ნიუტონის კანონები

ნიუტონის კანონები

ნიუტონის I კანონი:

ნიუტონის კანონები და ბუნების ძალები

ინერცია არის სხეულის თვისება, შეინარჩუნოს უძრაობის ან წრფივი თანაბარი მოძრაობის მდგომარეობა, როდესაც მასზე სხვა სხეულები არ მოქმედებს ან მათი მოქმედება კომპესირებულია.

ნიუტონის კანონები

ნიუტონის კანონები – მატარებლის დამუხრუჭებისას მგზავრი წინ გადაიხარა

განხილულ შემთხვევაში მგზავრის სიჩქარე შეიცვალა ძალის მოქმედების გარეშე. ინერციის კანონის მიხედვით კი, თუ სხეულზე ძალა არ მოქმედებს, მისი სიჩქარე მუდმივი სიდიდეა.

ამგვარად, მატარებლის ვაგონის მიმართ ინერციის კანონი არ სრულდება.

ათვლის სისტემას, რომელშიც ინერციის კანონი სრულდება, ათვლის ინერციული სისტემა ეწოდება.

განხილულ შემთხვევაში ვაგონთან დაკავშირებული სისტემა არაინერციულია. არაინერციულ სისტემაში ინერციის კანონი არ სრულდება – ამ სისტემის მიმართ სხეული შეიძლება ამოძრავდეს ზემოქმედების გარეშე.

ინგლისელმა მეცნიერმა ისააკ ნიუტონმა განაზოგადა გალილეის დასკვნები და ჩამოაყალიბა ინერციის კანონი სრულყოფილი სახით:
“არსებობს ათვლის სისტემები, რომელთა მიმართ სხეული, რომელიც წრფივად და თანაბრად მოძრაობს, ინარჩუნებს მუდმივ სიჩქარეს, თუ მასზე სხვა სხეულები არ მოქმედებს ან მათი მოქმედება კომპენსირებულია.”  (ამ კანონს ნიუტონის I კანონი ეწოდება.)

ათვლის ინერციული სისტემები:
ათვლის სისტემა, რომელშიც სხეული ინარჩუნებს უძრაობის მდგომარეობას ან წრფივ თანაბარ მოძრაობას სხვა სხეულებთან ურთიერთქმედების არ არსებობის, ან გარე ზემოქმედებების კომპენსაციის შემთხვევაში. ათვლის სისტემა, რომელიც არის უძრავი ან მოძრაობს წრფივად და თანაბრად რაიმე ინერციული ათვლის სისტემის მიმართ, თვითონაც არის ინერციული. ინერციულ ათვლის სისტემაში სრულდება გალილეის ფარდობითობის პრინციპი და აინშტაინის ფარდობითობის პრინციპი.

ნიუტონის II კანონი. მასა – ინერტულობის ზომა:

მუდმივი ძალის მოქმედებით გამოწვეული მოძრაობა თანაბარაჩქარებულია. სხეულის აჩქარება მასზე მოქმედი ძალის პირდაპირპროპორციულია:

a∼F

ერთი და იმავე ძალის მოქმედებისას სხეულის მასის რამდენჯერმე გაზრდით იმდენჯერვე მცირდება მისი აჩქარება, ე.ი. სხეულის აჩქარება მისი მასის უკუპროპორციულია:
ნიუტონის კანონებიამგვარად, სხეულის აჩქარება პირდაპირპროპორციულია მასზე მოქმედი ძალის და უკუპროპორციულია სხეულის მასის:
ნიუტონის კანონებინიუტონის კანონებიამ კანონს ნიუტონის II კანონი ეწოდება. იგი წარმოადგენს ფიზიკის ერთ-ერთ ძირითად კანონს.
აჩქარება მიმართულია სხეულზე მოქმედი ძალის თანხვდენილად.
ნიუტონის II კანონი სამართლიანია ათვლის ინერციულ სისტემებში.

