Πρώτος Νόμος του Νεύτωνα εναντίον Δεύτερος Νόμος της Κίνησης
Στο πρωτοποριακό βιβλίο του Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Μαθηματικές Αρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας), ο Sir Isaac Newton πρότεινε τους τρεις νόμους της κίνησης. Οι νόμοι της κίνησης του Νεύτωνα είναι οι ακρογωνιαίοι λίθοι της κλασικής μηχανικής. Αυτοί οι νόμοι εφαρμόζονται σχεδόν παντού στο πεδίο της φυσικής. Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα περιγράφει την κίνηση ενός αντικειμένου με μια ποιοτική μέθοδο. Ο πρώτος νόμος ορίζει επίσης το αδρανειακό πλαίσιο. Ο δεύτερος νόμος της κίνησης είναι ένας ποσοτικός νόμος και περιγράφει επίσης την έννοια της δύναμης. Είναι ζωτικής σημασίας να έχουμε μια πολύ καλή κατανόηση αυτών των νόμων προκειμένου να έχουμε μια σωστή κατανόηση της κλασικής μηχανικής και ακόμη και της σχετικότητας. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε ποιος είναι ο πρώτος νόμος κίνησης του Νεύτωνα και ο δεύτερος νόμος κίνησης του Νεύτωνα, οι ορισμοί τους, οι φυσικές ερμηνείες αυτών των δύο νόμων, οι ομοιότητες μεταξύ του πρώτου και του δεύτερου νόμου και, τέλος, η διαφορά μεταξύ του πρώτου νόμου του Νεύτωνα. νόμος και δεύτερος νόμος της κίνησης.
Ο πρώτος νόμος της κίνησης του Νεύτωνα
Η απλούστερη μορφή του πρώτου νόμου του Νεύτωνα είναι ότι η ταχύτητα ενός σώματος παραμένει αμετάβλητη εκτός εάν το σώμα ασκηθεί από εξωτερική δύναμη. Εάν το βιβλίο είναι μεταφρασμένο στα αγγλικά, δίνει την πρόταση «Κάθε σώμα επιμένει στην κατάσταση ηρεμίας ή κινείται ομοιόμορφα ευθεία προς τα εμπρός, εκτός εάν είναι αναγκασμένο να αλλάξει την κατάστασή του με τη βία που επιβάλλεται» ως τον 1ο νόμο της κίνησης. Αυτός ο νόμος υπονοεί ότι για να αλλάξει μια ορισμένη κατάσταση ενός αντικειμένου πρέπει να εφαρμοστεί μια εξωτερική δύναμη. Με άλλα λόγια, το αντικείμενο είναι απρόθυμο να αλλάξει την τρέχουσα κατάσταση. Αυτό είναι γνωστό ως αδράνεια του αντικειμένου. Η αδράνεια μπορεί να αναγνωριστεί ως η τάση ενός αντικειμένου να παραμένει στην τρέχουσα κατάστασή του. Κάθε πλαίσιο (σύστημα συντεταγμένων) που ικανοποιεί τον πρώτο νόμο του Νεύτωνα είναι γνωστό ως αδρανειακό πλαίσιο. Υπό αυτή την έννοια, ο πρώτος νόμος της κίνησης μπορεί να ληφθεί ως ο ορισμός των αδρανειακών πλαισίων.
Ο δεύτερος νόμος της κίνησης του Νεύτωνα
Η απλούστερη μορφή του δεύτερου νόμου είναι «Η επιτάχυνση ενός σώματος είναι παράλληλη και ευθέως ανάλογη με την καθαρή δύναμη F και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα m». Με άλλα λόγια, F=k m a. Το σύστημα μονάδων SI ορίζεται έτσι ώστε το k να είναι ίσο με 1. Επομένως, η εξίσωση γίνεται F=ma στο σύστημα SI. Ο δεύτερος νόμος μπορεί επίσης να ληφθεί ως ο ορισμός της δύναμης. Η δύναμη μπορεί επίσης να εκφραστεί χρησιμοποιώντας ορμή. Η ταχύτητα μεταβολής της ορμής είναι ίση με την καθαρή δύναμη που εφαρμόζεται στο αντικείμενο. Δεδομένου ότι μια ώθηση που ενεργεί σε ένα αντικείμενο είναι ίδια με μια ξαφνική αλλαγή ορμής, η δύναμη μπορεί επίσης να οριστεί χρησιμοποιώντας ώθηση.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του Πρώτου και του Δεύτερου Νόμου Κίνησης του Νεύτωνα;
• Ο πρώτος νόμος είναι ποιοτικός ενώ ο δεύτερος είναι ποσοτικός.
• Ο πρώτος νόμος είναι ο ορισμός του αδρανειακού πλαισίου ενώ ο δεύτερος νόμος είναι ο ορισμός της δύναμης.
• Όταν η καθαρή δύναμη στο αντικείμενο είναι μηδέν, ο 2ος νόμος μειώνεται στον πρώτο νόμο της κίνησης.
