Ņūtona pirmais likums pret otro kustības likumu
Savā revolucionārajā grāmatā Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Dabas filozofijas matemātiskie principi) sers Īzaks Ņūtons ierosināja trīs kustības likumus. Ņūtona kustības likumi ir klasiskās mehānikas stūrakmeņi. Šie likumi tiek piemēroti gandrīz visur fizikas jomā. Pirmais Ņūtona likums apraksta objekta kustību kvalitatīvā metodē. Pirmais likums definē arī inerciālo rāmi. Otrais kustības likums ir kvantitatīvs likums, un tas apraksta arī spēka jēdzienu. Ir ļoti svarīgi ļoti labi saprast šos likumus, lai pareizi izprastu klasisko mehāniku un pat relativitāti. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir Ņūtona pirmais kustības likums un Ņūtona otrais kustības likums, to definīcijas, šo divu likumu fiziskās interpretācijas, līdzības starp pirmo un otro likumu un, visbeidzot, atšķirība starp Ņūtona pirmo likumu. likums un otrais kustības likums.
Ņūtona pirmais kustības likums
Vienkāršākā Ņūtona pirmā likuma forma ir tāda, ka ķermeņa ātrums paliek nemainīgs, ja vien uz ķermeni neiedarbojas ārējs spēks. Ja grāmata ir tulkota angļu valodā, tā kā 1. kustības likumu piešķir teikumu “Katrs ķermenis saglabā miera stāvokli vai vienmērīgi kustas taisni uz priekšu, izņemot tiktāl, ciktāl tas ir spiests mainīt savu stāvokli ar spēka iespaidu”.. Šis likums nozīmē, ka, lai mainītu noteiktu objekta stāvokli, ir jāpieliek ārējs spēks. Citiem vārdiem sakot, objekts nevēlas mainīt pašreizējo stāvokli. To sauc par objekta inerci. Inerci var identificēt kā objekta tendenci palikt tā pašreizējā stāvoklī. Jebkuru rāmi (koordinātu sistēmu), kas atbilst Ņūtona pirmajam likumam, sauc par inerciālo rāmi. Šajā ziņā pirmo kustības likumu var uzskatīt par inerciālo kadru definīciju.
Ņūtona otrais kustības likums
Otrā likuma vienkāršākā forma ir “Ķermeņa paātrinājums ir paralēls un tieši proporcionāls neto spēkam F un apgriezti proporcionāls masai m”. Citiem vārdiem sakot, F=k m a. SI vienību sistēma ir definēta tā, ka k ir vienāds ar 1. Tāpēc vienādojums SI sistēmā kļūst par F=ma. Otro likumu var uzskatīt arī par spēka definīciju. Spēku var izteikt arī, izmantojot impulsu. Impulsa izmaiņu ātrums ir vienāds ar neto spēku, kas pielikts objektam. Tā kā impulss, kas iedarbojas uz objektu, ir tāds pats kā pēkšņa impulsa maiņa, spēku var definēt arī, izmantojot impulsu.
Kāda ir atšķirība starp Ņūtona pirmo un otro kustības likumu?
• Pirmais likums ir kvalitatīvs, bet otrais ir kvantitatīvs.
• Pirmais likums ir inerciālā rāmja definīcija, savukārt otrais likums ir spēka definīcija.
• Ja neto spēks uz objektu ir nulle, 2. likums samazinās līdz pirmajam kustības likumam.
