Newtonovi zakoni gibanja

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Klasična mehanika
\mathbf{F} = \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}t}(m \mathbf{v})
drugi Newtonov zakon
povijest klasične mehanike
kronologija klasične mehanike
Prvi i drugi Newtonov zakon iz knjige Principia Mathematica na latinskom

Newtonovi zakoni gibanja ili Newtonovi aksiomi su tri zakona klasične mehanike objavljena 1687. godine u djelu Philosophiae naturalis principia mathematica Isaaca Newtona. Mogu se formulirati na različite načine iako imaju jednoznačni smisao. Ovdje su navedene uobičajene formulacije iz mnogih današnjih standardnih udžbenika (a ne prijevod izvornog Newtonovog teksta na latinskom). Pojmovi "gibanje tijela", "brzina tijela" i "ubrzanje tijela" odnose se na centar masa tijela.

1. zakon (Zakon inercije): Svako tijelo ostaje u stanju mirovanja ili jednolikog gibanja po pravcu sve dok vanjske sile ne uzrokuju promjenu tog stanja.

2. zakon (Temeljni zakon gibanja). U svakodnevnim primjenama najčešći je slučaj da se tijelu ne mijenja masa tijekom promjene brzine, što je moguće (zanemarujući promjene u dalekim i nemjerljivim decimalama) samo za brzine puno manje od brzine svjetlosti (tzv. nerelativistička aproksimacija). Tada se koristi sljedeća jednostavna formulacija drugog zakona:

Ako na tijelo mase m djeluje sila F, ona mu daje ubrzanje:

\vec a ={\vec F \over m}

Opća formulacija temeljnog zakona gibanja, bez spomenutih ograničenja, koja je bliža Newtonovom izvornom tekstu, glasi:

Brzina promjene količine gibanja tijela jednaka je sili koja djeluje na tijelo:

\vec F ={\mathrm{d}\vec p \over \mathrm{d}t}


Za slučaj da je masa tijela konstantna, lako se vidi iz definicije količine gibanja i iz pravila deriviranja da ova opća formulacija prelazi u prethodni jednostavniji oblik:

\vec F ={\mathrm{d}\vec p \over \mathrm{d}t}={\mathrm{d}(m\vec v) \over \mathrm{d}t}=m  {\mathrm{d}\vec v \over \mathrm{d}t}=m\vec a


3. zakon (Zakon akcije i reakcije): Ako jedno tijelo djeluje silom na drugo, tada i to drugo tijelo djeluje silom na ono prvo. Te dvije sile jednakog su iznosa, suprotnog smjera i leže na istom pravcu. (Sile su međudjelovanje dvaju tijela, i zato se uvijek javljaju u paru; jednu od njih, najčešće proizvoljno, nazivamo akcijom, a drugu reakcijom.)

Napomena: Bilo da sila uopće nema ili je njihov zbroj nula, prema drugom Newtonovom aksiomu tijelo nema ubrzanja, pa je u stanju mirovanja ili jednolikog gibanja po pravcu. To znači da bi se moglo smatrati kako je prvi aksiom (zakon inercije) zapravo sadržan u drugom aksiomu kao njegov specijalni slučaj.

Ipak, zakon inercije navodi se izdvojeno iz barem dva razloga. Gledano u povijesnom kontekstu, Newton prvim aksiomom naglašava Galilejeve spoznaje (za što mu je i odao priznanje) kojima se znanost toga vremena odvaja od aristotelijanskih zabluda o fizici (da je sila potrebna da bi se održalo gibanje). No, važniji je razlog to što zakon inercije predstavlja polazište za definiranje tzv. inercijalnih sustava (neubrzanih sustava): tek kad su referentni sustavi tako definirani, mogu se formulirati ostali aksiomi i drugi zakoni klasične fizike koji će u njima vrijediti.


Vanjske poveznice[uredi VE | uredi]