Các định luật về chuyển động của newton

Các định luật chuyển động Newton F=ma, với F lực tác dụng lên vật, m khối lượng vật a gia tốc vật Định luật III: Khi vật tác dụng lực lên vật thể thứ hai, vật thứ hai tác dụng lực độ lớn ngược chiều so với vật thứ Cả ba định luật nhà vật lý học Issac Newton tìm lần xuất sách Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Các nguyên lý toán học triết học tự nhiên) năm 1687.[4] Newton dùng định luật để giải thích nghiên cứu chuyển động vật thể, ví dụ chuyển động hành tinh hệ mặt trời.[5] Tổng quan Các định luật chuyển động Newton áp dụng cho vật thể lý tưởng hóa thành chất điểm với kích thước vô nhỏ so với quỹ đạo Do vậy, định luật áp dụng với hành tinh, mà kích thước vật thể lớn coi chất điểm so sánh với quỹ đạo chúng Ban đầu, định luật Newton sử dụng với chuyển động vật rắn vật thể có khối lượng biến đổi Năm 1750, Leonard Euler tổng quát hoá định luật Newton đưa Các định luật chuyển động Euler Nếu vật rắn biểu thị tập hợp vô số chất điểm định luật Euler coi hệ định luật Newton Tuy nhiên, định luật Euler áp dụng cho chuyển động vật thể mà không cần biết đến hình dáng vật thể Nguyên định luật I II Newton viết tiếng Latin Principia Mathematica Các định luật uyển động Newton hệ thống gồm định luật đặt móng cho học cổ điển Chúng mô tả mối quan hệ vật thể lực tác động chuyển động vật thể Các định luật diễn giải theo nhiều cách khác suốt kỷ sau đó,[1] tóm tắt sau: Định luật I (Định luật quán tính): Một vật không chịu tác dụng lực chịu tác dụng lực có hợp lực 0, hay nói cách khác lực cân giữ nguyên trạng thái đứng yên chuyển động đều.[2][3] Định luật I Định luật II: Vector gia tốc vật hướng với lực tác dụng lên vật Độ lớn vector gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn vector lực tỉ lệ nghịch với khối lượng vật Định luật thường phát biểu dạng phương trình Định luật viết dạng toán học: 2.1 Phát biểu Định luật I Newton phát biểu sau: ∑ F=0 ⇒ dv = dt 2.2 Lịch sử ĐỊNH LUẬT II nguyên nhân gây thay đổi trạng thái chuyển động (thay đổi vận tốc/động lượng vật) Lex I: Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi Nếu không xét tới lực quán tính, định luật I vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a Newton nghiệm hệ quy chiếu quán viribus impressis cogitur statum illum mutare tính, tức hệ quy chiếu có vận tốc không đổi so với Nguyên tiếng Latin từ Principa, 1687 Nói cách khác, định luật I tiên đoán tồn hệ quy chiếu quán tính, vật Nhà khoa học Hy Lạp cổ Aristotle tin tất thể không thay đổi vận tốc tổng lực tác thứ có vị trí riêng vũ trụ Những vật dụng lên Nếu áp dụng định luật nặng đá hay cỏ có xu hướng lại hệ quy chiếu phi quán tính, phải thêm vào Trái Đất, vật nhẹ lửa hay không khí lực quán tính Khi đó, tổng lực lực cộng lực có xu hướng không trung quán tính Như vậy, định luật I Newton phát có xu hướng thiên đàng [6] Từ đó, Aristotle cho biểu dạng: vật thể trạng thái ban đầu trạng thái nghỉ (trạng thái vị trí nó), để vật thể chuyển động thẳng đều, cần phải có lực không đổi tác dụng vào vật suốt trình chuyển động Trong vũ trụ hữu hình, chuyển động chất điểm hệ quy chiếu cho trước Φ định tác động lực triệt tiêu vân tốc chất điểm bất biến Φ Nói cách khác, chất điểm trạng thái đứng yên chuyển động thẳng hệ quy chiếu Φ trừ có ngoại lực khác tác động lên chất