Nyutonning ikkinchi qonuni 17-asr oʻrtalarida ingliz olimi tomonidan ilgari surilgan klassik mexanikaning uchta qonunidan eng mashhuri boʻlsa kerak. Darhaqiqat, fizikadan jismlarning harakati va muvozanatiga oid masalalarni yechishda hamma massa va tezlanish mahsuloti nimani anglatishini biladi. Keling, ushbu maqolada ushbu qonunning xususiyatlarini batafsil ko'rib chiqaylik.
Nyutonning ikkinchi qonunining klassik mexanikada tutgan oʻrni
Klassik mexanika uchta ustunga - Isaak Nyutonning uchta qonuniga asoslanadi. Ulardan birinchisi jismga tashqi kuchlar ta'sir qilmasa, uning xatti-harakatini tavsiflaydi, ikkinchisi bunday kuchlar paydo bo'lganda bu xatti-harakatni tavsiflaydi va nihoyat, uchinchi qonun - jismlarning o'zaro ta'siri qonunidir. Ikkinchi qonun muhim sabablarga ko'ra markaziy o'rinni egallaydi, chunki u birinchi va uchinchi postulatlarni yagona va uyg'un nazariyaga - klassik mexanikaga bog'laydi.
Ikkinchi qonunning yana bir muhim xususiyati shundaki, u taklif qiladio'zaro ta'sirni miqdoriy aniqlash uchun matematik vosita massa va tezlanishning mahsulotidir. Birinchi va uchinchi qonunlar ikkinchi qonundan kuchlar jarayoni haqida miqdoriy ma'lumot olish uchun foydalanadi.
Quvvat impulsi
Keyingi maqolada barcha zamonaviy fizika darsliklarida uchraydigan Nyutonning ikkinchi qonuni formulasi keltiriladi. Shunga qaramay, dastlab bu formulani yaratuvchining oʻzi uni biroz boshqacha koʻrinishda bergan.
Ikkinchi qonunni postulatsiya qilishda Nyuton birinchisidan boshladi. Buni p¯ impuls miqdori bo'yicha matematik tarzda yozish mumkin. Bu teng:
p¯=mv¯.
Harakat miqdori vektor kattalik boʻlib, u tananing inertial xossalari bilan bogʻliq. Ikkinchisi yuqoridagi formulada v¯ va impuls p¯ bilan bog'liq bo'lgan koeffitsient bo'lgan m massasi bilan aniqlanadi. E'tibor bering, oxirgi ikkita xususiyat vektor miqdorlardir. Ular bir xil tomonga ishora qiladi.
Agar qandaydir tashqi kuch F¯ impulsi p¯ boʻlgan jismga taʼsir eta boshlasa nima boʻladi? To'g'ri, impuls dp¯ miqdoriga o'zgaradi. Bundan tashqari, bu qiymat mutlaq qiymatda qanchalik katta bo'lsa, F¯ kuchi tanaga shunchalik uzoqroq ta'sir qiladi. Bu eksperimental tasdiqlangan fakt bizga quyidagi tenglikni yozishga imkon beradi:
F¯dt=dp¯.
Bu formula Nyutonning 2-qonunidir, uni olimning oʻzi oʻz asarlarida taqdim etgan. Undan muhim xulosa kelib chiqadi: vektorimpulsdagi o'zgarishlar har doim bu o'zgarishga sabab bo'lgan kuch vektori bilan bir xil yo'nalishda yo'n altiriladi. Ushbu ifodada chap tomon kuchning impulsi deb ataladi. Bu nom impuls miqdorining o‘zi ko‘pincha impuls deb ataladi.
Kuch, massa va tezlanish
Endi biz mumtoz mexanikaning ko'rib chiqilgan qonunining umumiy qabul qilingan formulasini olamiz. Buning uchun oldingi paragrafdagi ifodaga dp¯ qiymatini almashtiramiz va tenglamaning ikkala tomonini dt vaqtiga ajratamiz. Bizda:
F¯dt=mdv¯=>
F¯=mdv¯/dt.
Tezlikning vaqt hosilasi a¯ chiziqli tezlanishdir. Shuning uchun oxirgi tenglikni quyidagicha qayta yozish mumkin:
F¯=ma¯.
Demak, koʻrib chiqilayotgan jismga taʼsir etuvchi F¯ tashqi kuch a¯ chiziqli tezlashishiga olib keladi. Bunday holda, bu fizik miqdorlarning vektorlari bir yo'nalishda yo'n altiriladi. Bu tenglikni teskari o'qish mumkin: tezlanishdagi massa tanaga ta'sir qiluvchi kuchga teng.
Muammo yechish
Ko'rib chiqilgan qonundan qanday foydalanishni fizik muammo misolida ko'rsatamiz.
Tosh yiqilib, tezligini har soniyada 1,62 m/s ga oshirdi. Agar toshning massasi 0,3 kg bo'lsa, unga ta'sir qiluvchi kuchni aniqlash kerak.
Ta'rifga ko'ra, tezlanish - bu tezlikni o'zgartirish tezligi. Bu holda uning moduli:
a=v/t=1,62/1=1,62 m/s2.
Chunki tomonidan massa mahsulotitezlashuv bizga kerakli kuchni beradi, keyin biz olamiz:
F=ma=0,31,62=0,486 N.
E'tibor bering, Oy yuzasiga yaqin joyda tushgan barcha jismlar hisoblangan tezlanishga ega. Bu biz topgan kuch oyning tortishish kuchiga mos kelishini anglatadi.
