Định luật Newton (tóm tắt): chúng là gì, công thức và ví dụ

Định luật Newton là gì?

Các định luật Newton là ba nguyên tắc mô tả sự chuyển động của cơ quan, dựa trên một hệ thống quy chiếu quán tính (lực lượng thực ở tốc độ không đổi).

Ba định luật của Newton là:

• Định luật thứ nhất hoặc định luật quán tính. Định luật thứ hai hoặc định luật cơ bản của động lực. Định luật thứ ba hoặc nguyên tắc hành động và phản ứng.

Những định luật về mối quan hệ giữa lực, tốc độ và chuyển động của cơ thể là cơ sở của cơ học và vật lý cổ điển, và được nhà vật lý và toán học người Anh Isaac Newton đưa ra vào năm 1687.

Định luật đầu tiên của Newton: định luật quán tính

Định luật quán tính hoặc định luật thứ nhất quy định rằng một cơ thể sẽ đứng yên hoặc chuyển động thẳng với tốc độ không đổi, trừ khi một lực bên ngoài được áp dụng.

Nói cách khác, cơ thể không thể thay đổi trạng thái ban đầu (khi nghỉ ngơi hoặc chuyển động) trừ khi một hoặc nhiều lực lượng can thiệp.

Công thức luật đầu tiên của Newton là:

Σ F = 0 dv / dt = 0

Nếu lực ròng (Σ F) tác dụng lên một cơ thể bằng 0, gia tốc của cơ thể, do sự phân chia giữa tốc độ và thời gian (dv / dt), cũng sẽ bằng không.

Một ví dụ về định luật đầu tiên của Newton là một quả bóng trong trạng thái nghỉ ngơi. Để nó di chuyển, nó đòi hỏi một người phải đá nó (ngoại lực); nếu không, nó sẽ vẫn ở phần còn lại. Mặt khác, một khi quả bóng đang chuyển động, một lực khác cũng phải can thiệp để nó có thể dừng lại và trở về trạng thái nghỉ.

Mặc dù đây là định luật chuyển động đầu tiên của Newton, nhưng nguyên tắc này đã được Galileo Galilei đưa ra trong quá khứ, trong đó sau này được ghi nhận cho quyền tác giả và Newton cho xuất bản.

Xem thêm: Vật lý.

Định luật thứ hai của Newton: định luật cơ bản của động lực học

Định luật cơ bản của động lực học, định luật thứ hai của Newton hoặc định luật cơ bản quy định rằng lực ròng tác dụng lên một cơ thể tỷ lệ thuận với gia tốc mà nó có được trong quỹ đạo của nó.

Công thức luật thứ hai của Newton là:

F = ma

Lực ròng (F) bằng với sản phẩm tạo ra từ khối lượng (m), tính bằng kg, bằng gia tốc (a), tính bằng m / s2 (mét trên giây bình phương).

Công thức này chỉ có giá trị nếu khối lượng không đổi. Khi khối lượng cơ thể thay đổi, cần phải tính toán lượng chuyển động, là sản phẩm của khối lượng của vật thể nhân với vận tốc của nó (mv).

Trong trường hợp này, công thức của định luật động lực học sẽ là:

F = d (mv) / dt

Lực (F) bằng đạo hàm của động lượng (d (mv) giữa đạo hàm thời gian (dt).

Một ví dụ về định luật thứ hai của Newton có thể được nhìn thấy bằng cách đặt các quả bóng có khối lượng khác nhau trên một mặt phẳng và áp dụng cùng một lực cho chúng. Quả bóng nhẹ hơn sẽ di chuyển nhanh hơn quả bóng có khối lượng cao hơn.

Đây có lẽ là một trong những định luật chuyển động quan trọng nhất trong vật lý cổ điển, vì nó trả lời cho câu hỏi lực nào là gì và nên tính toán như thế nào.

Xem thêm Động lực học.

Định luật thứ ba của Newton: nguyên tắc hành động và phản ứng

Định luật thứ ba của Newton nói rằng mọi hành động đều tạo ra một phản ứng như nhau, nhưng theo hướng ngược lại.

Công thức của định luật hành động và phản ứng là:

F _1-2 = F _2-1

Lực của cơ thể 1 trên cơ thể 2 (F _1-2), hoặc lực tác động, bằng với lực của cơ thể 2 trên cơ thể 1 (F _2-1) hoặc lực phản ứng. Lực phản ứng sẽ có cùng hướng và độ lớn với lực tác dụng, nhưng theo hướng ngược lại.

Một ví dụ về định luật thứ ba của Newton có thể được nhìn thấy khi chúng ta phải di chuyển ghế sofa, hoặc bất kỳ vật nặng nào. Lực tác dụng tác dụng lên vật làm cho nó chuyển động, nhưng đồng thời nó tạo ra lực phản ứng theo hướng ngược lại mà chúng ta coi là lực cản của vật.

Xem thêm Các loại chuyển động.

Định luật thứ tư của Newton: định luật vạn vật hấp dẫn

Định đề của định luật vật lý này nói rằng lực hấp dẫn của hai cơ thể tỷ lệ thuận với sản phẩm của khối lượng của chúng.

Cường độ của sự hấp dẫn đó sẽ mạnh hơn khi cơ thể càng gần và đồ sộ hơn.

Công thức định luật thứ tư của Newton là:

F = G m1.m2 / d2

Lực tác dụng giữa hai vật có khối lượng (F) bằng hằng số hấp dẫn phổ quát (G). Hằng số này thu được bằng cách chia tích của hai khối lượng liên quan (m1.m2) cho khoảng cách phân tách chúng, bình phương (d2).

Chúng ta có một ví dụ về định luật thứ tư của Newton trong lực hấp dẫn mà hai quả bóng bowling phát huy. Họ càng gần nhau, lực hấp dẫn càng lớn.

Xem thêm:

• Trọng lực. Các ngành vật lý.