# 5: Sheria za Newton za Mwendo

$$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$$ $$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$$$$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$$ $$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$$ $$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$$ $$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$$ $$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$$ $$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$$ $$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$$ $$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$$ $$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$$ $$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$$ $$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$$ $$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$$ $$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$$ $$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$$ $$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$$ $$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$$ $$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$$ $$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$$ $$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$$ $$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$$$$\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}$$

Unapoendesha gari kwenye daraja, unatarajia kubaki imara. Pia unatarajia kuharakisha au kupunguza kasi ya gari lako kwa kukabiliana na mabadiliko ya trafiki. Katika matukio hayo yote, unashughulika na nguvu. Vikosi vya daraja viko katika usawa, hivyo hukaa mahali. Kwa upande mwingine, nguvu zinazozalishwa na inji yako ya gari husababisha mabadiliko katika mwendo. Isaac Newton aligundua sheria za mwendo zinazoelezea hali hizi. Vikosi vinaathiri kila wakati wa maisha yako. Mwili wako unafanyika duniani kwa nguvu na uliofanyika pamoja na nguvu za chembe za kushtakiwa. Unapofungua mlango, tembea chini ya barabara, uinua uma yako, au kugusa uso wa mtoto, unatumia nguvu. Kuzunguka ndani zaidi, atomi za mwili wako zinashikamana pamoja na nguvu za umeme, na kiini cha atomi, kinachoitwa kiini, kinashikiliwa pamoja na nguvu kali tunayokijua-nguvu za nyuklia.

• 5.1: Utangulizi wa Sheria za Newton za Mwendo
• 5.2: Vikosi
Dynamics ni utafiti wa jinsi nguvu zinavyoathiri mwendo wa vitu, wakati kinematics inaelezea tu jinsi vitu vinavyohamia. Nguvu ni kushinikiza au kuvuta ambayo inaweza kuelezwa kwa suala la viwango mbalimbali, na ni vector ambayo ina ukubwa na mwelekeo. Vikosi vya nje ni vikosi vya nje vinavyofanya mwili. Mchoro wa bure wa mwili ni kuchora kwa nguvu zote za nje zinazofanya mwili. Kitengo cha nguvu cha SI ni Newton (N).
• 5.3: Sheria ya Kwanza ya Newton
Kwa mujibu wa sheria ya kwanza ya Newton (sheria ya inertia), kuna lazima iwe na sababu ya mabadiliko yoyote katika kasi (mabadiliko katika ukubwa au mwelekeo) kutokea. Inertia inahusiana na wingi wa kitu. Ikiwa kasi ya kitu ikilinganishwa na sura iliyotolewa ni mara kwa mara, basi sura ni inertial na sheria ya kwanza ya Newton halali. Nguvu halisi ya sifuri inamaanisha kuwa kitu kinapumzika au kusonga kwa kasi ya mara kwa mara; yaani, si kuharakisha.
• 5.4: Sheria ya Pili ya Newton
Sheria ya pili ya mwendo wa Newton inasema kuwa nguvu ya nje ya kitu kilicho na molekuli fulani ni sawia moja kwa moja na katika mwelekeo sawa na kuongeza kasi ya kitu. Sheria ya pili ya Newton pia inaweza kuelezea nguvu halisi kama kiwango cha instantaneous cha mabadiliko ya kasi. Hivyo, nguvu ya nje ya nje husababisha kasi ya nonzero.
• 5.5: Misa na Uzito
Ufafanuzi wa makini lazima ufanywe kati ya kuanguka bure na uzito kwa kutumia ufafanuzi wa uzito kama nguvu kutokana na mvuto unaofanya kitu cha molekuli fulani. Baadhi ya nguvu ya upinzani juu kutoka hewa hufanya vitu vyote vinavyoanguka duniani, hivyo hawawezi kamwe kuwa katika kuanguka kwa bure.
• 5.6: Sheria ya Tatu ya Newton
Sheria ya tatu ya Newton ya mwendo inawakilisha ulinganifu wa msingi katika asili, na nguvu ya uzoefu sawa na ukubwa na kinyume katika mwelekeo wa nguvu iliyojitokeza. Jozi ya mmenyuko wa hatua ni pamoja na mwogeleaji akisubu ukuta, helikopta kujenga kuinua kwa kusuuza hewa chini, na pweza kujisonga mbele kwa kutoa maji kutoka mwilini wake. Kuchagua mfumo ni hatua muhimu ya uchambuzi katika kuelewa fizikia ya tatizo na kutatua.
• 5.7: Vikosi vya kawaida
Wakati kitu kinakaa juu ya uso usio na kasi usio na usawa, ukubwa wa nguvu ya kawaida ni sawa na uzito wa kitu. Katika ndege iliyopendekezwa, uzito wa kitu unaweza kutatuliwa katika vipengele vinavyofanya perpendicular na sambamba na uso wa ndege. Wakati kamba inasaidia uzito wa kitu kilichopumzika, mvutano katika kamba ni sawa na uzito wa kitu. Nguvu iliyoendelezwa katika chemchemi inatii sheria ya Hooke.
• 5.8: Kuchora michoro za Mwili wa Mwili
Mchoro wa mwili huru ni njia muhimu ya kuelezea na kuchambua vikosi vyote vinavyotenda mwili kuamua usawa kulingana na sheria ya kwanza ya Newton au kuongeza kasi kulingana na sheria ya pili ya Newton. Ili kuteka mchoro wa mwili wa bure, futa kitu cha riba, futa nguvu zote zinazofanya kitu hicho, na kutatua vectors zote za nguvu katika vipengele vya x- na y.
• 5.E: Sheria za Newton za Mwendo (Mazoezi)
• 5.S: Sheria za Newton za Mwendo (muhtasari)

Thumbnail:Daraja la Golden Gate, mojawapo ya kazi kubwa zaidi za uhandisi wa kisasa, lilikuwa daraja la kusimamishwa kwa muda mrefu zaidi duniani mwaka ulilofunguliwa, 1937. Bado ni kati ya madaraja 10 ya kusimamishwa marefu zaidi kama ya mwandiko huu. Katika kubuni na kujenga daraja, ni fizikia gani tunapaswa kuzingatia? Ni vikosi gani vinavyotenda daraja? Ni nguvu gani zinazoweka daraja kuanguka? Je, minara, nyaya, na ardhi huingilianaje ili kudumisha utulivu?