NộI Dung
- TL; DR (Quá dài; Không đọc)
- Định luật đầu tiên của Newton: Lực lượng và chuyển động không cân bằng
- Định luật thứ hai của Newton: Lực lượng là gì?
Isaac Newton đã đưa ra mô tả tốt nhất về mối liên hệ giữa lực và chuyển động trong ba định luật nổi tiếng của mình và tìm hiểu về chúng là một phần quan trọng của việc học vật lý. Chúng cho bạn biết điều gì xảy ra khi một lực được áp dụng cho một khối lượng, và cũng xác định khái niệm chính của lực. Nếu bạn muốn hiểu mối quan hệ giữa lực và chuyển động, hai định luật đầu tiên của Newton là những điều quan trọng nhất cần xem xét và chúng dễ dàng nắm bắt được. Họ giải thích rằng bất kỳ thay đổi nào từ chuyển sang không di chuyển hoặc ngược lại đều cần một lực không cân bằng và lượng chuyển động tỷ lệ thuận với kích thước của lực và tỷ lệ nghịch với khối lượng của vật.
TL; DR (Quá dài; Không đọc)
Nếu không có lực, hoặc nếu các lực duy nhất được cân bằng hoàn hảo, một vật sẽ ở yên hoặc tiếp tục di chuyển với cùng tốc độ. Chỉ các lực không cân bằng gây ra thay đổi tốc độ của một vật thể, bao gồm thay đổi tốc độ của nó từ 0 (tức là, đứng yên) thành hơn 0 (di chuyển).
Định luật đầu tiên của Newton: Lực lượng và chuyển động không cân bằng
Định luật đầu tiên của Newton, nói rằng một vật thể sẽ ở trạng thái nghỉ (không chuyển động) hoặc chuyển động với cùng tốc độ và theo cùng một hướng trừ khi nó bị tác động bởi một lực lượng không cân bằng của Drake. Nói một cách đơn giản hơn, nó nói rằng một cái gì đó chỉ di chuyển nếu một thứ khác đẩy nó và rằng mọi thứ chỉ dừng lại, thay đổi hướng hoặc bắt đầu di chuyển nhanh hơn nếu một cái gì đó đẩy nó.
Hiểu được ý nghĩa của lực lượng không cân bằng, nên làm rõ luật này. Nếu hai lực tác dụng lên một vật, một lực đẩy nó sang trái và lực kia đẩy nó sang phải, nó sẽ chỉ di chuyển nếu một trong hai lực lớn hơn lực kia. Nếu chúng có sức mạnh chính xác như nhau, đối tượng sẽ chỉ ở nguyên đó.
Một cách để tưởng tượng điều này là suy nghĩ về một bộ cân, với trọng lượng ở hai bên của nó. Các trọng lượng đang bị kéo xuống bởi trọng lực, và điều duy nhất ảnh hưởng đến việc trọng lực kéo chúng là bao nhiêu khối lượng. Nếu bạn có cùng một khối lượng ở cả hai bên, tỷ lệ vẫn đứng yên. Thang đo chỉ di chuyển nếu bạn thực sự làm cho nó mất cân bằng về khối lượng. Sự khác biệt về khối lượng có nghĩa là các lực tác động lên cả hai mặt của thang đo không cân bằng, và do đó thang đo di chuyển.
Tưởng tượng chuyển động liên tục ở cùng tốc độ sẽ khó hơn vì bạn không gặp phải điều này trong cuộc sống hàng ngày. Hãy suy nghĩ về những gì sẽ xảy ra nếu bạn có một chiếc xe đồ chơi ngồi trên một bề mặt hoàn toàn nhẵn (không ma sát) và không có không khí trong phòng. Chiếc xe sẽ đứng yên trừ khi nó được đẩy, như mô tả ở trên. Nhưng điều gì xảy ra sau khi đẩy? Không có ma sát với bề mặt để làm chậm nó và không có không khí để làm chậm nó. Bề mặt cân bằng lực hấp dẫn (theo một thứ gọi là phản ứng bình thường, liên quan đến định luật thứ ba của Newton) và không có lực nào tác động lên nó từ bên trái hay bên phải. Trong tình huống này, chiếc xe sẽ tiếp tục di chuyển với cùng tốc độ dọc theo bề mặt. Nếu bề mặt dài vô tận, chiếc xe sẽ tiếp tục di chuyển với tốc độ đó mãi mãi.
Định luật thứ hai của Newton: Lực lượng là gì?
Định luật thứ hai Newton Newton định nghĩa khái niệm lực. Nó nói rằng lực tác dụng lên một vật bằng khối lượng của nó nhân với gia tốc mà lực gây ra. Trong các biểu tượng, đây là:
F = ma
Đơn vị lực lượng là Newton - để thừa nhận người đã định nghĩa nó - đó là một cách viết ngắn gọn để nói bình phương kilogam trên giây (kg m / s2). Nếu bạn có khối lượng 1 kg và bạn muốn tăng tốc thêm 1 m / s mỗi giây, bạn cần phải tác dụng lực 1 N.
Viết luật Newton theo cách sau đây giúp làm rõ mối liên hệ giữa lực và chuyển động:
a = F m
Gia tốc, ở bên trái, cho chúng ta biết có bao nhiêu thứ đang di chuyển. Phía bên tay phải cho thấy một lực lớn hơn dẫn đến chuyển động nhiều hơn, nếu khối lượng của vật thể là như nhau. Nếu một lực cụ thể được áp dụng, phương trình này cũng cho thấy lượng gia tốc phụ thuộc vào khối lượng mà bạn đang cố gắng di chuyển. Một vật thể lớn hơn, nặng hơn di chuyển ít hơn một vật thể nhỏ hơn, nhẹ hơn chịu lực đẩy cùng kích cỡ. Nếu bạn đá một quả bóng đá, nó sẽ di chuyển nhiều hơn so với khi bạn đá một quả bóng bowling có cùng sức mạnh.