نیوتن - چی هست؟ نیوتن - یک واحد از چه چیزی؟

فیزیک به عنوان یک علم که قوانین جهان را مطالعه می کند، از روش استاندارد تحقیق و سیستم خاصی از واحدهای اندازه گیری استفاده می کند. واحد نیرو معمولا H (نیوتن) نامیده می شود. قدرت چیست، چگونگی پیدا کردن آن و اندازه گیری آن چیست؟ بیایید این موضوع را با جزئیات بیشتری مطالعه کنیم.

جالب از تاریخ

اسحاق نیوتن یک دانشمند انگلیسی برجسته قرن هفدهم است که سهم قابل توجهی در توسعه علوم دقیق ریاضی ایجاد کرده است. او پیشگام فیزیک کلاسیک است. او موفق شد قوانینی را که از بدنهای بزرگ آسمانی و دانه های ریز، که توسط باد گرفته شده است، توصیف کند. یکی از اکتشافات اصلی او قانون گرانش جهانی و سه قانون اساسی مکانیک است که تعامل بدن در طبیعت را توصیف می کند. بعدها، دیگر دانشمندان توانستند قوانین اصطکاک، استراحت و لغزش را تنها با تشکر از اکتشافات علمی ایساک نیوتن بدست آورند.

کمی تئوری

به افتخار دانشمند مقدار فیزیکی نامگذاری شد. نیوتن واحد نیروی است. تعریف نیروی خود را می توان توصیف کرد: "نیروی اندازه گیری کمی از تعامل بین اجسام است، یا یک مقدار است که درجه شدت یا تنش بدن را مشخص می کند."

نیروی قدر در نیوتون به علت اندازه گیری می شود. این دانشمندان به این نتیجه رسیدند که سه قانون "اجرای قانون" نامناسب ایجاد شده است که هنوز هم معتبر هستند. بیایید نمونه آنها را مطالعه کنیم.

قانون اول

برای به طور کامل درک سوالات: "چه نیوتون؟"، "واحد اندازه گیری چه؟" و "معنای فیزیکی آن چیست؟"، سه اصل اساسی مکانیک را با دقت مطالعه کنید.

اولا می گوید که اگر بدن های دیگر تاثیری بر بدن نداشته باشند، در این حالت استراحت خواهد داشت. و اگر بدن در حال حرکت بود، در نتیجه عدم وجود هر گونه اقدام بر روی آن، آن را حرکت یکنواخت خود را در طول یک خط راست ادامه خواهد داد.

تصور کنید که در یک سطح صاف از جدول یک کتاب خاص با یک توده خاص است. با اشاره به تمام نیروهایی که بر روی آن عمل می کنند، می بینیم که نیروی گرانش است که به صورت عمودی به سمت پایین حرکت می کند و نیروی واکنش پشتیبانی (در این مورد از جدول)، به طور عمودی به سمت بالا هدایت می شود. از آنجا که هر دو نیرو از اقدامات یکدیگر خلاص می شوند، قدر نیروی حاصل صفر است. بر طبق قانون اول نیوتن، به همین دلیل است که کتاب بر اساس آن است.

قانون دوم

او رابطه بین نیروی اعمال شده بر بدن و شتاب که به دلیل نیروی اعمال شده دریافت می کند را توصیف می کند. اسحاق نیوتون، هنگام تصویب این قانون، برای اولین بار از مقدار جرم ثابت به عنوان یک اندازه گیری از ماندگاری و جابجایی بدن استفاده کرد. انعطاف پذیری اشاره به توانایی یا ویژگی بدن برای حفظ موقعیت اصلی خود، یعنی مقاومت در برابر تاثیرات خارجی است.

قانون دوم اغلب توسط فرمول زیر شرح داده می شود: F = a * m؛ جایی که F به دست آمده از تمام نیروهای اعمال شده به بدن است، A شتاب دریافت شده توسط بدن است، و m جرم بدن است. در نهایت قدرت در کیلوگرم * m / s ^{2 بیان می شود} . این بیان معمولا در نیوتون ها نشان داده می شود.

