• מהו החוק השני של ניוטון?
• נוסחת החוק השני של ניוטון
• ניסויי החוק השני של ניוטון
• דוגמאות לחוק השני של ניוטון
• חוקים אחרים של ניוטון

אנו מסבירים מהו החוק השני של ניוטון, מהי הנוסחה שלו ובאילו ניסויים או דוגמאות מחיי היומיום ניתן לצפות בו.

החוק השני של ניוטון מתייחס לכוח, מסה ותאוצה.

מהו החוק השני של ניוטון?

זה נקרא החוק השני של ניוטון או העיקרון הבסיסי של דִינָמִי להנחות השניות התיאורטיות שהמדען הבריטי סר אייזק ניוטון (1642-1727) עשה בהתבסס על מחקרים קודמים של גלילאו גליליי ורנה דקארט.

בדיוק כמו שלך חוק האינרציה, פורסם בשנת 1684 ביצירתו עקרונות מתמטיים של הפילוסופיה הטבעית, אחת מיצירות היסוד של המחקר המודרני של ה גוּפָנִי. חוק זה מבטא, במילותיו של המדען בלטינית:

“Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressæ, & fieri secundum lineam straightm qua vis illa imprimitur”

מַשְׁמָעוּת:

"השינוי של תְנוּעָה הוא פרופורציונלי ישיר לכוח המניע המודפס ומתרחש על פי הקו הישר שלאורכו מודפס הכוח הזה".

המשמעות היא שה תְאוּצָה שגוף נתון חווה הוא פרופורציונלי ל כּוֹחַ שמודפס עליו, שיכול להיות קבוע או לא. המהות של מה שמציע החוק השני הזה קשורה להבנה שכוח הוא הגורם לשינוי בתנועה ובמהירות.

נוסחת החוק השני של ניוטון

על ידי שימוש בנוסחת החוק השני של ניוטון, ניתן לחשב כוח, מסה או תאוצה.

הנוסחה הבסיסית של עיקרון ניוטוני זה היא:

F = m.a

F הוא הכוח.

m היא מסת הגוף.

a היא התאוצה.

לפיכך, ניתן לחשב תאוצה של עצם על ידי יישום הנוסחה a = ƩF / m, למעט ƩF הוא הכוח הנקי המופעל על הגוף. פירוש הדבר הוא שאם הכוח המופעל על עצם יוכפל, כך גם תאוצה שלו; בעוד אם ה מסה האובייקט מוכפל, התאוצה שלו תפחת בחצי.

ניסויי החוק השני של ניוטון

ניסוי פשוט לביצוע ובודק את החוק השני של ניוטון אינו כולל אלא מחבט וכמה כדורים. האחרון חייב להיות נתמך וללא תנועה על פודיום, והוא ייפגע עם המחבט באותה כמות כוח.

הכדורים יסווגו לפי משקל משוער, כדי לשים לב כיצד אותו כוח מופעל מביא לתאוצה גדולה או קטנה בהתאם למסה של כל כדור.

ניסוי אפשרי נוסף כולל את אותם כדורים בעלי מסה שונה, שבהזדמנות זו יופלו בקו ישר (נפילה חופשית) באופן שרק כוח משיכה. מכיוון שהאחרון הוא כוח קבוע, ההבדל במסה הוא הקריטריון היחיד עבור חלקם להגיע לתאוצה גדולה יותר, ולכן הם יגעו בראשון אני בדרך כלל.

דוגמאות לחוק השני של ניוטון

כדי להזיז עצמים בעלי מסה גדולה יותר, נדרש כוח גדול יותר.

דוגמה פשוטה ליישום החוק השני של ניוטון מתרחשת כאשר אנו דוחפים חפץ כבד. בזמן שהעצם דומם, כלומר בתאוצה השווה לאפס, נוכל להפעיל את העצם על ידי הפעלת כוח עליו שמתגבר על אִינֶרצִיָה וזה נותן לו תאוצה מסוימת.

אם העצם כבד או מסיבי במיוחד, כלומר בעל מסה גדולה, עלינו להפעיל כוח גדול יותר כדי להגביר את תנועתו.

דוגמה אפשרית נוספת היא מכונית שמאיצה את צעדה, הודות לכוח שנותן לה המנוע. ככל שהכוח שפועלת המנוע גדול יותר, כך המכונית תגיע מהר יותר, כלומר, התאוצה תגדל. מכונית מסיבית יותר, למשל משאית, תזדקק ליותר כוח כדי להשיג את אותה תאוצה מאשר מכונית קלה יותר.

חוקים אחרים של ניוטון

מלבד החוק השני של ניוטון, המדען הציע שני עקרונות יסוד נוספים, שהם:

• חוק האינרציה. מה שכתוב: "כל גוף מתמיד במצב המנוחה שלו או בתנועת ישר אחידה אלא אם כן הוא נאלץ לשנות את מצבו על ידי כוחות המוטבעים עליו". המשמעות היא שעצם נע או במנוחה לא ישנה את מצבו אלא אם יופעל עליו כוח כלשהו.
• חוק הפעולה והתגובה. מה שכתוב: "כל פעולה מתאימה לתגובה שווה אבל בכיוון ההפוך: זה אומר שהפעולות ההדדיות של שני גופים תמיד שוות ומכוונות לכיוון ההפוך". המשמעות היא שלכל כוח שמופעל על עצם מתנגד כוח דומה המופעל על ידו, ב כתובת מנוגד ובעוצמה שווה.