Newton első törvénye kontra második mozgástörvény
A Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (A természetfilozófia matematikai alapelvei) című úttörő könyvében Sir Isaac Newton javasolta a mozgás három törvényét. A Newton-féle mozgástörvények a klasszikus mechanika sarokkövei. Ezeket a törvényeket a fizika területén szinte mindenhol alkalmazzák. Newton első törvénye egy tárgy mozgását kvalitatív módszerrel írja le. Az első törvény az inerciarendszert is meghatározza. A mozgás második törvénye mennyiségi törvény, és az erő fogalmát is leírja. Létfontosságú, hogy nagyon jól ismerjük ezeket a törvényeket, hogy megfelelően megértsük a klasszikus mechanikát, sőt a relativitáselméletet is. Ebben a cikkben megvitatjuk Newton első és második mozgástörvényét, definícióikat, e két törvény fizikai értelmezését, az első és a második törvény közötti hasonlóságokat és végül a különbséget Newton első törvénye között. törvény és a mozgás második törvénye.
Newton első mozgástörvénye
Newton első törvényének legegyszerűbb formája az, hogy a test sebessége változatlan marad, ha a testre nem hat külső erő. Ha a könyvet angolra fordítják, a mozgás első törvényeként a következő mondatot adja: „Minden test nyugalmi állapotában vagy egyenletesen egyenesen halad előre, kivéve, ha erő hatására megváltozik az állapota”. Ez a törvény azt jelenti, hogy egy tárgy bizonyos állapotának megváltoztatásához külső erőt kell alkalmazni. Más szóval, az objektum nem hajlandó megváltoztatni a jelenlegi állapotát. Ezt az objektum tehetetlenségének nevezik. A tehetetlenséget úgy azonosíthatjuk, mint egy tárgy azon tendenciáját, hogy a jelenlegi állapotában maradjon. Minden olyan keretet (koordinátarendszert), amely teljesíti Newton első törvényét, inerciarendszernek nevezzük. Ebben az értelemben a mozgás első törvénye az inerciakeretek definíciójaként fogható fel.
Newton második mozgástörvénye
A második törvény legegyszerűbb formája: „A test gyorsulása párhuzamos és egyenesen arányos az F nettó erővel és fordítottan arányos az m tömeggel”. Más szóval, F=k m a. Az SI egységrendszert úgy határoztuk meg, hogy k egyenlő 1-gyel. Ezért az egyenlet F=ma lesz az SI rendszerben. A második törvény az erő definíciójaként is felfogható. Az erőt lendülettel is kifejezhetjük. Az impulzus sebességváltozása megegyezik a tárgyra kifejtett nettó erővel. Mivel egy tárgyra ható impulzus ugyanaz, mint egy hirtelen impulzusváltozás, az erő impulzussal is meghatározható.
Mi a különbség Newton első és második mozgástörvénye között?
• Az első törvény minőségi, míg a második törvény mennyiségi.
• Az első törvény az inerciarendszer definíciója, míg a második törvény az erő meghatározása.
• Ha a tárgyra ható nettó erő nulla, a 2. törvény a mozgás első törvényére redukálódik.
