13 דוגמאות לחוק השני של ניוטון בחיי היומיום - גוּפָנִי - 2025

בשנת החוק השני של ניוטון , המכונה עיקרון היסוד של דינמיקה, מדינות המדען שככל המסה של אובייקט, הכח יותר תידרש כדי להאיץ אותו. כלומר, האצת האובייקט עומדת ביחס ישר לכוח הנקי הפועל עליו ויחס הפוך לזו של העצם.

אנו יודעים שאובייקט יכול להאיץ רק אם יש כוחות על עצם זה. החוק השני של ניוטון אומר לנו בדיוק כמה אובייקט יאיץ עבור כוח נטו נתון.

במילים אחרות, אם הכוח הנקי היה כפול, תאוצת העצם הייתה גדולה פי שניים. באופן דומה, אם מסת האובייקט הייתה מכפילה, תאוצתו הייתה נחתכת לשניים.

דוגמאות לחוק השני של ניוטון בחיים האמיתיים

החוק של ניוטון חל על החיים האמיתיים, בהיותו אחד מחוקי הפיזיקה המשפיעים ביותר על חיי היומיום שלנו:

1- לבעוט כדור

כאשר אנו בועטים בכדור אנו מפעילים כוח בכיוון ספציפי, שהוא הכיוון בו יעבור הכדור.

כמו כן, ככל שבעט בכדור חזק יותר, הכוח שנשים עליו חזק יותר ויתקדם.

2- תפס את הכדור בידך

ספורטאים מקצועיים מזיזים את היד לאחור ברגע שהם תופסים את הכדור, מכיוון שהוא נותן לכדור יותר זמן להאט, תוך הפעלת פחות כוח מצדם.

3 - דחף מכונית

לדוגמה, דחיפת עגלה בסופרמרקט עם פעמיים מהכוח מייצרת פעמיים את התאוצה.

דחף שתי מכוניות

לעומת זאת, כאשר דוחפים שתי עגלות סופרמרקט באותו כוח, הוא מייצר מחצית מההאצה, מכיוון שהוא משתנה הפוך.

דחף את אותה עגלה מלאה או ריקה

קל יותר לדחוף עגלת סופרמרקט ריקה מאשר לעגלה מלאה, מכיוון שלעגלה המלאה יש מסה רבה יותר מזו הריקה, כך שנדרש יותר כוח לדחיפת העגלה המלאה.

6- דחיפת מכונית

כדי לחשב את הכוח הדרוש לדחיפת המכונית לתחנת הדלק הקרובה ביותר, בהנחה שנעביר מכונית של טון סביב 0.05 מטר לשנייה, נוכל להעריך את הכוח המופעל על המכונית, שבמקרה זה, תהיה כ 100 ניוטונים.

7- נהג במשאית או במכונית

המסה של משאית גדולה בהרבה מזו של מכונית, מה שאומר שהיא דורשת כוח רב יותר כדי להאיץ באותה מידה.

כאשר, למשל, אתה נוהג במכונית 100 ק"מ בכביש מהיר במשך 65 ק"מ, ללא ספק תשתמש בהרבה פחות בנזין מאשר אם היית צריך לנסוע באותה המהירות לאותו מרחק במשאית.

8- שני אנשים הולכים יחד

את אותה נימוק לעיל ניתן להחיל על כל אובייקט נע. לדוגמה, שני אנשים שהולכים יחד, אך לאדם אחד יש משקל נמוך יותר מהאחר, אם כי הם הולכים מפעילים את אותה הכוח, מי ששוקל פחות ילך מהר יותר מכיוון שללא ספק התאוצה שלהם גדולה יותר.

9- שני אנשים דוחפים שולחן

בואו נדמיין שני אנשים, האחד עם כוח גדול יותר מהשני, דוחפים שולחן, לכיוונים שונים.

האדם בעל הכוח הגדול ביותר דוחף מזרחה, והאדם עם הכוח הכי פחות דוחף צפונה.

אם נוסיף את שני הכוחות, נקבל תוצר שווה לתנועת הטבלה ותאוצה. השולחן, אם כן, ינוע בכיוון צפון-מזרח, אם כי בעל נטייה גדולה יותר לכיוון מזרח, בהתחשב בכוח שמפעיל האדם החזק.

10- משחק גולף

במשחק גולף, האצת הכדור פרופורציונאלית ישירות לכוח המופעל על המועדון ויחס הפוך למסה שלו. השביל מושפע מכוח האוויר העלול לגרום לשינוי קטן בכיוונו.