ნიუტონის კანონებიამგვარად, სხეულზე მოქმედი ძალა ამ სხეულის მასისა და აჩქარების ნამრავლის ტოლია.
SI სისტემაში ძალის ერთეულია 1 ნიუტონი.
1 ნ არის ძალა, რომელიც 1 კგ მასის სხეულს ანიჭებს 1მ/წმ² აჩქარებას:

1ნ = 1 კგ x 1მ/წმ² = 1კგმ/წმ²

თქვენ უკვე იცით რომ, თუ სხეულზე ძალა არ მოქმედებს, იგი უძრავია ან მოძრაობს წრფივად და თანაბრად. ძალის მოქმედება კი იწვევს სხეულს აჩქარებულ მოძრაობას.
ერთი და იმავე ძალის მოქმედებით სხვადასხვა მასის სხეული სხვადასხვა აჩქარებით მოძრაობს. ე.ი. სხეულის აჩქარება დამოკიდებულია არა მარტო მოქმედ ძალაზე, არამედ თვით სხეულის თვისებაზე. ეს თვისება ინერტულობაა. რაც მეტია სხეულის ინერტულობა, მით ნელა იცვლება სხეულის სიჩქარე, ე.ი. ნაკლებია სხეულის აჩქარება. ეს ნიშნავს, რომ მასა ინერტულობის ზომაა.

სხეულთა მასების შედარება:
თუ ორი სხეულის ურთიერთქმედებისას ამ სხეულების სიჩქარეთა ცვლილება ერთნაირია, მაშინ მათი მასები ტოლია. თუ სიჩქარეთა ცვლილება სხვადასხვა, სხეულთა მასებიც განსხვავებულია.

თუ ურთიერთქმედ სხეულთა მასებს აღვნიშნავთნიუტონის კანონები დანიუტონის კანონები-ით, სიჩქარეთა ცვლილებებს კი –ნიუტონის კანონები დანიუტონის კანონები-ით, მაშინნიუტონის კანონებიამგვარად, ორი სხეულის ურთიერთქმედებისას იმ სხეულის სიჩქარის  ცვლილებაა მეტი, რომლის მასაც ნაკლებია.

SI სისტემაში მასის ერთეულია კილოგრამი (1კგ).

ნივთიერების სიმკვრივე

სხეულის მასა დამოკიდებულია არა მარტო მის ზომებზე, არამედ იმაზეც, თუ რა ნივთიერებისგან შედგება იგი. ამიტომ ტოლი მოცულობისა და სხვადასხვა ნივთიერებისაგან დამზადებულ სხეულებს სხვადასხვა მასა აქვთ.

ფიზიკურ სიდიდეს, რომელიც გვიჩვენებს რას უდრის ერთეული მოცულობის (1მ³) ნივთიერების მასა, ამ ნივთიერების სიმკვრივე ეწოდება.

თუ ცნობილია სხეულის მასა და მოცულობა, შეიძლება განვსაზღვროთ მისი სიმკვრივე.
ნივთიერების სიმკვრივე ტოლია სხეულის მასის შეფარდებისა მის მოცულობასთან:ნიუტონის კანონებიმასის აღნიშვნაა m, მოცულობის – V, სიმკვრივის – ρ (რო), შესაბამისად, სიმკვრივის გამოსათვლელ ფორმულას ექნება სახე:
ნიუტონის კანონები
1კგ/მ³ არის 1მ³ მოცულობის ერთგვაროვანი ნივთიერების სიმკვრივე, რომლის მასა 1 კგ-ია.
ხშირად პრაქტიკაში გამოიყენებენ სიმკვრივის ერთეულს 1გ/სმ³-ს.

ნიუტონის კანონებითუ ცნობილია სხეულის სიმკვრივე და მოცულობა, შეიძლება განვსაზღვროთ მისი მასა აწონის გარეშე. სიმკვრივის გამოსათვლელი ფორმულიდან: m=ρV
შეიძლება განვსაზღვროთ სხეულის მოცულობა, თუ ცნობილია მისი მასა და სიმკვრივე:ნიუტონის კანონები

ტოლქმედი ძალა:
ერთი ძალა, რომელიც მყარ სხეულზე მომოდებულ ძალთა სისტემის სრულად ექვივალენტურად მოქმედებს. ძალთა სისტემას აქვს ტოლქმედი მხოლოდ მაშინ, თუ მისთვის არსებობს წერტილი, რომლის მიმართაც სისტემის ძალთა მთავარი მომენტი ნულის ტოლია. ტოლქმედი ძალა ტოლია სისტემის ყველა ძალთა გეომეტრიული ჯამისა და მოდებულია მიყვანის ცენტრში ანუ წერტილში სადაც ძალთა მოქმედების წირები იკვეთება.

