Ньютан - што такое? Ньютан - адзінка вымярэння чаго?

Фізіка як навука, якая вывучае законы нашай Сусвету, выкарыстоўвае стандартную методыку даследаванняў і пэўную сістэму адзінак вымярэння. Адзінку вымярэння сілы прынята пазначаць Н (ньютан). Што такое сіла, як яе знайсці і вымераць? Давайце вывучым гэтае пытанне больш падрабязна.

Цікавае з гісторыі

Язэп Ньютан - гэта выбітны ангельскі навуковец XVII стагоддзя, які ўнёс неацэнны ўклад у развіццё дакладных матэматычных навук. Менавіта ён з'яўляецца Першапродкам, прабацькам класічнай фізікі. Яму ўдалося апісаць законы, якім падпарадкоўваюцца і велічэзныя нябесныя целы, і дробныя пясчынкі, вецер панёс патокам ветру. Адным з галоўных яго адкрыццяў лічыцца закон сусветнага прыцягнення і тры асноўных закона механікі, якія апісваюць ўзаемадзеянне тэл ў прыродзе. Пазней і іншыя навукоўцы змаглі вывесці законы трэння, супакою і слізгацення толькі дзякуючы навуковым адкрыццям Ісаака Ньютана.

крыху тэорыі

У гонар вучонага была названая фізічная велічыня. Ньютан - адзінка вымярэння сілы. Само вызначэнне сілы можна апісаць так: "сіла - гэта колькасная мера ўзаемадзеяння паміж целамі, або велічыня, якая характарызуе ступень інтэнсіўнасці ці напружанасці тэл".

Велічыня сілы вымяраецца ў Ньютана не проста так. Менавіта гэтым навукоўцам былі створаны тры непарушных "сілавых" закона, якія актуальныя і па нашы дні. Давайце вывучым іх на прыкладах.

першы закон

Для поўнага разумення пытанняў: "Чым ёсьць ньютан?", "Адзінка вымярэння чаго?" і "Які яго фізічны сэнс?", варта ўважліва вывучыць тры асноўных закона механікі.

Першы гаворыць пра тое, што калі на цела не аказваюць ніякага ўздзеяння іншыя цела, то яно будзе знаходзіцца ў стане спакою. А калі цела знаходзілася ў руху, то пры поўнай адсутнасці любога дзеяння на яго яно будзе працягваць сваё раўнамерны рух па прамой лініі.

Уявіце, што на плоскай паверхні стала ляжыць нейкая кніга з пэўнай масай. Пазначыўшы усе дзейсныя на яго сілы, атрымаем, што гэта сіла цяжару, якая накіравана вертыкальна ўніз, і сіла рэакцыі апоры (у дадзеным выпадку стала), накіраваная вертыкальна ўверх. Бо абедзве сілы ўраўнаважваюць дзеянні адзін аднаго, то велічыня раўнадзейнай сілы роўная нулю. Паводле першага закону Ньютана, менавіта па гэтай прычыне кніга спачывае.

другі закон

Ён апісвае ўзаемасувязь паміж сілай, якая дзейнічае на цела, і паскарэннем, якое яно атрымлівае з прычыны прыкладзенай сілы. Язэп Ньютон пры фармулёўцы гэтага закона ўпершыню выкарыстаў пастаянную велічыню масы як меру праявы інэрцыі і інертнасці цела. Інэртнасцю называюць здольнасць або ўласцівасць тэл захоўваць сваё першапачатковае становішча, то ёсць супраціўляцца вонкавых уздзеянняў.

Другі закон часта апісваюць наступнай формулай: F = a * m; дзе F - гэта раўнадзейная усіх сіл, прыкладзеных да цела, a - паскарэнне, якое атрымліваецца целам, і m - маса цела. Сіла ў канчатковым выніку выяўляецца ў кг * м / с ^2. Дадзены выраз і прынята пазначаць у Ньютана.

Што такое ньютан ў фізіцы, вызначэнне паскарэння якое і як яно звязана з сілай? Вось на гэтыя пытанні адказвае формула другі закон механікі. Варта разумець, што гэты закон працуе толькі для тых целаў, якія рухаюцца з хуткасцямі, нашмат меншымі хуткасці святла. Пры значэннях хуткасцяў, блізкіх да хуткасці святла, працуюць ужо крыху іншыя законы, адаптаваныя спецыяльным раздзелам фізікі аб тэорыі адноснасці.

Трэці закон Ньютана

Гэта, бадай, самы зразумелы і просты закон, які апісвае ўзаемадзеянне дзвюх тэл. Ён кажа пра тое, што ўсе сілы ўзнікаюць парамі, гэта значыць калі адно цела дзейнічае на іншае з пэўнай сілай, то і другое цела, у сваю чаргу, таксама аказвае дзеянне на першае з роўнай па модулю сіле.

Сама фармулёўка закона навукоўцам выглядае наступным чынам: "... ўзаемадзеяння дзвюх тэл адзін на аднаго роўныя паміж сабою, але пры гэтым накіраваныя ў супрацьлеглыя бакі".

Давайце разбярэмся, што ж такое ньютан. У фізіцы прынята ўсё разглядаць на канкрэтных з'явах, таму прывядзем некалькі прыкладаў, якія апісваюць законы механікі.