điểm đó[8] Tuy nhiên, Galileo Galilei cho không cần đến lực để vật thể di chuyển thẳng eo Gallilei, vật chuyển động có khuynh hướng giữ nguyên trạng thái chuyển động (quán tính) Trạng thái chuyển động đặc trưng vận tốc (hay tổng quát động lượng) chuyển động Nếu không chịu tác dụng tổng lực khác không vật đứng yên đứng yên mãi, vật chuyển động chuyển động thẳng mãi Định luật I Newton bắt nguồn từ định luật quán tính Galilei mở rộng cho trường hợp tổng lực Trong thực tế, hệ quy chiếu hệ quy chiếu quán tính hoàn toàn Tuy nhiên, nhiều trường hợp cụ thể, hệ quy chiếu coi gần hệ quy chiếu quán tính Ví dụ, xét chuyển động vật bề mặt Trái đất, người ta thường xem hệ quy chiếu gắn với mặt đất hệ quy chiếu [9] Cùng thời với Newton, nhiều nhà khoa học khác quán tính phát biểu định luật quán tính, tiêu biểu omas Hobbe [7] René Descartes Định luật II 2.3 Ý Nghĩa 3.1 Phát biểu Định luật II phát biểu sau: Định luật viết dạng toán học: ⃗ t p⃗ = J Với: • F⃗ tổng ngoại lực tác dụng lên vật (trong SI, lực đo đơn vị N) • p⃗ động lượng vật (trong SI, động lượng đo đơn vị kg m/s) Những nhà du hành vũ trụ bay với vận tốc thay đổi so với hệ quy chiếu Trái Đất nên họ phải chịu thêm lực quán tính cân với lực hấp dẫn Do vậy, tổng lực tác dụng lên họ hệ quy chiếu tàu vũ trụ Khi đó, vật thể cần tác động nhẹ di chuyển thẳng mãi • t thời gian (trong SI, thời gian đo đơn vị s) 3.2 Ý nghĩa Lex II: Mutationem motus proportionalem esse vi Định luật I lực nguyên nhân motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua gây chuyển động vật, mà vis illa imprimitur 3.4 Định luật Newton thuyết tương đối hẹp Nguyên tiếng Latin từ Principa, 1687 Cũng học cổ điển, không xét tới lực quán tính, định luật 2, giống định luật 1, eo phát biểu ban đầu Newton, xung lực J hệ quy chiếu quán tính Khi áp dụng cho hệ quy chiếu hiểu tích phân của∫một ngoại lực F khoảng không quán tính, cần thêm vào lực quán tính thời gian Δt [10][11] : J = ∆t F dt Từ ta có: J = F dt = dp hay: dp dt 3.4 Định luật Newton thuyết tương đối hẹp d(mv) dt Trong thuyết tương đối hẹp, định luật Newton Bởi chủ yếu vật thể có khối lượng không thay mở rộng để áp dụng cho liên hệ lực-4 động lượng-4 hay gia tốc-4: đổi [12] , định luật thường biết đến dạng: F= F=m = dv = ma, dt Fa = dP a dτ a a Với F ngoại lực tác dụng lên vật, m khối lượng F = m0 A vật a gia tốc vật Như vậy, ngoại lực tác dụng lên vật sản sinh gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn lực Nói cách khác, vật có gia tốc, ta Định luật III biết có lực tác dụng lên vật Phương trình toán học đưa định nghĩa cụ thể xác cho khái Định luật III Newton chuyển động phát biểu niệm lực Lực, vật lý, định nghĩa thay sau đổi động lượng đơn vị thời gian Như vậy, tổng ngoại lực tác dụng lên vật thời điểm Đối với lực tác động có định (lực tức thời) biểu thị tốc độ thay phản lực độ lớn, nói cách khác, lực đổi động lượng vật thời điểm Động lượng tương tác hai vật vật biến đổi nhanh ngoại lực tác dụng lên cặp lực độ lớn, phương, ngược chiều vật lớn ngược lại khác điểm đặt Ngoài việc đưa định nghĩa cho lực, định luật Newton tảng định luật bảo toàn động lượng định luật bảo toàn Hai định luật 4.1 Ý Nghĩa có ý nghĩa quan trọng việc đơn giản hóa nghiên Định luật Newton lực không xuất cứu chuyển động tương tác vật riêng lẻ mà xuất theo cặp động