ნიუტონის მესამე კანონი:
მექანიკაში ერთი სხეულის მეორეზე მოქმედება ხასიათდება ძალით. როდესაც ვამბობთ, რომ სხეულზე მოქმედებს ძალით. როდესაც ვამბობთ, რომ სხეულზე მოქმედებს ძალა, ეს ნიშნავს, რომ ამ სხეულზე მოქმედებს სხვა სხეული.
ნიუტონის კანონებინებისმიერ შემთხვევაში, როდესაც ერთი სხეული მოქმედებს მეორეზე, მეორეც მოქმედებს პირველზე – სხეულები ურთიერთქმედებენ. ე.ი. ქმედება იწვევს უკუქმედებას.
მიუხედავად იმისა, რომ ზამბარაზე დაკიდებულ ტვირთზე მოქმედებს სიმძიმის ძალა, სხეული არ ვარდება – იგი უძრავია. ამის მიზეზი არის ის, რომ ზამბარის გაჭიმვისას აღიძვრება დრეკადობის ძალა, რომელს მოდულით სხეულის სიმძიმის ძალის ტოლია, მიმართულებით კი საპირისპირო. ე.ი. ტვირთი მოქმედებს ზამბარაზე, ზამბარა – ტვირთზე.

.

ნიუტონის III კანონის თანახმად – ორი სხეული ურთიერთქმედებს მოდულით ტოლი და ურთიერთსაპირისპიროდ მიმართული ძალებით:ნიუტონის კანონები

ხშირად ურთიერთქმედი ძალებიდან ერთს უწოდებენ მოქმედს, მეორეს – უკუქმედს.
ძალები, რომლითაც ურთიერთქმედებს ორი სხეული, მიმართულია ერთი წრფის გასწვრივ, ისინი ერთმანეთს არ აწონასწორებენ, რადგან სხვადასხვა სხეულზეა მოდებული. ეს ძალები ერთი და იმავე ბუნებისაა.

ნიუტონის II კანონის თანახმად,ნიუტონის კანონები დანიუტონის კანონები
ნიუტონის II და III კანონების შედარებით მივიღებთ რომ, თუ ურთიერთქმედებენ სხეულები, რომელთა მასებიანიუტონის კანონებიდანიუტონის კანონები, მაშინ მათი აჩქარებების მოდულობის შეფარდება მასების შეფარდების უკუპროპორციულია:

ნიუტონის კანონებიეს შეფარდება დამოკიდებული არ არის ურთიერთქმედების ხასიათზე.

მსოფლიო მიზიდულობის კანონი

ნიუტონის კანონები და ბუნების ძალები

ნიუტონის კანონები და ბუნების ძალები

ნიუტონის მესამე კანონის თანახმად, სხეულიც მოქმედებს დედამიწაზე ისეთივე მოდულისა და საპირისპიროდ მიმართული ძალით, ე.ი. დედამიწა და სხეული ურთიერთმიიზიდება.
ნიუტონი იყო პირველი, რომელმაც ივარაუდა, შემდეგ კი დაამტკიცა, რომ დედამიწაზე სხეულის ვარდნისა და დედამიწის ირგვლივ მთავრის მოძრაობის მიზეზი ერთი და იგივეა.

აზრობრივი ექსპერიმენტით ნიუტონმა დაასკვნა: ჰაერის წინააღმდეგობა რომ არ ყოფილიყო, მაღალი მთიდან გარკვეული სიჩქარით გასროლილი ქვა შეიძლება აღარ დაცემულიყო დედამიწაზე და ემოძრავა მის ირგვლივ ისე, როგორც მოძრაობენ პლანეტები მზის ირგვლივ.

