5.S: Sheria za Newton za Mwendo (muhtasari)

Masharti muhimu

mienendo	utafiti wa jinsi vikosi vya kuathiri mwendo wa vitu na mifumo
nguvu ya nje	nguvu kaimu juu ya kitu au mfumo kwamba asili ya nje ya kitu au mfumo
nguvu	kushinikiza au kuvuta kitu kwa ukubwa maalum na mwelekeo; inaweza kuwakilishwa na vectors au kuonyeshwa kama nyingi ya nguvu ya kawaida
kuanguka bure	hali ambayo nguvu tu kaimu juu ya kitu ni mvuto
mchoro wa bure	mchoro kuonyesha vikosi vyote vya nje vinavyofanya kitu au mfumo; mfumo unawakilishwa na hatua moja pekee, na vikosi vinawakilishwa na vectors kupanua nje kutoka hatua hiyo
Sheria ya Hooke	katika spring, nguvu kurejesha sawia na katika mwelekeo kinyume cha makazi yao zilizowekwa
inertia	uwezo wa kitu kupinga mabadiliko katika mwendo wake
sura ya kumbukumbu ya inertial	sura ya kumbukumbu inayohamia kwa kasi ya mara kwa mara kuhusiana na sura ya inertial pia ni inertial; sura ya kumbukumbu inayoharakisha jamaa na sura ya inertial sio inertial
sheria ya inertia	tazama sheria ya kwanza ya mwendo wa Newton
nguvu ya nje ya wavu	vector jumla ya vikosi vyote vya nje vinavyofanya kitu au mfumo; husababisha wingi kuharakisha
newton	SI kitengo cha nguvu; 1 N ni nguvu inayohitajika ili kuharakisha kitu na uzito wa kilo 1 kwa kiwango cha 1 m/s ^2
Sheria ya kwanza ya mwendo wa Newton	mwili wakati wa kupumzika unabaki kupumzika au, ikiwa ni mwendo, unabaki katika mwendo kwa kasi ya mara kwa mara isipokuwa ikitenda na nguvu ya nje ya nje; pia inajulikana kama sheria ya inertia
Sheria ya pili ya Newton ya mwendo	kuongeza kasi ya mfumo ni sawia moja kwa moja na katika mwelekeo sawa na nguvu ya nje ya wavu inayofanya mfumo na inversely sawia na wingi wake
Sheria ya tatu ya Newton ya mwendo	wakati wowote mwili mmoja unatumia nguvu kwenye mwili wa pili, mwili wa kwanza hupata nguvu ambayo ni sawa na ukubwa na kinyume katika mwelekeo wa nguvu ambayo inafanya
nguvu ya kawaida	nguvu kusaidia uzito wa kitu, au mzigo, ambayo ni perpendicular kwa uso wa mawasiliano kati ya mzigo na msaada wake; uso hutumia nguvu hii kwa kitu cha kuunga mkono uzito wa kitu
mvutano	kuunganisha nguvu inayofanya kazi pamoja na kiunganishi kilichowekwa rahisi, kama kamba au cable
kusukumia	mmenyuko nguvu kwamba inasubu mwili mbele katika kukabiliana na nguvu ya nyuma
uzito	nguvu\(\vec{w}\) kutokana na mvuto kutenda juu ya kitu cha molekuli m

Mlinganyo muhimu

Net nguvu ya nje	$$\ vec {F} _ {net} =\ jumla\ vec {F} =\ vec {F} _ {1} +\ vec {F} _ {F} _ {2} +\ ldots$$
Sheria ya kwanza ya Newton	$$\ vec {v} = mara kwa mara\; wakati\;\ vec {F} _ {net} =\ vec {0}\; N $$
Sheria ya pili ya Newton, fomu ya vector	$$\ vec {F} _ {wavu} =\ jumla\ vec {F} = m\ vec {a} $$
Sheria ya pili ya Newton, fomu ya scalar	$$\ vec {F} _ {wavu} = ma $$
Sheria ya pili ya Newton, fomu ya sehemu	$$\ sum\ vec {F} _ {x} = m\ vec {a} _ {x},\ jumla\ vec {F} _ {y} = m\ vec {a} _ {y},\ sum\ vec {F} _ {z} = m\ vec {a} _ {z} $$
Sheria ya pili ya Newton, fomu ya kasi	$$\ vec {F} _ {wavu} =\ frac {d\ vec {p}} {dt} $$
Ufafanuzi wa uzito, fomu ya vector	$$\ vec {w} = m\ vec {g} $$
Ufafanuzi wa uzito, fomu ya scalar	$$w = mg$$
Sheria ya tatu ya Newton	$$\ vec {F} _ {AB} = -\ vec {F} _ {BA} $$
Nguvu ya kawaida juu ya kitu kilichopumzika kwenye uso usio na usawa, fomu ya vector	$$\ vec {N} = -m\ vec {g} $$
Nguvu ya kawaida juu ya kitu kilichopumzika kwenye uso usio na usawa, fomu ya scalar	$$N = mg$$
Nguvu ya kawaida juu ya kitu kinachopumzika kwenye ndege iliyopendekezwa, fomu ya scalar	$$N = mg\ cos\ theta$$
Mvutano katika cable inayounga mkono kitu cha molekuli m wakati wa kupumzika, fomu ya scalar	$$T = w = mg$$

Muhtasari

5.1 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).

