10 Παραδείγματα του δεύτερου νόμου του Νεύτωνα στην πραγματική ζωή

Στο Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα, γνωστή ως Θεμελιώδης αρχή της δυναμικής, ο επιστήμονας δηλώνει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ενός αντικειμένου, τόσο μεγαλύτερη δύναμη θα είναι απαραίτητη για να επιταχυνθεί.

Δηλαδή, η επιτάχυνση του αντικειμένου είναι ευθέως ανάλογη της καθαρής δύναμης που ασκείται πάνω του και αντιστρόφως ανάλογη προς εκείνη του αντικειμένου.

Γνωρίζουμε ότι ένα αντικείμενο μπορεί να επιταχυνθεί μόνο αν υπάρχουν δυνάμεις σε αυτό το αντικείμενο. Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα μας λέει ακριβώς πόσο ένα αντικείμενο θα επιταχυνθεί για μια δεδομένη καθαρή δύναμη.

Με άλλα λόγια, αν η καθαρή δύναμη διπλασιαστεί, η επιτάχυνση του αντικειμένου θα είναι διπλάσια. Ομοίως, εάν η μάζα του αντικειμένου διπλασιάστηκε, η επιτάχυνσή του θα μειωνόταν κατά το ήμισυ.

Παραδείγματα του Δεύτερου Νόμου του Νεύτωνα στην καθημερινή ζωή

Αυτός ο νόμος του Νεύτωνα ισχύει για την πραγματική ζωή, είναι ένας από τους νόμους της φυσικής που επηρεάζουν περισσότερο την καθημερινή μας ζωή:

1 - Κτυπήστε μια μπάλα

Όταν κλωτσόμαστε μια μπάλα, ασκούμε δύναμη σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, η οποία είναι η κατεύθυνση στην οποία θα ταξιδέψει.

Επιπλέον, όσο ισχυρότερη είναι η κλωτσιά, τόσο ισχυρότερη είναι η δύναμη που θέτουμε και όσο πιο μακριά θα περάσει.

2 - Πιάστε τη μπάλα με το χέρι σας

Οι επαγγελματίες αθλητές μετακινούν τα χέρια τους πίσω όταν πιάσουν την μπάλα, δεδομένου ότι δίνουν στην μπάλα περισσότερο χρόνο για να χάσει την ταχύτητά της, και με τη σειρά της εφαρμόζουν λιγότερη δύναμη από την πλευρά της..

3- Πιέστε ένα αυτοκίνητο

Για παράδειγμα, όταν πιέζετε ένα καροτσάκι σούπερ μάρκετ δύο φορές πιο σκληρά, παράγει δύο φορές την επιτάχυνση.

4- Σπρώξτε δύο αυτοκίνητα

Από την άλλη πλευρά, όταν πιέζει δύο καροτσάκια σούπερ μάρκετ με την ίδια δύναμη, παράγει το ήμισυ της επιτάχυνσης, επειδή ποικίλει αντίστροφα.

5- Σπρώξτε το ίδιο καρότσι γεμάτο ή άδειο

Είναι πιο εύκολο να σπρώξετε ένα άδειο αυτοκίνητο σούπερ μάρκετ παρά ένα πλήρες, αφού το πλήρες αυτοκίνητο έχει περισσότερη μάζα από το κενό, γι 'αυτό χρειάζεται περισσότερη δύναμη για να πιέσετε το καλάθι γεμάτο.

6- Πιέστε ένα αυτοκίνητο

Για τον υπολογισμό της δύναμης που απαιτείται για να πιέσει το αυτοκίνητο στο πλησιέστερο βενζινάδικο, με την προϋπόθεση ότι μετακινήσετε ένα αυτοκίνητο από έναν τόνο περίπου 0,05 μέτρα ανά δευτερόλεπτο, μπορούμε να εκτιμήσουμε την δύναμη που ασκείται στο αυτοκίνητο, το οποίο στην περίπτωση αυτή θα είναι περίπου 100 newtons.

7- Οδήγηση φορτηγού ή αυτοκινήτου

Η μάζα ενός φορτηγού είναι πολύ μεγαλύτερη από εκείνη ενός αυτοκινήτου, πράγμα που σημαίνει ότι απαιτεί περισσότερη δύναμη για να επιταχυνθεί στον ίδιο βαθμό.

Όταν, για παράδειγμα, ένα αυτοκίνητο οδηγείται 100 χιλιόμετρα σε αυτοκινητόδρομο για 65 χιλιόμετρα, σίγουρα θα χρησιμοποιηθεί πολύ λιγότερη βενζίνη απ 'ό, τι αν έπρεπε να οδηγήσετε με την ίδια ταχύτητα για την ίδια απόσταση σε ένα φορτηγό.

8- Δύο άνθρωποι που περπατούν μαζί

Το ίδιο σκεπτικό παραπάνω μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιοδήποτε κινούμενο αντικείμενο. Για παράδειγμα, δύο ανθρώπους που περπατούν μαζί, αλλά ένα άτομο από αυτά έχει βάρος μικρότερο από το άλλο, αλλά τα πόδια ασκώντας την ίδια ποσότητα της δύναμης, που ζυγίζει λιγότερο θα πάει πιο γρήγορα, επειδή η επιτάχυνση του είναι σίγουρα μεγαλύτερη.

9- Δύο άνθρωποι σπρώχνουν ένα τραπέζι

Φανταστείτε δύο άτομα, ένα ισχυρότερο από το άλλο, πιέζοντας ένα τραπέζι, σε διαφορετικές κατευθύνσεις.

Το πρόσωπο με τη μεγαλύτερη δύναμη ωθεί προς τα ανατολικά, και το άτομο με τη λιγότερη δύναμη προς το βορρά.

