Vật lý là một môn khoa học nghiên cứu các quy luật của Vũ trụ của chúng ta, sử dụng một phương pháp nghiên cứu tiêu chuẩn và một hệ thống đơn vị đo lường nhất định. Đơn vị của lực thường được gọi là N (newton). Sức mạnh là gì, làm thế nào để tìm và đo lường nó? Hãy cùng tìm hiểu vấn đề này chi tiết hơn.
Thú vị từ lịch sử
Isaac Newton là nhà khoa học người Anh xuất sắc của thế kỷ 17, người đã đóng góp vô giá cho sự phát triển của khoa học toán học chính xác. Chính ông là cha đẻ của vật lý cổ điển. Ông đã mô tả được các quy luật chi phối cả những thiên thể khổng lồ và những hạt cát nhỏ bị gió cuốn đi. Một trong những khám phá chính của ông là định luật vạn vật hấp dẫn và ba định luật cơ bản mô tả sự tương tác của các vật thể trong tự nhiên. Sau đó, các nhà khoa học khác đã có thể suy ra các định luật ma sát, nghỉ và trượt chỉ nhờ vào những khám phá khoa học của Isaac Newton.
Một chút lý thuyết
Một đại lượng vật lý được đặt theo tên của một nhà khoa học. Newton là một đơn vị của lực. Định nghĩa về lực có thể được mô tả như sau: "Lực là một đại lượng đo lường định lượng tương tác giữa các vật thể, hoặc một đại lượng,đặc trưng cho mức độ cường độ hoặc căng thẳng của cơ thể."
Lực được đo bằng Newton là có lý do. Chính nhà khoa học này đã tạo ra 3 định luật "quyền lực" không gì lay chuyển được và có liên quan đến ngày nay. Hãy nghiên cứu chúng với các ví dụ.
Luật thứ nhất
Để hiểu đầy đủ về các câu hỏi: "Newton là gì?", "Đơn vị đo lường của cái gì?" và "Ý nghĩa vật lý của nó là gì?", cần nghiên cứu kỹ ba định luật cơ bản của cơ học.
Điều đầu tiên nói rằng nếu cơ thể không bị ảnh hưởng bởi các cơ quan khác, thì nó sẽ được nghỉ ngơi. Và nếu cơ thể đang chuyển động, thì trong trường hợp không có bất kỳ tác động nào lên nó, nó sẽ tiếp tục chuyển động đều trên một đường thẳng.
Hãy tưởng tượng rằng một cuốn sách nào đó có khối lượng nhất định nằm trên một mặt bàn phẳng. Ký hiệu tất cả các lực tác dụng lên nó, ta được rằng đây là trọng lực hướng thẳng đứng xuống dưới và phản lực của giá đỡ (trong trường hợp này là bàn) hướng thẳng đứng lên trên. Vì cả hai lực cân bằng tác dụng của nhau nên độ lớn của lực kết quả bằng không. Theo định luật đầu tiên của Newton, đây là lý do tại sao cuốn sách ở trạng thái nghỉ.
Luật thứ hai
Nó mô tả mối quan hệ giữa lực tác dụng lên một vật và gia tốc mà nó nhận được do lực tác dụng. Isaac Newton, khi xây dựng định luật này, là người đầu tiên sử dụng giá trị không đổi của khối lượng làm thước đo cho sự biểu hiện của quán tính và quán tính của một vật. Họ gọi là quán tínhkhả năng hoặc đặc tính của các cơ quan để duy trì vị trí ban đầu của chúng, nghĩa là chống lại các tác động bên ngoài.
Định luật thứ hai thường được mô tả bằng công thức sau: F=am; trong đó F là kết quả của tất cả các lực tác dụng lên vật, a là gia tốc mà vật nhận được, và m là khối lượng của vật. Lực cuối cùng được biểu thị bằng kgm / s2. Biểu thức này thường được biểu thị bằng newton.
Newton trong vật lý là gì, định nghĩa của gia tốc là gì và nó có liên quan như thế nào với lực? Những câu hỏi này được trả lời bằng công thức của định luật cơ học thứ hai. Cần hiểu rằng định luật này chỉ áp dụng cho những vật thể chuyển động với tốc độ nhỏ hơn nhiều so với tốc độ ánh sáng. Ở tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, các định luật hơi khác sẽ hoạt động, được điều chỉnh bởi một phần vật lý đặc biệt về thuyết tương đối.
Định luật thứ ba của Newton
Đây có lẽ là định luật dễ hiểu và đơn giản nhất mô tả sự tương tác của hai cơ thể. Ông nói rằng tất cả các lực phát sinh theo cặp, nghĩa là, nếu một vật tác động lên vật thể khác với một lực nhất định, thì đến lượt vật thể thứ hai, cũng tác động lên vật thể thứ nhất với một lực tương đương.
Cách các nhà khoa học diễn đạt định luật như sau: "… sự tương tác của hai vật thể trên nhau là bình đẳng với nhau, nhưng hướng theo hai hướng ngược nhau."
Hãy tìm hiểu newton là gì. Trong vật lý, thông thường xem xét mọi thứ trên các hiện tượng cụ thể, do đóDưới đây là một số ví dụ mô tả các định luật cơ học.
- Chim nước như vịt, cá hoặc ếch di chuyển vào hoặc qua nước một cách chính xác bằng cách tương tác với nó. Định luật thứ ba của Newton nói rằng khi một vật thể tác động lên vật thể khác, một phản lực luôn phát sinh, có cường độ tương đương với vật thể thứ nhất, nhưng hướng theo hướng ngược lại. Dựa trên điều này, chúng ta có thể kết luận rằng chuyển động của vịt xảy ra do chúng dùng chân đẩy nước trở lại và bản thân chúng bơi về phía trước do phản ứng của nước.