11- פתח דלת

כאשר אנו פותחים דלת נצטרך לבצע כוחות שונים בהתאם לחומר איתו הוא עשוי. למרות שייתכן ואותן פרופורציות זהה, יהיה צורך להפעיל כוח גדול יותר על דלת עלה ברזל בהשוואה לדלת עץ.

12- דיווש אופניים

על פי החוק של ניוטון, האצת האופניים תהיה תלויה בכוח המופעל. ככל שכוח רב יותר, כך הוא מאיץ יותר. מסיבה זו רוכבי האופניים הם לרוב די רזים ואופניים מקצועיים קלים מאוד.

13 - השתמש בבקבוק קטשופ

כדי לחלץ את הקטשופ מהסיר שלו עלינו ללחוץ עליו כך שייצא דרך החריץ. תלוי בכוח המופעל, הקטשופ יכול לצאת לאט ליפול על ההמבורגר או לצאת במהירות גבוהה ולפזר על כל הצלחת.

החוקים של ניוטון

אייזק ניוטון (4 בינואר 1643 - 31 במרץ 1727), פיזיקאי ומתמטיקאי אנגלי, שהיה מפורסם בחוק הכבידה שלו, היה דמות מפתח במהפכה המדעית של המאה ה -17 ופיתח את עקרונות הפיזיקה המודרנית.

ניוטון הציג לראשונה את שלושת חוקי התנועה שלו ב- Principia Mathematica Philosophiae Naturalis בשנת 1686.

נחשב לספר המשפיע ביותר על הפיזיקה ואולי על כל המדע, הוא מכיל מידע על כמעט כל המושגים החיוניים של הפיזיקה.

עבודה זו מציעה תיאור כמותי מדויק של גופים בתנועה בשלושה חוקים בסיסיים:

1- גוף נייח יישאר ללא תנועה אלא אם יופעל עליו כוח חיצוני;

2- הכוח שווה למסה כפול התאוצה, ושינוי תנועה הוא ביחס לכוח המופעל;

3- לכל פעולה יש תגובה שווה והפוכה.

שלושת החוקים הללו עזרו להסביר לא רק מסלולי פלנטה אליפטיים, אלא כמעט כל תנועה אחרת ביקום: כיצד כוכבי הלכת מוחזקים במסלול על ידי משיכת כוח הכבידה של השמש, כיצד הירח מסתובב סביב כדור הארץ, וירחים של יופיטר מסתובב סביב זה ואיך שביטים סובבים במסלולי סיבוב סביב השמש.

את האופן בו כמעט כל מהלך נע יכול להיפתר באמצעות חוקי התנועה: כמה כוח יידרש כדי להאיץ רכבת, האם כדור תותח יפגע ביעד שלו, איך זרמי אוויר ואוקיאנוס נעים, או האם מטוס יטוס , כל היישומים של החוק השני של ניוטון.

לסיכום, קל מאוד לקיים את החוק השני הזה של ניוטון בפועל, אם לא במתמטיקה, מאחר שכולנו אימתנו אמפירי כי יש צורך להפעיל יותר כוח (ולכן יותר אנרגיה) להעביר פסנתר כנף כבד מאשר להעביר פסנתר כנף כבד החלק שרפרף קטן על הרצפה.

או, כאמור לעיל, כאשר תופס כדור קריקט שנע במהירות, אנו יודעים שהוא יגרום פחות נזק אם הזרוע תועבר אחורה בזמן שתופס את הכדור.

אתה עשוי להתעניין בעשר דוגמאות לחוק הראשון של ניוטון בחיים האמיתיים.

הפניות

1. ג'הא, א. "מהו חוק התנועה השני של ניוטון?" (11 במאי 2014) בתוך: The Guardian: Isaac Newton. היסטוריה קצרה של משוואות. הוחזר בתאריך: 9 במאי 2017 מה"גרדיאן ". theguardian.com.
2. קיין ושטרנהיים. "גוּפָנִי". אד רברט. 1989.
3. אגילאר פריס וסנט, "עניינים של פיזיקה" אד רברט, 1980.
4. "החוק השני של ניוטון" הוחלף בתאריך: 9 במאי 2017 מכיתת הפיזיקה בכתובת: physicsclassroom.com.
5. "אייזק ניוטון. ביוגרפיה "בכתובת: Biography.com הושלמה ב- 9 במאי 2017 מביוגרפיה / biography.com.
6. "מה החוק השני של ניוטון?" ב: האקדמיה לחאן נשלח מאקדמיה של חאן בכתובת: khanacademy.org.
7. "החוקים של ניוטון" ב- SAEM Thales. החברה האנדלוסית לחינוך מתמטי. הוחזר בתאריך: 9 במאי 2017 מ- thales.cica.es.