lực-phản lực Nói cách khác, lực xuất có tương tác qua 3.3 Định luật Newton học cổ lại hai hay nhiều vật với Cặp lực này, định luật nói rõ thêm, cặp lực trực đối Chúng có điển độ lớn ngược chiều Trong học cổ điển, khối lượng có giá trị không đổi, Trong tương tác hai vật A B Nếu A tác dụng chuyển động vật Do đó, phương trình định lực F⃗AB lên B, B gây lực F⃗BA lên luật Newton trở thành: A d⃗ p dm⃗v d⃗v F⃗ = = =m dt dt dt F⃗ = m⃗a Với: F⃗AB = −F⃗BA Hơn nữa, tương tác, A làm thay đổi động lượng B động lượng A bị thay đổi nhiêu theo chiều ngược lại • m khối lượng vật (trong SI, khối lượng đo đơn vị kg) Xem thêm • ⃗a gia tốc vật (trong SI, gia tốc đo đơn vị m/s2 ) • Định luật Euler Như học cổ điển, tổng ngoại lực tích khối lượng gia tốc • Cơ học Hamilton • Cơ học Lagrange • Định luật vạn vật hấp dẫn Newton • Nguyên lý tác dụng tối thiểu • Phản tác dụng (vật lý) • Nguyên lý tương đối Chú thích [1] For explanations of Newton’s laws of motion by Newton in the early 18th century, by the physicist William omson (Lord Kelvin) in the mid-19th century, and by a modern text of the early 21st century, see:• Newton’s “Axioms or Laws of Motion” starting on page 19 of volume of the 1729 translation of the "Principia"; • Section 242, Newton’s laws of motion in omson, W (Lord Kelvin), and Tait, P G, (1867), Treatise on natural philosophy, volume 1; and • Benjamin Crowell (2000), Newtonian Physics ĐỌC THÊM VÀ NGUỒN THAM KHẢO [9] ornton, Marion (2004) Classical dynamics of particles and systems (ấn 5) Brooks/Cole tr 53 ISBN 0-53440896-6 [10] Hannah, J, Hillier, M J, Applied Mechanics, p221, Pitman Paperbacks, 1971 [11] Raymond A Serway, Jerry S Faughn (2006) College Physics Pacific Grove CA: ompson-Brooks/Cole tr 161 ISBN 0-534-99724-4 [12] Plastino, Angel R.; Muzzio, Juan C (1992) “On the use and abuse of Newton’s second law for variable mass problems” Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy (Netherlands: Kluwer Academic Publishers) 53 (3): 227–232 Bibcode:1992CeMDA 53 227P ISSN 0923-2958 doi:10.1007/BF00052611 “We may conclude emphasizing that Newton’s second law is valid for constant mass only When the mass varies due to accretion or ablation, [an alternate equation explicitly accounting for the changing mass] should be used.” Đọc thêm nguồn tham khảo [2] Browne, Michael E (tháng năm 1999) Schaum’s outline of theory and problems of physics for engineering and science (Series: Schaum’s Outline Series) McGrawHill Companies tr 58 ISBN 978-0-07-008498-8 • Crowell, Benjamin (2011), Light and Maer (2011, Light and Maer), especially at Section 4.2, Newton’s First Law, Section 4.3, Newton’s Second Law, and Section 5.1, Newton’s ird Law [3] Holzner, Steven (tháng 12 năm 2005) Physics for Dummies Wiley, John & Sons, Incorporated tr 64 ISBN 978-0-7645-5433-9 • Feynman, R P.; Leighton, R B.; Sands, M (2005) e Feynman Lectures on Physics Vol (ấn 2) Pearson/Addison-Wesley ISBN 0-8053-9049-9 [4] See the Principia on line at Andrew Moe Translation [5] Andrew Moe translation of Newton’s Principia (1687) Axioms or Laws of Motion [6] Physics, or, Natural Hearing, dịch Glen Coughlin, South Bend: St Augustine’s Press 2005 [7] omas Hobbes viết Leviathan: at when a thing lies still, unless somewhat else stir it, it will lie still forever, is a truth