mohamad.s
05-21-2011, 02:19 PM
قوانین حرکت نیوتن عبارت است از سه قانون فیزیکی که ارتباط مابین نیروهای وارد آمده بر یک جسم و حرکت آن را به دست می‌دهد.
دومین قانون نیوتن به این پرسش پاسخ می‌دهد که اگر بر یک جسم نیروی خارجی وارد شود، حرکت آن چگونه خواهد بود.
آهنگ تغییر اندازهٔ حرکت یک جسم، متناسب با نیروی برآیندِ وارد بر آن جسم است و در جهت نیرو قرار دارد.
فرمولی که از این قانون برمی‌آید (F = ma) به معادله بنیادین مکانیک کلاسیک معروف است که مطابق آن، شتاب یک جسم برابر است با نیروهای خالص وارده تقسیم بر جرم جسم.
فهرست مندرجات [نهفتن]
۱ قوانین
۱.۱ قانون اول
۱.۲ قانون دوم
۱.۲.۱ دستگاه مختصات لخت
۱.۳ قانون سوم
۲ منابع
[ویرایش] قوانین
[ویرایش] قانون اول
فیلسوفان کهن بر این باور بودند که اجسام در حالت طبیعی ساکن هستند و برای اینکه یک جسم با سرعت یکنواخت به حرکت خود ادامه دهد، باید پیوسته نیرویی بر آن وارد شود در غیراین صورت به حالت «طبیعی» خود برمی‌گردد و ساکن می‌شود. اما نیوتن با بهره‌گیری از پژوهشهای گالیله به این پندار درست رسید که اگر جسمی با سرعت یکنواخت به حرکت درآید و نیرویی بیرونی به آن وارد نشود تا ابد با شتاب صفر به حرکت خود ادامه خواهد داد. این ویژگی را نیوتن در نخستین قانون حرکت خود چنین بیان می‌کند:
اگر برآیند نیروهای وارد بر یک جسم صفر باشد،اگر جسم در حالت سکون باشد تا ابد ساکن می ماند،و اگر جسم در حال حرکت باشد تا ابد با همان سرعت و در همان جهت به حرکتش ادامه می دهد.
[ویرایش] قانون دوم
این قانون در سال ۱۶۸۷ در کتاب Philosophiae Naturalis Principia Mathematica توسط نیوتن منتشر شد. این قانون به رابطه بین نیروهای واردآمده به یک جسم و شتاب همان جسم می‌پردازد.
بنا بر قانون اول نیوتن اگر بر جسمی نیرو وارد نشود جسم یا ساکن می‌ماند و یا حرکت یکنواخت بر خط راست خواهد داشت. نتیجه آشکار قانون اول این است که اگر بر جسم نیرو وارد شود جسم ساکن نمی‌ماند و حرکت یکنواخت بر خط راست نیز خواهد داشت، در این صورت وارد کردن نیرو بر جسم در آن شتاب می‌دهد. قانون دوم نیوتن در واقع رابطه شتاب با نیرویی که بر آن وارد می‌شود را بیان می‌کند. شتاب جسمی به جرم m که نیروی F بر آن وارد می‌شود هم جهت و متناسب با نیروی وارد بر آن است و با جرم جسم نسبت عکس دارد. این بیان را می‌توان بصورت زیر نوشت:
a = F/m
F برآیند نیروهایی است که به علت اثر اجسام دیگر روی جسم مورد نظر وارد می‌شود. a شتاب آن و m جرم جسم است.
[ویرایش] دستگاه مختصات لخت
این قانون تنها در دستگاه‌های مختصات لخت صحیح میباشد. اینکه در دستگاه‌های غیر لخت چه رابطه‌ای بین نیروهای وارد آمده و شتاب شیء وجود دارد.
[ویرایش] قانون سوم
سومين قانون حرکت نيوتون به اين صورت بيان ميشود که "هر عملی همواره با عکس العملی مساوی و در جهت مخالف روبرو است "
اين قانون به قانون کنش و واکنش هم معروف ميباشد.
يعنی که هرگاه جسمی به جسمی ديگر نيرو وارد کند جسم دوم نيز نيرويی به همان بزرگی ولی در خلاف جهت بر جسم اوّل وارد ميکند.
بايد توجّه داشت که اين دو نيرو به دو جسم مختلف وارد ميگردند و نبايد آنها را با هم بر آيندگيری کرد. مثلاً هنگامی که شخصی بر ديوار نيرو وارد ميکند ديوار نيز بر شخص نيرو وارد ميکند اندازه اين دو نيرو باهم برابر ميباشد ولی نيروی اوّل به ديوار وارد ميشودو نیروی دوم به شخص.
قانون سوم نیوتن معمولاً به دو شکل بیان می‌شود: شکل ضعیف و شکل قوی. در شکل ضعیف تنها به این اکتفا می‌شود که نیروی واکنش قرینه نیروی کنش است یعنی (شاخصهای پایین معرف آن است که نیرو از جسم 1 به جسم 2 وارد می‌شود یا برعکس). اما در شکل قوی علاوه بر این فرض می‌شود که این نیروها در امتداد خط واصل میان دو ذره می‌باشند یعنی .
قانون سوم هميشه در طبيعت صادق نيست مثلاً در مورد نيروهای الکترو مغناطيسی وقتی که اجسام موثر بر هم از يکديگر بسيار دور باشند و يا به تندی شتابدار شوند و يا در مورد هر نيرويی که با سرعتهای معمولی از يک جسم به جسم ديگر منتقل شود ، صدق نميکند. خوشبختانه در مکانيک کلاسيک از بسط های قانون سوم استفاده کمی ميشود و مشکلات آن تأثير چندانی در مکانيک کلاسيک ندارند .