1. Вадаплаўныя жывёлы накшталт качак, рыб або жаб рухаюцца ў вадзе або па вадзе менавіта дзякуючы ўзаемадзеянню з ёй. Трэці закон Ньютана кажа пра тое, што пры дзеянні аднаго цела на іншае заўсёды ўзнікае і супрацьдзеянне, па сіле раўназначнае першаму, але накіраванае ў процілеглы бок. Зыходзячы з гэтага, можна зрабіць выснову, што рух качак адбываецца дзякуючы таму, што яны лапкамі адштурхваюць ваду назад, а самі плывуць наперад у сілу зваротнага дзеяння вады.
2. Вавёрчына кола - яркі прыклад доказы трэцяга закона Ньютана. Што такое вавёрчына кола, напэўна ведаюць усе. Гэта даволі простая канструкцыя, якая нагадвае і кола, і барабан. Яе ўсталёўваюць у клетках, каб хатнія гадаванцы накшталт бялок або дэкаратыўных пацукоў маглі пабегаць. Ўзаемадзеянне двух целаў, колы і жывёльнага, прыводзіць да таго, што абодва гэтыя цела рухаюцца. Прычым калі бялку бяжыць хутка, то і кола круціцца з вялікай хуткасцю, а калі яна запавольвае свой ход, то кола пачынае круціцца павольней. Гэта яшчэ раз даказвае, што дзеянне і адказнае супрацьдзеянне заўсёды роўныя паміж сабой, хоць і накіраваныя ў супрацьлеглыя бакі.
3. Усё, што рухаецца на нашай планеце, рухаецца толькі дзякуючы "зваротнага дзеяння" Зямлі. Гэта можа здацца дзіўным, аднак на самай справе пры хадзе мы прыкладаем намаганні толькі для таго, каб штурхаць зямлю або любую іншую паверхню. А рухаемся наперад, таму што нас штурхае ў адказ зямля.

Што такое ньютан: адзінка вымярэння або фізічная велічыня?

Само вызначэнне "ньютан" можна апісаць наступным чынам: "гэта адзінка вымярэння сілы". А ў чым жа заключаецца яго фізічны сэнс? Такім чынам, зыходзячы з другога закона Ньютана, гэта вытворная велічыня, якая вызначаецца як сіла, здольная за ўсё за 1 секунду змяніць хуткасць цела масай 1 кг на 1 м / с. Атрымліваецца, што ньютан - гэта вектарная велічыня, т. Е. Яна мае свой кірунак. Калі мы прыкладаем сілу да прадмета, напрыклад штурхаем дзверы, то мы адначасова задаем і кірунак руху, якое, згодна з другім законе, будзе такім жа, як і кірунак сілы.

Калі прытрымлівацца формулы, атрымліваецца, што 1 Ньютан = 1 кг * м / с ^2. Пры вырашэнні розных задач па механіцы вельмі часта патрабуецца перавесці Ньютана ў іншыя велічыні. Для выгоды пры знаходжанні тых або іншых значэнняў рэкамендуецца запомніць асноўныя тоеснасці, якія звязваюць Ньютана з іншымі адзінкамі:

• 1 Н = 10 ⁵ дын (Дзіна - адзінка вымярэння ў сістэме СГС);
• 1 Н = 0,1 кгс (кілаграм-сіла - адзінка сілы ў сістэме МКГСС);
• 1 Н = 10 ^-3 сцен (адзінка вымярэння ў сістэме МТС, 1 сцен роўны сіле, якая паведамляе паскарэнне ў 1 м / с ² любому целе масай у 1 тону).

Закон сусветнага прыцягнення

Адно з самых важных адкрыццяў вучонага, перавярнуўшыся ўяўленне аб нашай планеце, гэта закон прыцягнення Ньютана (што такое прыцягненне, чытайце ніжэй). Вядома, і да яго былі спробы разгадаць таямніцу прыцягнення Зямлі. Напрыклад, Ёган Кеплер першым выказаў здагадку, што не толькі Зямля мае прыцягальную сілу, але таксама і самі цела здольныя прыцягваць Зямлю.

Аднак толькі Ньютану ўдалося матэматычна даказаць ўзаемасувязь сілы прыцягнення і закона руху планет. Пасля мноства праведзеных доследаў вучоны зразумеў, што на самой справе не толькі Зямля прыцягвае да сябе прадметы, але і ўсе цела примагничиваются адзін да аднаго. Ён вывеў закон гравітацыі, які абвяшчае, што любыя цела, уключаючы і нябесныя свяцілы, прыцягваюцца з сілай, роўнай твору G (гравітацыйная пастаянная) і мас абодвух тэл m ₁ * m _2, падзеленай на R ² (квадрат адлегласці паміж целамі).

Ўсе законы і выведзеныя Ньютанам формулы дазволілі стварыць цэласную матэматычную мадэль, якая да гэтага часу выкарыстоўваецца пры даследаваннях не толькі на паверхні Зямлі, але і далёка за межамі нашай планеты.

пераўтварэнне адзінак

Пры вырашэнні задач варта памятаць пра стандартных прыстаўках СІ, якія выкарыстоўваюцца ў тым ліку і для "ньютоновской" адзінак вымярэння. Напрыклад, у задачах аб касмічных аб'ектах, дзе масы тэл вялікія, вельмі часта ўзнікае неабходнасць спрашчаць вялікія значэння да меншых. Калі пры вырашэнні атрымліваецца 5000 Н, то адказ зручней будзе запісаць у выглядзе 5 кн (килоНьютон). Падобныя адзінкі бываюць двух відаў: кратныя і дзельныя. Вось самыя выкарыстоўваюцца з іх 10 ² Н = 1 гектоНьютон (Гн); 10 ³ Н = 1 килоНьютон (кн); 10 ⁶ Н = 1 мегаНьютон (МН) і 10 ^-2 Н = 1 сантиНьютон (СН); 10 ^-3 Н = 1 миллиНьютон (Мн); 10 ^-9 Н = 1 наноНьютон (НН).