Ligjet e Njutonit

Historiku, ligjet, rëndësia

Historiku i Ligjeve

• Ligjet e Njutonit për lëvizjen janë tre ligje fizike të cilat japin marrëdhëniet ndërmjet forcave që veprojnë mbi një objekt dhe lëvizjessë objektit. Ato u formuluan për herë të parë nga Isak Njutoni në veprën e tij kryesore Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, e publikuar për here të parë në 5 Korrik, 1687. Ligjet formojnë bazën e mekanikes klasike dhe Njutoni i përdori ato për të shpjeguar shume fenomene të cilat studiojnë lëvizjen e objekteve fizike.

Historiku (vazhdim)• Në volumin e trete të veprës, Njutoni tregoi se si ligjet e

lëvizjes, të kombinuara me ligjin universal të gravitacionit, çojne në derivimin e ligjeve të Keplerit për lëvizjen e planeteve.

• Lex I : Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.

• Lex II :  Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.

• Lex III : Actioni contrariam semper et æqualem esse reactionem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse æquales et in partes contrarias dirigi.

Ligji i parë i Njutonit• Çdo trup ruan gjëndjen e të qënit në prehje ose të lëvizjes

drejtvizore të njëtrajtshme, përsa kohë mbi të nuk veprojnë forca të jashtme.

• Ky ligj pohon se nëse forca rezultante (shuma vektoriale e të gjitha forcave që veprojnë mbi një trup) është zero , atëhere shpejtësia e trupit është konstante. Si rrjedhojë e kësaj del se:

• Një trup që është në prehje do të rrijë në këtë gjendje prehjeje derisa mbi të të veprojë një forcë e pa balancuar.

• Një trup që është në lëvizje do të vazhdojë të lëvizë në një trajektore drejtvizore të njëtajtshme derisa mbi të të veprojë një forcë e pabalancuar.

• Çdo trup ndodhet ose në një gjendje prehjeje ose në një gjendje lëvizje të njëtrajtshme deri në çastin kur mbi të vepron një forcë e pabalancuar. Kjo do të thotë se në mungesën e një force rezultante jo-zero, qendra e masës së trupit do të ruajë gjendjen e saj të prehjes ose të lëvizjes drejtvizore të njëtrajtshme. Ky ligj zakonisht referohet gjithashtu si Ligji i inercisë.

• Në thelb kjo tregon se trupat kanë një tendencë natyrale për të ruajtur gjendjen e tyre të lëvizjes. Çdo trup i reziston ndyshimit të gjendjes së lëvizjes. Në konditat e zakonshme ky ligj merr parasysh një mjedis të ngjashëm me mjedisin ndër-yjor ku kemi mungesë të plotë të forcave të fërkimit.

• Një koncept tjetër që duhet theksuar është fakti se ky ligj është i vlefshëm vetëm në sistemet inerciale të referimit.

• Ligji i parë i Njutonit është një rifrazim i ligjit të inercisë i përshkruar nga Galileo, një gjë që vetë Njutoni e pohoi në veprën e tij.

Ligji i dytë i Njutonit

• Nxitimi që fiton një trup nën veprimin e një force është në përpjestim të drejtë me forcën dhe në përpjestim të zhdrejtë

me masën e trupit. (F=mxa)• Kjo formulë nganjëherë është quajtur "formula e dytë më e

famshme në fizikë".  Njutonit asnjëherë nuk e deklaroi qartë formulën në formën e reduktuar më lart.

• Ligji i dytë i Njutonit pohon proporcionalitetin e nxitimit dhe masës me forcën. Nxitimi mund të përcaktohet përmes matjeve kinetike . 

