Трећи Њутнов закон - Закон акције и реакције

Први Њутнов закон - Галилејев принцип инерције

Пуни наслов: Трећи Њутнов закон - Закон акције и реакције Први Њутнов закон - Галилејев принцип инерције

Скраћени наслов: Трећи Њутнов закон, Први Њутнов законШифра лекције:Кључне речи: Маса, импулс, силаРезиме, сажетак: У овој лекцији ученик ће стећи знања о Првом и Трећем Њутновом закону и о инерцијалним системима референцијеСкраћени наслов лекције која претходи: Основни закон динамикеСкраћени наслов лекције која следи: Галилејев принцип релативности

Динамика

Трећи Њутнов закон - Закон акције и реакције

Покушамо ли да померимо тежак сто, осетићемо да и сто делује на нас. Ако је сто довољно масиван, а подлога на којој стојимо глатка, уместо стола, почећемо сами да клизимо уназад ( Сл. 1. ).

Сл. 1. Закон акције и реакције - силе којом сто делује на човека и сила којом човек делује на сто

Ако из чамца ужетом вучемо други чамац том приликом ће и други чамац да делује на први. Доказ за то јесте чињеница да се оба чамца крећу један према другом, а не само онај који се вуче ( Сл. 2. )

Сл. 2. Закон акције и реакције - деловање једног чамца на други

Ова појава се може квантитативно испитати помоћу апаратуре приказане на Слици 3., која се састоји из двају колица која се могу кретати уз занемарљиво трење по шинама.

Сл. 3. Закон акције и реакције - деловање двају колица

Колица 1 су везана за један почетак шина преко динамометра и на њима се налази снажан стални магнет. На колицима 2, која се такође налазе на шинама и која су везана зан други крај шина, налази се гвоздено тело. Када се колица 1 и 2 доведу једна наспрам других, настаће јаче међусобно дејство између магнета и гвозденог тела. Магнет ће привлачити гвоздени предмет, а овај магнет. Динамометри ће показати да су силе међусобног дејства једнаке по интензитету, тј. да магнет привлачи комад гвожђа силом истог интензитета као што је интензитет којом гвоздено тело привлачи магнет. Овакав закључак се добија за сваки положај магнета и гвозденог тела и за сва друга међусобна дејства два тела.

Сила којом једно тело делује на друго тело једнака је по интензитету и правцу сили којом друго тело делује на прво тело, али супротног смера.

Претходни израз представља Трећи Њутнов закон ( Закон акције и реакције )

Први Њутнов закон - Галилејев принцип инерције

Из свакодневног живота познато је да се тела која мирују неће покренути, бећ је за то потребно деловање других. Фудбалска лопта покренуће се тек када се удари. Док се то не догоди лопта остаје непокретна. Једном покренута лопта наставиће да се креће још неко време па ће се на крају зауставити.

Галилеј је први уочио да је заустављање последица деловања подлоге на тело које се по њој креће ( трење ) као и отпора ваздуха. Шта би се догодило када би се уклонила ова деловања? Следећи експеримент указује на одговор.

Пример 1: После котрљања низ стрмину ( сл. 1. ) куглица прелази на хоризонталну подлогу са песком. Ту се њена брзина нагло смањује, те она прелази кратак пут sz до заустављања. Тај пут је знатно дужи када је подлога од дрвета јер је тада мање трење између куглице и подлоге. У трећем случају када је подлога од стакла, трење је још мање и куглица прелази најдужи пут. Одавде се закључује да би се куглица неограничено дуго кретала када би успели у потпуности уклонимо трење између куглице и подлоге. То значи да се тада брзина куглице уопште не би мењала.

Сл. 4. Први Њутнов закон - Котрљање низ стрмину

На основу разматрања оваквог огледа, Галилеј је дошао до закона ( принципа ) инерције који гласи:

Свако тело мирује или се креће равномерно праволинијски ако на њега не делују друга тела или се деловања других тела поништавају.

Овај закон добијен је на основу анализе експерименталних чињеница и не може се доказати никаквим расуђивањима. Његову применљивост на сва кретања у природи схватио је Њутн и уврстио га у своје основне законе динамике, те се зато често назива и Први Њутнов закон.

Пошто је убрзање тела једнако нули, акда се оно креће равномерно праволинијски или мирује, Први Њутнов закон се може дефинисати на следећи начин:

Брзина тела остаје стална или је једнака нули када се поништавају међусобна дејства посматраног тела са околним телима.

На основу ове дефиниције, Први Њутнов закон се може изразити следећом математичком релацијом

када је

где је збир свих сила међусобног дејства посматрааног тела са околним телима.

Инерцијални систем референце

Кретање истог тела у односу на различите системе референције може изгледати различито. Може се поставити питање:

На који систем референције се мисли када се у закону инерције говори о кретању и мировању?

Тај закон је добијен на основу огледа извршених на Земљи ( дакле ради се о систему везаном за Земљу ). Да ли тај закон важи и у свим осталим системима референције?

Одговор даје поређење поређење два система референције: Пример 1: Један везан за падину покривену снегом, други везан за

санке које се све већом брзином спуштају низ падину. Дечак који стоји на падини, мирује у односу на падину, односно Земљу, јер се силе које на њега делују међусобно поништавају. За посматрача из другог система, везаног за санке, тај дечак не мирује, већ се креће у супротном од кретања санки брзином која се повећава. У систему везаном за санке закон инерције не важи јер се дечак креће брзином која није константна, иако се деловања на дечака међусобно поништавају.

Закључак: Постоје посебне врсте система референције у којима закон инерције важи, док у осталима тај закон не важи.

Системи референције у којима важи Галилејев закон инерције називају се инерцијални системи референције.

Питања:

01. Како гласи Први Њутнов закон?02. При којим условима важи Први Њутнов закон?03. Како гласи Трећи Њутнов закон?04. Шта су инерцијални системи референције

Библиографија:

01. Група аутора: Физика са збирком задатака и приручником за лабораторијске вежбе за први разред средњих стручних школа, ЗУНС, Београд, 2004.02. Група аутора: Физика за Први разред гимназије, ЗУНС, Београд, 2004.03. Г. Димић, З. Радивојевић: Физика за први разред гимназије, ЗУНС, Београд, 1975.04. Г. Димић: Збирка задатака из Физике Ц, средњи курс, 1994.05. Н. Чалуковић, Физика 1, Збирка задатака за први разред гимназије, Круг, Београд, 2003.06. Кваркмедија, Мултимедијални едукативни програми, Физика 1 и Физика 2, Мултисофт+, Ужице, 1999.