Εάν προσθέσουμε και τις δύο δυνάμεις, θα έχουμε ένα αποτέλεσμα ίσο με την κίνηση και επιτάχυνση του πίνακα. Το τραπέζι, επομένως, θα κινηθεί προς βορειοανατολική κατεύθυνση, αν και με μεγαλύτερη κλίση προς την ανατολή, δεδομένης της δύναμης που ασκεί ο ισχυρότερος άνθρωπος.

10- Παίζοντας γκολφ

Σε ένα παιχνίδι γκολφ, η επιτάχυνση της μπάλας είναι ευθέως ανάλογη με τη δύναμη που ασκεί η λέσχη και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα της. Η δύναμη του αέρα που μπορεί να προκαλέσει μια μικρή αλλαγή στην κατεύθυνση.

Νόμους του Νεύτωνα

Isaac Newton (4, Ιανουαρίου 1643 - 31, Μαρτίου, 1727), Άγγλος φυσικός και μαθηματικός, διάσημο για το νόμο του της βαρύτητας, ήταν ένας βασικός αριθμός στην επιστημονική επανάσταση του δέκατου έβδομου αιώνα και ανέπτυξε τις αρχές της σύγχρονης φυσικής.

Ο Newton παρουσίασε για πρώτη φορά τους τρεις νόμους κίνησης του Principia Mathematica Philosophiae Naturalis το 1686.

Θεωρείται το πιο επιρροή βιβλίο για τη φυσική και ενδεχομένως για όλες τις επιστήμες, περιέχει πληροφορίες για όλες σχεδόν τις βασικές έννοιες της φυσικής..

Αυτό το έργο προσφέρει μια ακριβή ποσοτική περιγραφή των κινούμενων σωμάτων σε τρεις βασικούς νόμους:

1- Ένα ακίνητο σώμα θα παραμείνει ακίνητο αν δεν εφαρμοστεί εξωτερική δύναμη σε αυτό.

2- Η δύναμη είναι ίση με τη μάζα πολλαπλασιασμένη με την επιτάχυνση, και η μεταβολή της κίνησης είναι ανάλογη της εφαρμοζόμενης δύναμης. 

3- Για κάθε δράση, υπάρχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση.

Αυτοί οι τρεις νόμοι βοήθησαν να εξηγήσει όχι μόνο τις ελλειπτικές τροχιές των πλανητών, αλλά σχεδόν όλα τα άλλα κινήματα του κόσμου: πώς οι πλανήτες διατηρούνται σε τροχιά από τη βαρυτική έλξη του ήλιου και το φεγγάρι περιστρέφεται γύρω από τη Γη και τους δορυφόρους Ο Δίας περιστρέφεται γύρω από αυτήν και πώς οι κομήτες περιστρέφονται σε ελλειπτικές τροχιές γύρω από τον ήλιο.

Πώς σχεδόν οτιδήποτε κινείται μπορεί να λυθεί χρησιμοποιώντας τους νόμους της κίνησης: πόση δύναμη χρειάζεται για να επιταχύνει το τρένο, αν μια μπάλα κανονιού πετύχει το στόχο της, πώς τα ρεύματα του αέρα και των ωκεανών κίνηση ή αν το αεροπλάνο θα πετάξει , είναι όλες οι εφαρμογές του δεύτερου νόμου του Νεύτωνα.

Εν κατακλείδι, είναι πολύ εύκολο να δούμε το δεύτερο νόμο του Νεύτωνα στην πράξη, αν όχι στα μαθηματικά, όπως όλοι έχουμε βρεθεί εμπειρικά ότι είναι απαραίτητο να ασκήσει περισσότερη δύναμη (και κατά συνέπεια περισσότερη ενέργεια) για να μετακινήσετε ένα βαρύ πιάνο με ουρά για σπρώξτε ένα μικρό σκαμνί στο πάτωμα.

Ή, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, όταν πιάσετε μια γρήγορη μπάλα του κρίκετ, γνωρίζουμε ότι θα κάνει λιγότερες ζημιές εάν μετακινήσετε το χέρι σας προς τα πίσω ενώ παγιδεύετε τη σφαίρα..

Ίσως σας ενδιαφέρει 10 παραδείγματα του πρώτου νόμου του Νεύτωνα στην πραγματική ζωή.

Αναφορές

1. Jha, A. "Τι είναι ο δεύτερος νόμος της κίνησης του Νεύτωνα;" (11 Μαΐου 2014) στο: The Guardian: Isaac Newton. Σύντομη ιστορία εξισώσεων. Ανακτήθηκε στις: 9 Μαΐου 2017 από το The Guardian. theguardian.com.
2. Kane & Sternheim. "Φυσική". Ed. Επαναφέρετε. 1989.
3. Aguilar Peris & Senent "Τα θέματα της φυσικής" Ed. Reverte, 1980.
4. «Δεύτερος νόμος του Νεύτωνα» Ανακτήθηκε στις: 9 Μαΐου 2017 από την τάξη της φυσικής στη διεύθυνση: physicsclassroom.com.
5. "Isaac Newton. Βιογραφία "στο: Biography.com Ανακτήθηκε στις 9 Μαΐου 2017 από Biography / biography.com.
6. "Τι είναι ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα;" Σε: Ακαδημία Khan Ανακτήθηκε από την Ακαδημία Khan στη διεύθυνση: khanacademy.org.
7. "Νόμοι του Νεύτωνα" στο SAEM Thales. Ανδαλουσιανή Εταιρεία Μαθηματικής Εκπαίδευσης Thales. Ανακτήθηκε: 9 Μαΐου 2017 από thales.cica.es.