• Përdorimi i ligjit të dytë të Njutonit si një përkufizim i forcës është kundështuar në disa tekste rigoroze, sepse ajo në thelb është një pohim i thjeshtë matematik. Barazia midis idesë abstrakte të një force dhe idesë abstrakte të "një vektori impulsi linear (vrulli) që ndryshon në kohë" në fund të fundit nuk ka rëndësi vëzhgimore sepse njëra madhësi nuk mund të përcaktohet pa përcaktimin e drejtëpërdrejtë të madhësisë tjetër. Çfarë "forca" ose "impulsi ndryshues" është duhet ose ti referohet një kuptimi intuitiv të perceptimit tonë të drejtpërdrejtë, ose të përcaktohet në mënyrë të nënkuptuar me një bashkësi të vetë-qëndrueshme formulash matematikore. Fizikantë të shquar, filozofë dhe matematikanë të cilët kanë kërkuar një përkufizim më të qartë të konceptit të "forcës" përfshijnë Ernest Mah, Kliford Trusdell dhe Valter Noll.

Ligji i tretë i Njutonit

• Për çdo forcë ekziston gjithmonë një kundërvepim i barabartë me kah të kundërt: ose për forcat e dy

trupave mbi njëri tjetrin janë gjithmonë të njëjta dhe në drejtime të kundërta

• Ligji i tretë i Njutonit është një rezultat i aplikimit të simetrisë në situata ku forca i atribuohet pranisë së objekteve të ndryshme. Për çdo dy objekte (le ti quajmë 1 dhe 2), ligji i tretë i Njutonit pohon se çdo forcë, e cila është aplikuar tek objekti 1 për shkak të veprimit të objektit 2 shoqërohet automatikisht me një forcë të aplikuar te objekti 2 për shkak të veprimit të objektit 1 

• Ky ligj nënkupton se forcat veprojnë gjithmonë në çifte veprim-dhe-reagim.  Nëse objektet 1 dhe 2 mund të konsiderohen në të njëjtin sistem, atëherë forca rezultante e sistemit për shkak të ndërveprimeve ndërmjet objekteve 1 dhe 2 është zero

• Kjo do të thotë se në një sistem të mbyllur të thërrmijave , nuk ka forca të brendshme që janë të paekuilibruara. Pra, çiftet veprim-reagim i forcave të përbashkëta në mes çdo dy objekteve në një sistem të mbyllur nuk mund të shkaktojnë qendrën e masës të sistemit të përshpejtohet. Objektet përbërëse të trupit të perbërë mund të përshpejtohen vetëm në lidhje me njëri-tjetrin, vetë sistemi mbetet i pa përshpejtuar. Përndryshe, nëse një nga forcat e jashtme vepron mbi sistemin, atëherë qendra e masës do të përjetojë një përshpejtim në përpjestim të drejtë me madhësinë e forcave të jashtme të pjestuara me masën e sistemit.

Rendësia dhe fusha e zbatimit• Ligjet e Njutonit janë verifikuar nga eksperimentet për më

shumë se 200 vjet, ato janë përafrime të shkëlqyera për shpejtësitë dhe shkallat e aplikmit në jetën e përditshme. Ligjet e lëvizjes të Njutonit, së bashkë me ligjin e tij të gravitacionit universal dhe teknikave të analizës matematike, dhanë për herë të parë një shpjegim kuantitativ të unifikuar për një fushë të gjerë fenomenesh.

Përdorimi (vazhdim)

• Këto tre ligje përshkruajne shumë mirë objektet makroskopike në konditat e përditshme. Megjithate, ligjet e Njutonit (të kombinuara me ligjin e gravitacionit universal dhe elektrodinamikën klasike) nuk mund të përdoren në disa raste të caktuara, si për fenomene që ndodhin në shkalla shumë të vogla, shpejtësi shume të mëdha ose për fusha shumë të forta gravitacionale. Pra, këto ligje nuk mund të përdoren për të shpjeguar fenomeme si përcjellja e korrentit në një gjysëmperçues, vetitë optike të substancave, gabimet jo-relativistike në sistemet GPS si dhe superpërcjellshmërinë. Shpjegimi i këtyre fenomeneve kërkon teori fizike më të komplikuara, që perfshinë relativitetin e përgjithshëm dhemekanikën kuantike relativiste.

Faleminderit për vëmendjen

Punoi: Anxhela Asimi