Sir Isaac Newton mozgástörvényei a modern fizika alapelvei.

A három törvény 1687-es publikálásakor egyedülálló volt abban, hogy matematikai képleteket használt a természeti világ magyarázatára.

Newton törvényeinek meghatározása

Hetetlenség: Newton első mozgástörvénye

Newton első mozgástörvénye, más néven a tehetetlenség törvénye kimondja, hogy egy tárgy sebessége nem változik, hacsak nem hat rá külső erő.

Ez azt jelenti, hogy egy nyugalomban lévő tárgy mindaddig nyugalomban marad, amíg egy erő mozgásra nem készteti.

Hasonlóképpen, egy mozgásban lévő tárgy mindaddig mozgásban marad, amíg egy erő nem hat rá, és nem okozza a sebességének megváltozását.

Továbbgondolva: Miért állnak meg végül a kerekek és a csúcsok anélkül, hogy látszólag erő érné őket?

Newton második mozgástörvénye

Newton második mozgástörvénye kimondja, hogy “amikor egy tárgyra külső erő hat, az erő ereje egyenlő a tárgy tömegének és az eredő gyorsulásnak a szorzatával.”

Más szóval, az erő kiszámításához használandó képlet: erő = tömeg x gyorsulás. Az ellentétes erőket, mint például a súrlódás, hozzáadhatjuk vagy kivonhatjuk a végösszegből, hogy megtaláljuk az adott helyzetben ténylegesen kifejtett erő nagyságát.

Ezt az elvet úgy mutathatjuk be, hogy egyszerre leejtünk egy követ vagy üveggolyót és egy összegyűrt papírdarabot. Egyforma sebességgel esnek – a rájuk ható gravitációs erő miatt a gyorsulásuk állandó.

A kőnek azonban sokkal nagyobb a becsapódási ereje, amikor földet ér, mert nagyobb a tömege. Ha a két tárgyat egy homokkal vagy liszttel teli tálba dobjuk, akkor a két tárgy által a homokban keletkezett kráter alapján láthatjuk, hogy az egyes tárgyak becsapódási ereje mennyire különböző volt.

Egy másik módja ennek bemutatására, ha két azonos tömegű játékautót vagy görkorcsolyát egyszerre tolunk el, és az egyiket erősebben toljuk el, mint a másikat. A tömeg mindkettőnél azonos, de a gyorsulás nagyobb annál, amelyikre nagyobb erőt fejtettél ki.

Newton harmadik mozgástörvénye

Egyszerűen megfogalmazva Newton harmadik mozgástörvénye kimondja, hogy “minden hatásra azonos és ellentétes reakció következik be.”

Egy görkorcsolyapár és egy labda segítségével mutasd be, hogyan működik ez. Mi történik, ha egy helyben állsz a görkorcsolyában, majd erősen megdobsz egy labdát? A labda eldobásának ereje a másik irányba tolja a korcsolyádat (és téged).

Azt Newton bölcsője segítségével is szemléltetheted.

Ez a szerkezet egy keretre felfüggesztett acélgolyókból áll. Amikor az egyik végén lévő golyót hátrahúzzuk, majd elengedjük, az belelendül a többi golyóba. Az ellenkező végén lévő golyó ezután az első golyóval azonos erővel lendül felfelé, ahogy a jobb oldali ábrán látható.

Az első golyó ereje a másik végén lévő golyóban azonos és ellentétes reakciót vált ki.

Továbbgondolásra: A tolóerő Newton harmadik törvényének fontos eredménye. Hogyan működik ez egy rakétában? Olvasson többet a rakétákról és a rakétatechnikáról.

Newton törvényei Projektek

• Nézze meg tehetetlenségi készülékünket, hogy jobban megértse Newton első törvényét.
• Nézze meg dinamikus kocsinkat, hogy jobban megértse Newton második törvényét.
• Nézze meg Newton bölcsőjét Newton harmadik mozgástörvényének klasszikus demonstrációjához.