دومین قانون نیوتن به این پرسش پاسخ می‌دهد که اگر بر یک جسم نیروی خارجی وارد شود، حرکت آن چگونه خواهد بود.
آهنگ تغییر اندازهٔ حرکت یک جسم، متناسب با نیروی برآیندِ وارد بر آن جسم است و در جهت نیرو قرار دارد.
فرمولی که از این قانون برمی‌آید (F = ma) به معادله بنیادین مکانیک کلاسیک معروف است که مطابق آن، شتاب یک جسم برابر است با نیروهای خالص وارده تقسیم بر جرم جسم.
فهرست مندرجات [نهفتن]
۱ قوانین
۱.۱ قانون اول
۱.۲ قانون دوم
۱.۲.۱ دستگاه مختصات لخت
۱.۳ قانون سوم
۲ منابع
[ویرایش] قوانین
[ویرایش] قانون اول
فیلسوفان کهن بر این باور بودند که اجسام در حالت طبیعی ساکن هستند و برای اینکه یک جسم با سرعت یکنواخت به حرکت خود ادامه دهد، باید پیوسته نیرویی بر آن وارد شود در غیراین صورت به حالت «طبیعی» خود برمی‌گردد و ساکن می‌شود. اما نیوتن با بهره‌گیری از پژوهشهای گالیله به این پندار درست رسید که اگر جسمی با سرعت یکنواخت به حرکت درآید و نیرویی بیرونی به آن وارد نشود تا ابد با شتاب صفر به حرکت خود ادامه خواهد داد. این ویژگی را نیوتن در نخستین قانون حرکت خود چنین بیان می‌کند:
اگر برآیند نیروهای وارد بر یک جسم صفر باشد،اگر جسم در حالت سکون باشد تا ابد ساکن می ماند،و اگر جسم در حال حرکت باشد تا ابد با همان سرعت و در همان جهت به حرکتش ادامه می دهد.
[ویرایش] قانون دوم
این قانون در سال ۱۶۸۷ در کتاب Philosophiae Naturalis Principia Mathematica توسط نیوتن منتشر شد. این قانون به رابطه بین نیروهای واردآمده به یک جسم و شتاب همان جسم می‌پردازد.
بنا بر قانون اول نیوتن اگر بر جسمی نیرو وارد نشود جسم یا ساکن می‌ماند و یا حرکت یکنواخت بر خط راست خواهد داشت. نتیجه آشکار قانون اول این است که اگر بر جسم نیرو وارد شود جسم ساکن نمی‌ماند و حرکت یکنواخت بر خط راست نیز خواهد داشت، در این صورت وارد کردن نیرو بر جسم در آن شتاب می‌دهد. قانون دوم نیوتن در واقع رابطه شتاب با نیرویی که بر آن وارد می‌شود را بیان می‌کند. شتاب جسمی به جرم m که نیروی F بر آن وارد می‌شود هم جهت و متناسب با نیروی وارد بر آن است و با جرم جسم نسبت عکس دارد. این بیان را می‌توان بصورت زیر نوشت:
a = F/m
F برآیند نیروهایی است که به علت اثر اجسام دیگر روی جسم مورد نظر وارد می‌شود. a شتاب آن و m جرم جسم است.
[ویرایش] دستگاه مختصات لخت
این قانون تنها در دستگاه‌های مختصات لخت صحیح میباشد. اینکه در دستگاه‌های غیر لخت چه رابطه‌ای بین نیروهای وارد آمده و شتاب شیء وجود دارد.
[ویرایش] قانون سوم
سومين قانون حرکت نيوتون به اين صورت بيان ميشود که "هر عملی همواره با عکس العملی مساوی و در جهت مخالف روبرو است "
اين قانون به قانون کنش و واکنش هم معروف ميباشد.
يعنی که هرگاه جسمی به جسمی ديگر نيرو وارد کند جسم دوم نيز نيرويی به همان بزرگی ولی در خلاف جهت بر جسم اوّل وارد ميکند.
بايد توجّه داشت که اين دو نيرو به دو جسم مختلف وارد ميگردند و نبايد آنها را با هم بر آيندگيری کرد. مثلاً هنگامی که شخصی بر ديوار نيرو وارد ميکند ديوار نيز بر شخص نيرو وارد ميکند اندازه اين دو نيرو باهم برابر ميباشد ولی نيروی اوّل به ديوار وارد ميشودو نیروی دوم به شخص.
قانون سوم نیوتن معمولاً به دو شکل بیان می‌شود: شکل ضعیف و شکل قوی. در شکل ضعیف تنها به این اکتفا می‌شود که نیروی واکنش قرینه نیروی کنش است یعنی (شاخصهای پایین معرف آن است که نیرو از جسم 1 به جسم 2 وارد می‌شود یا برعکس). اما در شکل قوی علاوه بر این فرض می‌شود که این نیروها در امتداد خط واصل میان دو ذره می‌باشند یعنی .
قانون سوم هميشه در طبيعت صادق نيست مثلاً در مورد نيروهای الکترو مغناطيسی وقتی که اجسام موثر بر هم از يکديگر بسيار دور باشند و يا به تندی شتابدار شوند و يا در مورد هر نيرويی که با سرعتهای معمولی از يک جسم به جسم ديگر منتقل شود ، صدق نميکند. خوشبختانه در مکانيک کلاسيک از بسط های قانون سوم استفاده کمی ميشود و مشکلات آن تأثير چندانی در مکانيک کلاسيک ندارند .