نیوتن در فیزیک چیست، تعریف شتاب چیست و چگونه به زور مربوط می شود؟ این سوالات توسط فرمول قانون دوم مکانیک پاسخ داده شده است. باید درک کرد که این قانون فقط برای آن دسته از بدنهایی که با سرعت بسیار کمتر از سرعت نور حرکت می کند، کار می کند. در سرعت های نزدیک به سرعت نور، در حال حاضر چند قانون دیگر وجود دارد که توسط بخش خاصی از فیزیک در نظریه نسبیت اقتباس شده اند.

قانون سوم نیوتن

این شاید قانون قابل فهم و ساده است که تعامل دو بدن را توصیف می کند. او می گوید که تمام نیروها بوسیله جفت ها بوجود می آیند، یعنی اگر یک بدن با یک نیروی خاص به دیگری عمل کند، سپس بدن دوم به نوبه خود بر اولین تاثیر می گذارد با قدرت برابر در مدول.

این فرمول قانون برای دانشمندان به نظر می رسد: "... تعامل دو جسم با یکدیگر برابر با یکدیگر هستند، اما آنها به جهت مخالف هدایت می شوند."

بیا ببینیم که نیوتن چیست در فیزیک، همه چیز را در مورد پدیده های بنیادی در نظر می گیریم، بنابراین ما برخی از مثال های توصیف قوانین مکانیک را ارائه می دهیم.

1. پرندگان آبزی مانند اردک، ماهی یا قورباغه ها به دلیل تعامل با آب در آب و آب حرکت می کنند. قانون سوم نیوتن می گوید که هنگامی که یک بدن به دیگری عمل می کند، همیشه مخالفتی وجود دارد که در ابتدا با قدرت برابر است اما در جهت مخالف هدایت می شود. از این رو می توان نتیجه گرفت که حرکت اردک ها به دلیل این است که آنها آب را به عقب با پنجه می کشند و خودشان به دلیل اثر متقابل آب به جلو حرکت می کنند.
2. چرخ سنجی نمونه ای واضح از اثبات قانون سوم نیوتن است. چرخ گوشت چرخدار است، برای اینکه همه می دانند. این یک طراحی نسبتا ساده است، یادآور هر دو چرخ و درام است. این در قفس نصب شده است به طوری که حیوانات خانگی مانند سنجاب یا موش های تزئینی می تواند اجرا شود. تعامل دو بدن، چرخ و حیوان، منجر به این می شود که هر دو این اجسام در حال حرکت هستند. و هنگامی که پروتئین به سرعت عمل می کند، چرخ با سرعت بالا چرخش می یابد، و هنگامی که آن را کند می شود، چرخ شروع به چرخش آهسته تر می کند. این یک بار دیگر ثابت می کند که اقدام و مبارزه همیشه برابر است، اگر چه آنها در جهت مخالف هستند.
3. همه چیزهایی که بر روی سیاره ما حرکت می کند فقط به دلیل "اقدام واکنش" زمین حرکت می کند. این ممکن است عجیب و غریب به نظر برسد، اما در حقیقت، هنگام راه رفتن، ما تنها تلاش می کنیم که زمین یا هر سطحی دیگر را پرتاب کنیم. و ما در حال حرکت به جلو هستیم، زیرا زمین ما را در پاسخ می اندازد.

نیوتن: مقدار واحد یا فیزیکی چیست؟

تعریف بسیار از "نیوتون" را می توان به شرح زیر توصیف کرد: "این یک واحد نیروی است." و معنای فیزیکی آن چیست؟ بنابراین، بر اساس قانون دوم نیوتن، مقدار مشتق است که به عنوان نیرویی تعریف می شود که می تواند سرعت یک بدن 1 کیلوگرم را با 1 متر بر ثانیه در یک ثانیه تغییر دهد. به نظر می رسد که یک نیوتن یک مقدار بردار است، به این معنی است که مسیر خود را دارد. وقتی نیرویی به یک جسم اعمال می کنیم، برای مثال هل دادن درب، ما به طور همزمان مسیر حرکت را مشخص می کنیم که طبق قانون دوم همانند جهت نیروی است.

