הגאון האנגלי אייזק ניוטון חי על גבול ה-17ומאות XVIII. בתקופה זו החלה לצוץ הציוויליזציה המערבית. ניוטון ממלא תפקיד משמעותי בכך. שלושת החוקים המפורסמים שלו היוו את הבסיס למכניקה הקלאסית. זה נכון במיוחד לגבי החוק הראשון של ניוטון. ההשקפה האינרציאלית של התנועה שינתה את כל הרעיונות על מכניקה. העולם הפך להיות שונה, מובן יותר. המדע והייצור קיבלו תנופה גדולה להאיץ.
מושגים בסיסיים
לפני גילוי האנגלי, ההנחה הייתה:כדי שגוף יזוז, צריך להפעיל עליו כוח. אחרת, זה פשוט ייפסק. ההוגה של סוף המאה ה-17 השליך את כל הדעות הקדומות והציע לבנות מודל ספקולטיבי של העולם שבו גופים אינם מושפעים מכוחות זרים, והמבנה שלהם אידיאלי.
יצירותיו של גלילאו גליליי הובילו אותו לכך. תנועתם של גופים קוסמיים כמעט ולא נפסקת. שום דבר לא מונע מהם לנוע בוואקום.
נולד החוק הראשון של ניוטון, שנוסח כך:
"ללא פעולת כוחות חיצוניים, או אם פעולת הכוחות הללו שווה, הגוף נע בצורה אחידה ובקו ישר".
הרעיון של העולם התהפך. מדע חדש נולד - דינמיקה.
מושג האינרציה
האמירה שיש להפעיל כוח כדי לשנות את מהירות התנועה הובילה להופעתו של מושג חדש - אינרציה.
אחד המאפיינים הבסיסיים של החומר קיבלשם משלו. אם נפנה למשמעות הלטינית של המילה אינרציה, אז המשמעות היא - "אינרציה" ו"חוסר פעילות". במילים אחרות, ניתן לשנות את מצב המערכת רק על ידי פעולת כוחות חיצוניים. הופיעה הגדרה מדעית: כוח הוא הגורם לשינוי במצב הגוף.
התוצאה השלישית של החוק הראשון של ניוטון הייתה מושג התאוצה, המתאר את השינוי במהירות התנועה.
דוגמאות לפתרון בעיות
הבה ננסה, תוך שימוש במושגים של החוק הראשון של ניוטון, לפתור מספר בעיות.
תרגיל. אילו כוחות פועלים על ספינת האוויר במהלך: א) תנועתה באוויר; ב) בזמן בשדה התעופה?
תשובה: א) המשיכה של כדור הארץ מפוצה בכוח הציפה של האוויר, דחף המנוע מפצה על התנגדות הסביבה החיצונית; ב) כוח הציפה של האוויר מפוצה על ידי עוגני שדות תעופה.
תרגיל. כיצד ניתן להסביר את התופעות הבאות: א) בזמן גשם, טיפות נופלות על הקרקע באותה מהירות; ב) לוויין החלל טס עם המנועים כבויים.
תשובה: א) טיפת גשם יורדת באינרציה.בשכבות התחתונות של האטמוספירה, השפעת כוח הכובד של כדור הארץ מפוצה בהתנגדות אוויר; ב) הלוויין נע בקו ישר ובאופן אחיד באינרציה, אם לא פועלים עליו כוחות חיצוניים.
ערך מעשי
כפי שניתן לראות ממה שנכתב קודם לכן, הנוסחאות של הראשוןחוק ניוטון לא קיים. יש לו רק תיאור מילולי, אין מאפיינים מספריים לערכיו. עם זאת, המשמעות שלו בחיים האמיתיים גדולה מאוד. זוהי אבן הפינה של כל המכניקה המודרנית.
- ללא ידע על חוקי האינרציה, אי אפשר לדמיין את כל התוכנית של חקר החלל.
- אדם משתמש במכונית מודרנית כל יום. כל מערכת הבטיחות של המכונה מבוססת על הידע כיצד יתנהגו גופים בעלי מסות שונות בעת עצירה פתאומית.
- תחנות כוח הידרואלקטריות תורמות תרומה משמעותית למגזר האנרגיה בעולם. הטורבינות שלהם מייצרות זרם בהשפעת האינרציה של המים.
ישנן דוגמאות רבות, שבהן הכל מציית לחוק האינרציה.
השקפת פילוסוף
כמו כל מושג בסיסי,מה שאנו שוקלים חורג בהרבה מהיישום המקורי. בקושי ניתן להפריז בחשיבותה האידיאולוגית. יש צורך להגדיר נכון את מערכת הדיווח, החוק הראשון של ניוטון יבוא לידי ביטוי, ללא קשר לסוג הפעילות האנושית.
עושים את מה שאנחנו אוהבים, אנחנו אפילו לא שמים לב לזהאנחנו עובדים על דחף. כוחו של הרעב חייב לבוא לידי ביטוי כדי שנקטע את העיסוק שלנו. כדאי לצאת לחופשה לנוח, אנחנו מתרגלים לזה עד כדי כך שיידרש מאמץ לחזור לקצב העבודה.
לאחר הקמתה, מערכת חברתית מתפתחת על ידי אינרציה. נדרשים כוחות משמעותיים כדי לשנות את כיוון התפתחותו.
מכניקה ניוטונית
החשיבות המכרעת של החוק הראשון של ניוטון כבר צוינה. הגדרת החוקים הבאים נמצאת בפיתוחה.
החוק השני קובע שהגוף מקבלהתאוצה פרופורציונלית לכוח המופעל. ביחס למסה, יהיה קשר הפוך. בניסוח שונה, הגוף ישנה את מהירות התנועה שלו ככל שהכוח המופעל מהר יותר, ככל שהכוח המופעל יהיה גדול יותר ומסת הגוף פחותה.
החוק השלישי מסביר שפעולה שווה לתגובה. במילים אחרות, אם גוף אחד מפעיל כוח על גוף אחר, אז בתגובה הוא מקבל את אותה השפעה. רק בכיוון השני.
על שלושת החוקים האלה כולם מודרנייםמֵכָנִיקָה. כמובן, לחישובים בעולם האמיתי משתמשים בנוסחאות מורכבות, מודלים מתקדמים יותר של סדר העולם. אבל כולם מסתכמים בשלושה חוקים.
הפורמט של המאמר אינו מאפשר לתאר הכל בפירוטכללים והשלכות בעקבות החוק הראשון של ניוטון. כדי להעריך את משמעותו, מספיק להבין דברים פשוטים. כדי להבין נכון את העולם, לפעמים אתה צריך לפשט את המערכת. סרב לפרטים ופרטים קלים. בחר את העיקר ועקוב אחר נתיב המחקר שלו. הכל מצטמצם למושגים פשוטים יותר. חשוב להשתמש במערכת ההתייחסות הנכונה. תנועת הגוף אינה מוחלטת. בהתאם למושגי החוק הראשון של ניוטון, תמיד ניתן להחליף את מסגרת ההתייחסות בה הגוף ינוע בזו פשוטה יותר, שבה הגוף נייח ביחס לנקודת התצפית.
בהסתכלות על העולם בצורה חדשה, אתה יכול לשנות הרבה.