ნიუტონმა დაამტკიცა, რომ მზის ირგვლივ პლანეტების მოძრაობა განპირობებულია მიზიდულობის ძალით. დედამიწის ირგვლივ მთვარის მოძრაობას იწვევს აგრეთვე მიზიდულობის ძალა.

იგი მივიდა დასკვნამდე, რომ სამყაროში ყველა სხეული ურთიერთმიიზიდება ძალით, რომელსაც მსოფლიო მიზიდულობის ძალა ან გრავიტაციული ძალა ეწოდება.

ნიუტონმა დაადგინა კანონი, რომელიც ცნობილია მსოფლიო მიზიდულობის კანონის სახელწოდებით:
ნებისმიერი ორი სხეული ურთიერთმიიზიდება ძალით, რომლის მოდული პირდაპირპროპორციულია მათი მასების ნამრავლისა და უკუპროპორციულია მათ შორის მანძილის კვადრატისა:
ნიუტონის კანონებისადაცნიუტონის კანონები დანიუტონის კანონებისხეულთა მასებია, r – მათ შორის მანძილი.

G პროპორციულობის კოეფიციენტია, რომელსაც მსოფლიო მიზიდულობის ან გრავიტაციულ მუდმივას უწოდებენ.
G=0,0000000000667ნმ²/კგ²
გრავიტაციული მუდმივას რიცხვითი მნიშვნელობა ძალიან მცირეა, ამიტომ ვერ ვამჩნევთ დედამიწაზე სხეულთა ურთიერთმიზიდვას.

 სიმძიმის ძალა

ძალას, რომლითაც დედამიწა იზიდავს სხეულს, სიმძიმის ძალა ეწოდება.
გამოითვლება ფორმულითნიუტონის კანონები
სიმძიმის ძალა მიმართულია დედამიწის ცენტრისკენ.
ვარდნის დროს სხეულზე, გარდა სიმძიმის ძალისა, მოქმედებს ჰაერის წინააღმდეგონის ძალა. თუ სხეული ვარდება ჰაერის წინააღმდეგობის ძალა. თუ სხეული ვარდება უჰაერო სივრცეში, ე.ი. თუ სხეულზე მხოლოდ სიმძიმის ძალა მოქმედებს, მაშინ ამბობენ, რომ იგი თავისუფლად ვარდება.

სხეულთა ვარდნას უჰაერო სივრცეში თავისუფალი ვარდნა ეწოდება.

უჰაერო სივრცეში ყველა სხეული ერთნაირი აჩქარებით ვარდება. ამ აჩქარებას თავისუფალი ვარდნის აჩქარება ეწოდება.

თავისუფალი ვარდნის აჩქარება აღინიშნება g ასოთი. მისი მოდული g=9,8მ/წმ²
რადგან თავისუფალი ვარდნა თანაბარაჩქარებული მოძრაობაა, ამიტომ ამ მოძრაობისას გადაადგილების და სიჩქარის გამოთვლა წარმოებს თანაბარაჩქარებული მოძრაობის ფორმულებით იმ განსხვავებით, რომნიუტონის კანონებიშეიცვლებანიუტონის კანონები-თი; S-h-ით:
ნიუტონის კანონებინიუტონის კანონები

დრეკადობის ძალა

ნიუტონის კანონები

ნიუტონის კანონები და ბუნების ძალები

დეფორმაცია: სხეულის ფორმისა და ზომების ცვლილებას დეფორმაცია ეწოდება.
დრეკადობის ძალა: ყოველგვარი დეფორმაციის დროს აღიძვრება ძალა, რომელიც ცდილობს სხეულს დაუბრუნოს პირვანდელი მდგომარეობა. ამ ძალის დრეკადობის ძალას (ნიუტონის კანონები)
დეფორმაციის გამომწვევი ძალის მოქმედების შეწყვეტის შემდეგ დეფორმირებული სხეული აღიდგენს თავის ფორმას.

სხეულს, რომელიც დეფორმაციის გამომწვევი ძალის მოქმედების შეწყვეტის შემდეგ აღიდგენს ფორმასა და ზომებს, დრეკადი სხეული ეწოდება.

დრეკადობის ძალა წარმოიქმნება ურთიერთქმედი სხეულების შეხებისას და, ცხადია, დეფორმირდება ორივე სხეული.