اگر فرمول را دنبال کنید، معلوم می شود که 1 نیوتن = 1 کیلوگرم * m / s ² . هنگام حل مسائل مختلف در مکانیک، اغلب لازم است که نیوتون را به مقادیر دیگر تبدیل کنید. برای راحتی یافتن این یا آن مقادیر توصیه می شود که هویت های پایه ای که نیوتون ها را با سایر واحدها وصل می کنید را به خاطر داشته باشید:

• 1 H = 10 ⁵ dyne (dyne - واحد اندازه گیری در سیستم GHS)؛
• 1 N = 0.1 کیلوگرم (نیروی کیلوگرم - نیروی واحد در سیستم ICGSS)؛
• 1 N = 10 ^-3 دیوار (واحد اندازه گیری در سیستم MTS، 1 دیوار برابر نیرویی است که شتاب را در 1 m / s ^{2 به} هر جسمی با وزن 1 تن گزارش می دهد).

قانون گرانش جهانی

یکی از مهمترین نشریات علمی که مفهوم سیاره ما را تبدیل به آن شده است، قانون گرانش نیوتن است (گرانش، به عنوان خوانده شده در زیر). مطمئنا، قبل از او تلاش برای باز کردن رمز و راز جاذبه زمین وجود دارد. به عنوان مثال، یوهان کپلر اولین کسی بود که پیشنهاد می کرد که نه تنها زمین دارای نیروی جذابی است، بلکه خود بدن نیز قادر به جذب زمین است.

با این حال، تنها نیوتون توانست ریاضیات رابطه بین نیروی گرانشی و قانون حرکت سیارات را اثبات کند . پس از آزمایش های بسیاری، دانشمند متوجه شد که در واقع، نه تنها زمین عناصری را به خود جذب می کند بلکه تمام اجسام به یکدیگر متصل می شوند. او قانون گرانش را بدست آورد، که بیان می دارد که هر بدن، از جمله اجسام آسمانی، با نیروی برابر محصول G (ثابت گرانشی) و توده های هر دو بدن m ₁ * m ₂ ، توسط R ² (مربع فاصله بین اجسام) تقسیم می شود.

تمام قوانین و فرمول های مشتق شده توسط نیوتون اجازه ایجاد یک مدل ریاضی جامع را دادند که هنوز هم در تحقیق مورد استفاده نه تنها بر روی سطح زمین، بلکه حتی فراتر از سیاره ما نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

تبدیل واحدها

هنگام رفع مشکلات، پیشوندهای SI استاندارد را که به عنوان مثال برای اندازه گیری واحد نیوتنی مورد استفاده قرار می گیرند، به یاد می آورند. به عنوان مثال، در مسائل مربوط به اشیاء کیهانی، جایی که توده های بدن بزرگ هستند، اغلب نیاز به ساده سازی مقادیر بزرگ به اندازه های کوچکتر وجود دارد. اگر راه حل 5000 N باشد، پس از آن پاسخ مناسب تر است به شکل 5 kN (kiloNewton). چنین واحدهای دو نوع هستند: چند و لوب. در اینجا بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند: 10 ² H = 1 هکتار نوتون (gN)؛ 10 ³ N = 1 kiloNewton (kN)؛ 10 ⁶ N = 1 مگا نوتون (MN) و 10 ^-2 N = 1 centiNewton (cN)؛ 10 ^-3 H = 1 میلیون نوتون (mN)؛ 10 ^-9 H = 1 نانو نیوتن (nH).