Նյուտոնի օրենքները

ՆՅՈՒՏՈՆԻ ՕՐԵՆՔՆԵՐԸ

Գոյություն ունի մի լեգենդ, որի համաձայն պարոն Նյուտոնին, ով նստած էր պարտեզում և դիտում էր խնձորների անկումը, այցելեց փայլուն գաղափար ՝ բացատրել Երկրի մակերևույթին մոտ գտնվող առարկաների տեղաշարժը և փոխադարձ գրավչության վրա հիմնված շարժումը: 

Նյուտոնի առաջին օրենքը

Մարմինը պահպանում է իր դադարի կամ ուղղագիծ հավասարաչափ շարժման վիճակը, եթե նրա վրա այլ մարմիններ չեն ազդում կամ դրանց ազդեցությունները հավասարակշռված են։

Անկարգելորդը (պարաշյուտիստը) վայրէջքի վերջում շարժվում է հավասարաչափ, որովհետև պարանների կողմից նրա վրա ազդող ուժը համակշռում է Երկրի ձգողության ուժին:

Փորձը ցույց է տալիս, որ իներցիայի օրենքը միշտ չէ, որ ճիշտ է: Երբ մարմնի շարժումը դիտարկվում է Երկրի կամ դրա նկատմամբ ուղղագիծ հավասարաչափ շարժում կատարող մարմնի նկատմամբ, ապա իներցիայի օրենքը գործում է մեծ ճշտությամբ: Բայց այն ճիշտ չէ, երբ մարմնի շարժումը դիտարկում ենք արագացող շարժում կատարող մարմնի նկատմամբ: Օրինակ, գնացքի վագոնում սեղանի վրա դրված գնդակը մնում է դադարի վիճակում և՛ այն դեպքում, երբ գնացքը կանգնած է կայարանում, և՛ երբ շարժվում է հավասարաչափ: 

Նյուտոնի երկրորդ օրենքը

F=ma

Մարմնի վրա ազդող ուժի ազդեցությամբ նրա ձեռք բերած արագացումը հավասար է այդ ուժի և մարմնի զանգվածի հարաբերությանը:

a=F/m

m=F/a

Նյուտոնի երկրորդ օրենքից բխում է.

1. Մարմնի արագացման ուղղությունը միշտ համընկնում է նրա վրա ազդող ուժի ուղղության հետ, ուստի այն սկալյար տեսքով ներկայացվում է այսպես՝

a=Fm

2. Ինչքան մեծ է տվյալ մարմնի վրա ազդող ուժը, այնքան մեծ է մարմնի արագացումը, հետևաբար, այնքան արագ է փոխվում նրա արագությունը։

3. Ինչքան մեծ է մարմնի զանգվածը, այնքան փոքր արագացում է այն ձեռք բերում տվյալ ուժի ազդեցության հետևանքով և այդ պատճառով այդքան դանդաղ է փոխում իր արագությունը։

4. Եթե մարմնի վրա ազդող ուժերի համազորը զրո է, ապա նրա արագացումը նույնպես հավասար է զրոյի, ուստի և վ՝  F=ma

6. Ուժի չափման միավորը ՄՀ-ումարագությունը մնում է հաստատուն:

5. Եթե   m  զանգվածով մարմինը շարժվում է  a  արագացմամբ, ապա նրա վրա ազդող ուժն արտահայտվում է հետևյալ բանաձևո՝  1 Նյուտոնը հավասար է՝   1 Ն =1 կգ⋅մվ2 : Դա այն ուժն է, որը  1 կգ զանգվածով մարմնին հաղորդում է  1 մվ2  արագացում:

Նյուտոնի երրորդ օրենքը

Մարմինները փոխազդում են միմյանց հետ մոդուլով հավասար և հակադարձ ուղղված ուժերով։

F 1 = -F 2

Երբ դադարի վիճակում գտնվող սայլակների միջև դրված ճկուն թիթեղը կապող թելը կտրում են, փոխազդեցության հետևանքով նրանք ձեռք են բերում որոշակի արագություններ։ Փոխազդեցության հետևանքով առաջին սայլակը սկսում է շարժվել դեպի ձախ, իսկ երկրորդը՝ դեպի աջ: Սա էլ նշանակում է, որ սայլակները միմյանց վրա ազդում են մեծությամբ հավասար ուղղությամբ հակադիր ուժերով:

Այս եզրակացության ճշմարտացիության մեջ կարելի է համոզվել նաև հետևյալ պարզ փորձով: Կեռիկներով իրար միացված ուժաչափերից ամրացված պարանները ձգենք հակադիր ուղղություններով (տե՛ս նկար): Կտեսնենք, որ ուժաչափերի ցուցմունքները համընկնում են: Նշանակում է՝ ինչ ուժով որ առաջին ուժաչափն ազդում է երկրորդի վրա, նույն ուժով երկրորդն է ազդում առաջինի վրա: