Νόμοι κίνησης του Νεύτωνα

Οι νόμοι της κίνησης του Νεύτωνα, πρωτοδημοσιεύθηκαν στο έργο του Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687). Οι νόμοι αυτοί αποτελούν τη βάση για την κλασική μηχανική.

Οι τρεις νόμοι της κίνησης του Νεύτωνα διατυπώνονται ως εξής:

Οι Τρεις Νόμοι του ΝεύτωναΕπεξεργασία

Πρώτος Νόμος του ΝεύτωναΕπεξεργασία

  • "Κάθε σώμα, που βρίσκεται μέσα σε ένα αδρανειακό σύστημα, διατηρεί την κατάσταση ηρεμίας, ή εκτελεί ευθύγραμμη ομαλή κίνηση, εφόσον καμία εξωτερική δύναμη δεν επιδρά για τη μεταβολή της η συνισταμένη των δυνάμεων ισούται με 0".

Ο νόμος αυτός ονομάζεται και "Νόμος της Αδράνειας".

Μαθηματικά, αυτό σημαίνει πως, αν ΣFεξ είναι το (διανυσματικό) άθροισμα όλων των εξωτερικών δυνάμεων που ασκούνται σε σώμα μάζας m και v η αντίστοιχη ταχύτητά του, τότε  

Η παραπάνω σχέση είναι αμφίδρομη, το οποίο σημαίνει πως ισχύει και το αντίθετο. Αν, δηλαδή, ένα σώμα κινείται με σταθερή ταχύτητα ως προς αδρανειακό παρατηρητή, τότε η συνισταμένη όλων των δυνάμεων που ασκούνται σε αυτό θα είναι μηδέν.

Δεύτερος Νόμος του ΝεύτωναΕπεξεργασία

 

Ο νόμος αυτός ονομάζεται και "Θεμελιώδης νόμος της μηχανικής". Πρόκειται για πειραματικό νόμο. Σε περίπτωση σταθερής μάζας παίρνει την απλοποιημένη μορφή:

 

Ισούται δηλαδή με το γινόμενο της μάζας του που επικρατεί εκεί, επί την επιτάχυνση που αποκτά. Η σχέση έχει διανυσματική μορφή F = m ∙ a

            μικρή μάζα → μικρή αδράνεια
            μεγάλη μάζα → μεγάλη αδράνεια

Τρίτος Νόμος του Νεύτωνα: ''Δράση- αντίδραση δύο σωμάτων (1 και 2) που είναι πάντα ίσες κατά το μέτρο και αντίθετες κατά τη φορά".Επεξεργασία

Οι δύο δυνάμεις δράση- αντίδραση ασκούνται πάντοτε σε δύο διαφορετικά σώματα ανεξαρτήτως μάζας και ταχύτητας αυτών. Σύμφωνα με τον νόμο δράσης- αντίδρασης, οι δυνάμεις που ασκούν το ένα σώμα στο άλλο αποτελούν ίου μέτρου και αντίθετης κατεύθυνσης, οπότε ''αλληλοεξουδετερώνονται''. Συνεπώς, ισχύει ότι: ΣF=0, δηλαδή αν F2 η αντίστοιχη δύναμη που ασκεί το σώμα 2 στο σώμα 1 και F1 η δύναμη που ασκεί το σώμα 1 στο σώμα 2, τότε θα ισχύει ότι:

ΣF=0

F1+F2=0

F1=-F2 (δυνάμεις ίσου μέτρου και αντίθετης κατεύθυνσης)

Ο νόμος αυτός, που είναι απόρροια της "αρχής διατήρησης της ορμής", λέγεται και "Νόμος δράσης-αντίδρασης". Αυτή η ονομασία προκύπτει από τον ορισμό: "Για κάθε δράση μιας δύναμης, υπάρχει μια αντίθετη δύναμη αντίδρασης".