньютоны хоёр дахь хуулийн үзэл баримтлал, томьёоны талаар тодорхой болсны дараа бид энэ хуультай холбоотой дэвшилтэт асуудлуудыг шийдвэрлэх хэд хэдэн алхмуудыг хийж болно. Юуны өмнө объектод нөлөөлж буй хүч, тэдгээрийн чиглэлийг тодорхойлох нь чухал юм. Дараа нь бид эдгээр хүчийг ашигласан лавлагааны системийн дагуу бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задлах ёстой.
11. Ньютоны хоёрдугаар хуулийг ашиглан бодит тохиолдлуудад дүн шинжилгээ хийх
Энэ хэсэгт объектын динамиктай холбоотой асуудлыг шинжлэх, шийдвэрлэхэд Ньютоны 2-р хуулийг хэрэглэх янз бүрийн бодит тохиолдлуудыг танилцуулах болно. Эдгээр жишээнүүдээр дамжуулан бид бодит нөхцөл байдалд хурдатгал, цэвэр хүч болон бусад чухал хувьсагчдыг тодорхойлохын тулд физикийн энэхүү үндсэн хуулийг хэрхэн ашиглахыг харуулах болно.
Тохиолдол бүрийн хувьд үйл явцыг алхам алхмаар удирдан чиглүүлэх нарийвчилсан зааварчилгааг өгөх бөгөөд энэ нь шинжилгээний талаар бүрэн ойлголттой байх болно. Энэ хэсэгт асуудлыг шийдвэрлэхэд туслах зөвлөмж, зөвлөмжүүд, түүнчлэн үйл явцын явцад хэрэг болох хэрэгсэл, томъёог багтаасан болно. Нэмж дурдахад Ньютоны 2-р хуулийн практик хэрэглээг нүдээр харуулах боломжийг олгодог шийдэгдсэн тоон жишээг үзүүлэх болно.
Сонгосон өөр өөр бодит тохиолдлууд нь налуу зам дээрх объектуудын хөдөлгөөнөөс эхлээд агаарт биетийн чөлөөтэй унах хүртэлх өргөн хүрээг хамарна. Эдгээр жишээнүүдээр дамжуулан Ньютоны 2-р хуулийг янз бүрийн нөхцөл байдалд хэрхэн дасан зохицож, хэрхэн хэрэгжүүлэхийг харуулж, уншигчдыг бодит ертөнцөд янз бүрийн динамиктай тулгарахад бэлтгэх болно. Энэ хэсгийн төгсгөлд уншигчид объектуудын хүч, хөдөлгөөнд дүн шинжилгээ хийх шаардлагатай нөхцөл байдалд итгэлтэйгээр хандах боломжтой болно.
12. Ньютоны XNUMX-р хуулийг бусад физикийн хуулиудтай хэрхэн холбох вэ
Хүч ба хурдатгалын хууль гэгддэг Ньютоны 2-р хууль нь биетийн хурдатгал нь түүнд үйлчилж буй цэвэр хүчтэй шууд пропорциональ, масстай нь урвуу пропорциональ байна гэж заасан байдаг. Энэ хууль нь бусад физик хуулиудтай холбоотой байж болох бөгөөд байгалийн үзэгдлийн талаар илүү бүрэн ойлголттой болох боломжийг бидэнд олгодог.
Ньютоны 2-р хуулинд хамаарах хуулиудын нэг бол Ньютоны Нэгдүгээр хууль буюу инерцийн хууль юм. Энэ хуулинд тайван байдалд байгаа биет тайван хэвээр байх ба хөдөлгөөнд байгаа биет гадны хүчний нөлөөлөлгүйгээр шулуун шугамын дагуу тогтмол хурдтай хөдөлсөөр байх болно. Энэхүү "гадаад хүч" буюу хөдөлгөөний өөрчлөлт хэрхэн үүсдэгийг тайлбарласнаас хойш хоёр дахь хууль нь эхний хуулийг нөхөж байгааг бид харж болно.
Ньютоны 2-р хуультай холбоотой өөр нэг хууль бол үйлдэл ба урвалын хууль гэж нэрлэгддэг Ньютоны 3-р хууль юм. Энэ хуульд аливаа үйлдэлд ижил хэмжээтэй, эсрэг талын урвал явагддаг гэж заасан байдаг. Хоёрдахь хууль нь энэ урвал хэрхэн явагддаг, өгөгдсөн систем дэх хүчнүүд хоорондоо хэрхэн харьцаж байгааг ойлгоход тусалдаг.
13. Ньютоны хоёрдугаар хуульд үндэслэсэн шинжлэх ухааны судалгаа, судалгаа
Хөдөлгөөний хууль гэгддэг Ньютоны хоёр дахь хууль нь физикийн үндсэн зарчмуудын нэг бөгөөд олон тооны шинжлэх ухааны судалгаа, судалгааны сэдэв байсаар ирсэн. Энэ хуульд объектын хурдатгал нь түүнд үйлчлэх цэвэр хүчтэй шууд пропорциональ, масстай нь урвуу пропорциональ байна гэж заасан.
Ньютоны 2-р хуульд үндэслэсэн шинжлэх ухааны хамгийн алдартай судалгааны нэг бол чөлөөт уналтын үед биетүүдийн хөдөлгөөний шинжилгээ юм. Эрдэмтэд туршилт, математик тооцооллын үр дүнд объектын тогтмол таталцлын талбарт чөлөөтэй унах үед түүний масс болон түүний хурдатгалын хоорондын хамаарлыг тодорхойлж чадсан. Эдгээр судалгаанууд нь таталцлын үзэгдлийг илүү сайн ойлгох боломжийг олгосон бөгөөд бусад холбогдох онолуудыг хөгжүүлэх үндэс суурийг тавьсан юм.