დრეკადობის ძალის მიმართულება: დრეკადობის ძალა მიმართულია დეფორმაციის გამოწვევი ძალისნიუტონის კანონებისაპირისპიროდ – შეხების ზედაპირის მართობულად.

ცხადია, რაც მეტი ძალით ვიმოქმედებთ ზამბარაზე, მით მეტი იქნება ზამბარაში აღძრული დრეკადობის ძალა.
დრეკადობის ძალების შესწავლაში დიდი წვლილი შეიტანა ინგლისელმა მეცნიერმა რობერტ ჰუკმა.

ნიუტონის კანონები და ბუნების ძალები

ნიუტონის კანონები და ბუნების ძალები

ნიუტონის კანონებიძალის მოქმედებით სხეული დეფორმირდება და მასში აღიძვრება დრეკადობის ძალა.
ჰუკმა ცდების შედეგად დაადგინა, რომ მცირე დეფორმაციისას სხეულში აღძრული დრეკადობის ძალა პროპორციულია სხეულის სიგრძის ცვლილებისა:ნიუტონის კანონები

დრეკადობის ძალა მიმართულია სხეულის სიგრძის ცვლილების საპირისპიროდ.

ეს კანონი ცნობილია ჰუკის კანონის სახელწოდებით. იგი მართებულია მხოლოდ დრეკადი დეფორმაციის შემთხვევაში.
ჰუკის კანონშინიუტონის კანონებისხეულის სიგრძის ცვლილებაა, k კი – პროპორციულობის კოეფიციენტი, რომელსაც სიხისტე ეწოდება.

ჰუკის კანონიდან შეიძლება დავადგინოთ სიხისტის ერთეული: ნიუტონის კანონები
SI სისტემაში სიხისტის ერთეულია 1ნ/მ.

ხახუნის ძალა

ნიუტონის კანონები

ნიუტონის კანონები და ბუნების ძალები

ხახუნის ძალა აღიძვრება სხეულთა უშუალო შეხებისას. როდესაც ერთი სხეული მოძრაობს მეორე ზედაპირე, ხახუნის ძალა ხელს უშლის ამ მოძრაობას.
ძალას, რომელიც აღიძვრება ორი ურთიერთშემხები სხეულის ერთმანეთის მიმართ მოძრაობისას, ხახუნის ძალა ეწოდება.

ხახუნის ძალა მიმართულია სხეულთა შეხების ზედაპირების გასწვრივ, იგი აღინიშნებანიუტონის კანონები-ით.

უძრაობის ხახუნის ძალა: ხახუნი ვლინდება იმ შემთხვევაშიც, როდესაც ვცდილობთ სხეულის ადგილიდან დაძვრას.

თუ ძალის მოქმედების შედეგად სხეული დარჩა უძრავ მდგომარეობაში, ეს ნიშნავს, რომ აღიძრა სხეულზე მოქმედი ძალის სიდიდის ტოლი და საპირისპიროდ მიმართული ძალა. ამ ძალას უძრაობის ხახუნის ძალა ეწოდება.

უძრაობის ხახუნის ძალა ეწინააღმდეგება სხეულის ამოძრავებას. სხეულზე მოქმედი ძალის გაზრდისას ხახუნის ძალაც იზრდება.

სრიალის ხახუნის ძალა: ხახუნის ძალა მაქსიმალურ მნიშვნელობას აღწევს იმ მომენტში, როდესაც სხეული იწყებს სრიალს. ამ მომენტიდან სხეულზე მოქმედებს სრიალის ხახუნის ძალა.

ხახუნის კოეფიციენტის აღნიშვნაა μ(მიუ):ნიუტონის კანონები, საიდანაცნიუტონის კანონები
ამგვარად, ჰორიზონტალურ ზედაპირზე მოძრავ სხეულზე მოქმედებს სრიალს ხახუნის ძალა, რომელიც სხეულის სიმძიმის ძალის პროპორციულია.

გამოყენებული ლიტერატურა:
ფიზიკა – ბასიაშვილი ეთერ. 2010 წელი. გამომცემლობა “სპექტრი”

თქვენი online რეპეტიტორი