החוק הראשון של ניוטון לעומת חוק התנועה השני
בספרו פורץ הדרך Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (עקרונות מתמטיים של פילוסופיה טבעית), סר אייזק ניוטון הציע את שלושת חוקי התנועה. חוקי התנועה של ניוטון הם אבני הפינה של המכניקה הקלאסית. חוקים אלו מיושמים כמעט בכל מקום בתחום הפיזיקה. החוק הראשון של ניוטון מתאר את תנועתו של אובייקט בשיטה איכותית. החוק הראשון מגדיר גם את המסגרת האינרציאלית. חוק התנועה השני הוא חוק כמותי, והוא גם מתאר את מושג הכוח. חיוני להבנה טובה מאוד של חוקים אלה כדי לקבל הבנה נכונה במכניקה הקלאסית ואפילו בתורת היחסות.במאמר זה, אנו הולכים לדון מהו חוק התנועה הראשון של ניוטון וחוק התנועה השני של ניוטון, הגדרותיהם, הפירושים הפיזיקליים של שני החוקים הללו, קווי הדמיון בין החוק הראשון לחוק השני ולבסוף ההבדל בין החוק הראשון של ניוטון. חוק וחוק שני של תנועה.
חוק התנועה הראשון של ניוטון
הצורה הפשוטה ביותר של החוק הראשון של ניוטון היא שמהירות הגוף נשארת ללא שינוי אלא אם כן הגוף מופעל על ידי כוח חיצוני. אם הספר מתורגם לאנגלית, הוא נותן את המשפט "כל גוף ממשיך במצבו של מנוחה או של תנועה אחידה ישר קדימה, למעט במידה שהוא נאלץ לשנות את מצבו בכוח שהתרשם" כחוק התנועה הראשון. חוק זה מרמז שכדי לשנות מצב מסוים של עצם יש להפעיל כוח חיצוני. במילים אחרות, האובייקט אינו מוכן לשנות את המצב הנוכחי. זה ידוע בתור האינרציה של האובייקט. ניתן לזהות אינרציה כנטייה של אובייקט להישאר במצבו הנוכחי.כל מסגרת (מערכת קואורדינטות) העומדת בחוק הראשון של ניוטון מכונה מסגרת אינרציאלית. במובן זה, ניתן לקחת את חוק התנועה הראשון כהגדרה של מסגרות אינרציאליות.
חוק התנועה השני של ניוטון
הצורה הפשוטה ביותר של החוק השני היא "ההאצה של גוף מקבילה ופרופורציונלית ישירה לכוח נטו F ובפרופורציה הפוך למסה m". במילים אחרות, F=k m a. מערכת יחידת SI מוגדרת כך ש-k שווה ל-1. לכן, המשוואה הופכת ל-F=ma במערכת SI. החוק השני יכול להיחשב גם כהגדרה של כוח. ניתן לבטא כוח גם באמצעות מומנטום. קצב שינוי התנע שווה לכוח הנקי המופעל על האובייקט. מכיוון שדחף הפועל על עצם זהה לשינוי מומנטום פתאומי, ניתן להגדיר את הכוח גם באמצעות דחף.
מה ההבדל בין חוק התנועה הראשון והשני של ניוטון?
• החוק הראשון הוא חוק איכותי ואילו החוק השני הוא חוק כמותי.
• החוק הראשון הוא ההגדרה של מסגרת אינרציאלית ואילו החוק השני הוא ההגדרה של כוח.
• כאשר הכוח הנקי על העצם הוא אפס החוק השני מצטמצם לחוק התנועה הראשון.