Нэмж дурдахад Ньютоны хоёр дахь хуулийг шингэний динамикийн судалгаанд ашигласан. Эрдэмтэд энэ хуулийг хэрэглэснээр гуурсаар шингэний урсгал, битүү орон зайд хийн хөдөлгөөн гэх мэт янз бүрийн нөхцөл байдалд шингэний зан төлөвийг судлах боломжтой болсон. Эдгээр судалгаанууд нь сувгийн системийг зохион бүтээх, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг оновчтой болгох, далайн агаарын урсгал зэрэг атмосферийн үзэгдлүүдийг ойлгоход ихээхэн ач холбогдолтой байсан.
14. Ньютоны XNUMX-р хуулийг хэрэгжүүлэхтэй холбоотой бэрхшээлүүд болон байнга асуудаг асуултууд
Ньютоны 2-р хуулийг хэрэглэх үед сорилттой тулгарах, түүнийг тодорхой асуудалд хэрэглэхтэй холбоотой асуултууд гарах нь элбэг байдаг. Доор бид физикийн энэхүү үндсэн хуулийг ашиглахад хамгийн их асуудаг асуулт, сорилтуудын заримыг авч үзэх болно.
1. Олон хүчний систем дэх үр дүнгийн хүчийг хэрхэн тодорхойлох вэ?
Заримдаа бид объект дээр олон хүч үйлчилдэг системүүдтэй тулгардаг. Ийм тохиолдолд үүссэн хүчийг тодорхойлохын тулд объектод хэрэглэсэн бүх хүчийг алгебрийн аргаар нэмэх шаардлагатай. Үүнд хүч тус бүрийн хэмжээ, чиглэлийг харгалзан үзэх шаардлагатай. Эдгээр хүчний векторын нийлбэрийг олж авсны дараа бид үүссэн хүчийг тодорхойлж болох бөгөөд энэ нь объектын хөдөлгөөний чиглэл, хэмжээг харуулах болно.
2. Ньютоны хоёрдугаар хуулийг ашиглан объектын хурдатгалыг хэрхэн тодорхойлох вэ?
Биеийн хурдатгалыг тухайн объектод үзүүлэх үр дүнгийн хүчийг түүний массад хуваах замаар тооцоолно. Үүссэн хүчийг масстай ижил хэмжих нэгжээр илэрхийлэх ёстой гэдгийг санах нь чухал. Хурдатгалыг секундэд метр квадратаар (м/с) олно2), энэ нь тухайн объектын хурд нэгж хугацаанд хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг харуулдаг.
3. Үр дүнгийн хүч тэгтэй тэнцүү байхад юу болох вэ?
Тухайн объект дээр үйлчлүүлсэн үр дүнгийн хүч тэгтэй тэнцүү байвал энэ нь тухайн объект дээр хурдатгал байхгүй гэсэн үг юм. Ньютоны 2-р хуулийн дагуу хэрэв үр дүнгийн хүч тэгтэй тэнцүү бол биет тэнцвэрт байдалд байна. Өөрөөр хэлбэл, объектын хурд тогтмол хэвээр байх бөгөөд түүний хөдөлгөөнд өөрчлөлт ордоггүй. Энэ нь зөвхөн тухайн объектод үйлчлэх хүчний нийлбэр тэг болох үед л тохиолддог гэдгийг анхаарах нь чухал юм.
Товчхондоо Ньютоны хоёр дахь хууль нь биетийн хүч, масс, хурдатгалын хамаарлыг тодорхойлсон физикийн үндсэн хуулиудын нэг юм. F = m * a томъёогоор бид объектод үйлчлэх хүчийг тооцоолж эсвэл түүний хурдатгалыг тодорхойлж чадна.
Энэ нийтлэлд бид Ньютоны хоёр дахь хуулийн томьёо болон түүний хэрэглээг өөр өөр хэлбэрээр нарийвчлан судалсан жишээ болон дасгалууд. Бид объектод хэрэглэсэн цэвэр хүч нь түүний хөдөлгөөнд хэрхэн нөлөөлж, үүссэн хурдатгалыг хэрхэн тодорхойлж болохыг олж харсан.
Ньютоны хоёр дахь хууль бол физик, инженерчлэлийн салбарт үнэлж баршгүй хэрэглүүр гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Үүнийг ойлгох нь шулуун эсвэл муруй траекторийн аль алинд нь хөдөлж буй объектуудын үйлдлийг шинжлэх, урьдчилан таамаглах боломжийг олгодог.
Дүгнэж хэлэхэд, Ньютоны хоёр дахь хууль нь биетийн хүч, хөдөлгөөнийг ойлгох, тоон үзүүлэлтийг тодорхойлох хүчирхэг хэрэгсэл юм. Түүний томьёо, жишээ, дасгалд хэрэглэх нь бидэнд физикийн гайхалтай ертөнцөд мэдлэгээ өргөжүүлэх бат бөх суурийг өгдөг.
Би Себастьян Видал, компьютерийн инженер технологи, өөрийн гараар хийх сонирхолтой. Цаашилбал, би бүтээгч нь tecnobits.com, би технологийг хүн бүрт илүү хүртээмжтэй, ойлгомжтой болгох хичээлүүдийг хуваалцдаг.