- Bánh xe sóc là một ví dụ điển hình để chứng minh định luật thứ ba của Newton. Chắc hẳn mọi người đều biết bánh xe con sóc là gì. Đây là một thiết kế khá đơn giản, gợi nhớ đến cả bánh xe và trống. Nó được lắp đặt trong lồng để vật nuôi như sóc hoặc chuột trang trí có thể chạy xung quanh. Sự tương tác của hai vật thể, bánh xe và con vật, làm cho cả hai vật thể này chuyển động. Hơn nữa, khi sóc chạy nhanh thì bánh xe quay với tốc độ cao, còn khi giảm tốc thì bánh xe bắt đầu quay chậm hơn. Điều này một lần nữa chứng minh rằng hành động và phản tác dụng luôn bình đẳng với nhau, mặc dù chúng có hướng ngược nhau.
- Mọi thứ chuyển động trên hành tinh của chúng ta chỉ di chuyển do "hành động phản ứng" của Trái đất. Nghe thì có vẻ kỳ lạ, nhưng thực tế, khi đi bộ, chúng ta chỉ đang gắng sức để đẩy mặt đất hoặc bất kỳ bề mặt nào khác. Và chúng ta đang tiến về phía trước, bởi vì trái đất đang thúc đẩy chúng ta đáp lại.
Newton là gì: đơn vị đo lường hoặcsố lượng vật lý?
Định nghĩa của "newton" có thể được mô tả như sau: "nó là một đơn vị của lực". Nhưng ý nghĩa vật lý của nó là gì? Vì vậy, dựa trên định luật II Newton, đây là một đại lượng đạo hàm, được định nghĩa là một lực có khả năng thay đổi tốc độ của một vật có khối lượng 1 kg bằng 1 m / s chỉ trong 1 giây. Hóa ra newton là một đại lượng vectơ, nghĩa là nó có hướng riêng của nó. Khi chúng ta tác dụng một lực lên một vật, chẳng hạn như đẩy cánh cửa, chúng ta đồng thời thiết lập hướng chuyển động, theo định luật thứ hai, sẽ giống với hướng của lực.
Nếu bạn làm theo công thức, hóa ra là 1 Newton=1 kgm / s2. Khi giải các bài toán khác nhau trong cơ học, rất thường xuyên phải chuyển đổi newton sang các đại lượng khác. Để thuận tiện, khi tìm các giá trị nhất định, bạn nên nhớ các đặc điểm nhận dạng cơ bản kết nối newton với các đơn vị khác:
- 1 H=105dyne (dyna là đơn vị đo lường trong hệ thống CGS);
- 1 N=0,1 kgf (kilôgam là đơn vị lực trong hệ thống ICSS);
- 1 H=10-3sten bất kỳ cơ thể nào nặng 1 tấn).
Định luật vạn vật hấp dẫn
Một trong những khám phá quan trọng nhất của nhà khoa học, đã biến ý tưởng về hành tinh của chúng ta, là định luật hấp dẫn của Newton (lực hấp dẫn là gì, hãy đọc bên dưới). Tất nhiên, trước anh ta đã có những nỗ lực để làm sáng tỏ bí ẩn của sự hấp dẫnTrái đất. Ví dụ, Johannes Kepler là người đầu tiên gợi ý rằng không chỉ Trái đất có lực hút mà bản thân các vật thể cũng có thể hút Trái đất.
Tuy nhiên, chỉ có Newton mới chứng minh được bằng toán học mối quan hệ giữa lực hấp dẫn và quy luật chuyển động của hành tinh. Sau nhiều lần thử nghiệm, nhà khoa học nhận ra rằng trên thực tế, không chỉ Trái đất hút các vật thể về mình mà tất cả các thiên thể đều hút nhau. Ông suy ra định luật hấp dẫn, trong đó nói rằng bất kỳ vật thể nào, kể cả các thiên thể, đều bị hút với một lực bằng tích của G (hằng số hấp dẫn) và khối lượng của cả hai vật thể m1 m2chia cho R2(bình phương khoảng cách giữa các phần tử).
Tất cả các định luật và công thức do Newton đưa ra đều có thể tạo ra một mô hình toán học tích phân, mô hình này vẫn được sử dụng trong nghiên cứu không chỉ trên bề mặt Trái đất mà còn vượt xa hành tinh của chúng ta.
Chuyển đổi đơn vị
Khi giải các bài toán, bạn nên nhớ về các tiền tố SI tiêu chuẩn, các tiền tố này cũng được sử dụng cho các đơn vị đo lường "Newton". Ví dụ, trong các bài toán về các vật thể không gian, nơi mà khối lượng của các vật thể lớn, thường rất cần đơn giản hóa các giá trị lớn thành các giá trị nhỏ hơn. Nếu dung dịch là 5000 N, thì sẽ thuận tiện hơn khi viết câu trả lời dưới dạng 5 kN (kiloNewton). Đơn vị như vậy có hai loại: bội số và đơn vị con. Dưới đây là những cái được sử dụng nhiều nhất: 102N=1 hectoNewton (hN); 103H=1kiloNewton (kN); 106N=1 megaNewton (MN) và 10-2N=1 centiNewton (cN); 10-3N=1 milliNewton (mN); 10-9N=1 nanoNewton (nN).