5.2 Sheria ya Kwanza ya Newton

• Kwa mujibu wa sheria ya kwanza ya Newton, kuna lazima iwe na sababu ya mabadiliko yoyote katika kasi (mabadiliko katika ukubwa ama ama mwelekeo) kutokea. Sheria hii pia inajulikana kama sheria ya inertia.
• Msuguano ni nguvu ya nje inayosababisha kitu kupungua.
• Inertia ni tabia ya kitu kubaki kupumzika au kubaki katika mwendo. Inertia inahusiana na wingi wa kitu.
• Ikiwa kasi ya kitu ikilinganishwa na sura iliyotolewa ni mara kwa mara, basi sura ni inertial. Hii ina maana kwamba kwa sura ya kumbukumbu ya inertial, sheria ya kwanza ya Newton halali.
• Msawazo unapatikana wakati nguvu za mfumo zina usawa.
• Nguvu halisi ya sifuri inamaanisha kuwa kitu kinapumzika au kusonga kwa kasi ya mara kwa mara; yaani, si kuharakisha.

5.3 Sheria ya Pili ya Newton

• Nguvu ya nje hufanya mfumo kutoka nje ya mfumo, kinyume na nguvu za ndani, ambazo hufanya kati ya vipengele ndani ya mfumo.
• 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.

5.4 Misa na Uzito

• Misa ni wingi wa suala katika dutu.
• Uzito wa kitu ni nguvu ya wavu juu ya kitu cha kuanguka, au nguvu yake ya mvuto. Kitu kinakabiliwa na kasi kutokana na mvuto.
• Baadhi ya nguvu ya upinzani juu kutoka hewa hufanya vitu vyote vinavyoanguka duniani, hivyo hawawezi kamwe kuwa katika kuanguka kwa bure.
• 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.

5.5 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.
• Nguvu mbili sawa na kinyume hazifuta kwa sababu zinafanya mifumo tofauti.
• 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. Roketi, ndege, na magari yanasukumwa mbele na nguvu ya majibu ya kutia.
• Kuchagua mfumo ni hatua muhimu ya uchambuzi katika kuelewa fizikia ya tatizo na kutatua.

5.6 Vikosi vya kawaida

• Wakati kitu kinakaa juu ya uso, uso hutumia nguvu kwa kitu kinachounga mkono uzito wa kitu. Nguvu hii inayounga mkono hufanya perpendicular na mbali na uso. Inaitwa nguvu ya kawaida.
• Wakati kitu kinakaa juu ya uso usio na kasi usio na usawa, ukubwa wa nguvu ya kawaida ni sawa na uzito wa kitu.
• Wakati kitu kinakaa kwenye ndege iliyopendekezwa ambayo inafanya angle\(\theta\) na uso usio na usawa, uzito wa kitu unaweza kutatuliwa katika vipengele vinavyofanya perpendicular na sambamba na uso wa ndege.
• Nguvu ya kuunganisha ambayo hufanya pamoja na kontakt iliyowekwa rahisi, kama kamba au cable, inaitwa mvutano. Wakati kamba inasaidia uzito wa kitu kilichopumzika, mvutano katika kamba ni sawa na uzito wa kitu. Ikiwa kitu kinaharakisha, mvutano ni mkubwa zaidi kuliko uzito, na ikiwa inapungua, mvutano ni chini ya uzito.
• Nguvu ya msuguano ni nguvu inayotokana na kitu cha kusonga (au kitu ambacho kina tabia ya kusonga) sambamba na interface inayopinga mwendo (au tabia yake).
• Nguvu iliyoandaliwa katika chemchemi inatii sheria ya Hooke, kulingana na ukubwa wake ni sawa na uhamisho na ina maana katika mwelekeo tofauti wa makazi yao.
• Vikosi vya kweli vina asili ya kimwili, wakati vikosi vya uwongo hutokea kwa sababu mwangalizi ni katika sura ya kuharakisha au isiyo ya kawaida ya kumbukumbu.

5.7 Kuchora michoro za Mwili

• Ili kuteka mchoro wa mwili wa bure, tunapata kitu cha riba, kuteka nguvu zote zinazofanya kitu hicho, na kutatua vectors zote za nguvu katika vipengele vya x- na y. Tunapaswa kuteka mchoro tofauti wa mwili wa bure kwa kila kitu katika tatizo.
• 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.

Wachangiaji na Majina

Template:ContribOpenStaxUni