that no man doubts But [the proposition] that when a thing is in motion it will eternally be in motion unless somewhat else stay it, though the reason be the same (namely that nothing can change itsel), is not so easily assented to For men measure not only other men but all other things by themselves And because they find themselves subject aer motion to pain and lassitude, [they] think every thing else grows weary of motion and seeks repose of its own accord, lile considering whether it be not some other motion wherein that desire of rest they find in themselves, consists [8] Beay, Millard F (2006) Principles of engineering mechanics Volume of Principles of Engineering Mechanics: Dynamics-e Analysis of Motion, Springer tr 24 ISBN 0-387-23704-6 • Fowles, G R.; Cassiday, G L (1999) Analytical Mechanics (ấn 6) Saunders College Publishing ISBN 0-03-022317-2 • Likins, Peter W (1973) Elements of Engineering Mechanics McGraw-Hill Book Company ISBN 007-037852-5 • Marion, Jerry; ornton, Stephen (1995) Classical Dynamics of Particles and Systems Harcourt College Publishers ISBN 0-03-097302-3 • NMJ Woodhouse (2003) Special Relativity London/Berlin: Springer tr ISBN 1-85233-4266 Về lịch sử • Newton, Isaac, "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica", 1729 English translation based on 3rd Latin edition (1726), volume 1, containing Book 1, especially at the section Axioms or Laws of Motion, starting page 19 • Newton, Isaac, “Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica”, 1729 English translation based on 3rd Latin edition (1726), volume 2, containing Books & 5 • omson, W (Lord Kelvin), and Tait, P G, (1867), Treatise on natural philosophy, volume 1, especially at Section 242, Newton’s laws of motion Liên kết • MIT Physics video lecture on Newton’s three laws • Light and Maer – an on-line textbook • Simulation on Newton’s first law of motion • "Newton’s Second Law" by Enrique Zeleny, Wolfram Demonstrations Project • Newton’s 3rd Law demonstrated in a vacuum YouTube NGUỒN, NGƯỜI ĐÓNG GÓP, VÀ GIẤY PHÉP CHO VĂN BẢN VÀ HÌNH ẢNH Nguồn, người đóng góp, giấy phép cho văn hình ảnh 9.1 Văn • Các định luật uyển động Newton Nguồn: https://vi.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1c_%C4%91%E1%BB%8Bnh_lu%E1%BA% ADt_v%E1%BB%81_chuy%E1%BB%83n_%C4%91%E1%BB%99ng_c%E1%BB%A7a_Newton?oldid=26616058 Người đóng góp: Synthebot, Dieu2005, Idioma-bot, HaMinh1997, Prenn, Earthandmoon, TuHan-Bot, EmausBot, Silvergoat, RedBot, Imohano, Cheers!-bot, MerlIwBot, AvicBot, TuanUt, AlphamaBot, AlphamaBot2, Addbot, OctraBot, uanmycuatoi, itxongkhoiAWB, Bhuyquang1, HiepsixanhleAWB, TuanminhBot, angko135 người vô danh 9.2 Hình ảnh • Tập_tin:Commons-logo.svg Nguồn: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4a/Commons-logo.svg Giấy phép: Public domain Người đóng góp: is version created by Pumbaa, using a proper partial circle and SVG geometry features (Former versions used to be slightly warped.) Nghệ sĩ đầu tiên: SVG version was created by User:Grunt and cleaned up by 3247, based on the earlier PNG version, created by Reidab • Tập_tin:ISS-15_Fruits.jpg Nguồn: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f6/ISS-15_Fruits.jpg Giấy phép: Public domain Người đóng góp: International Space Station Imagery Nghệ sĩ đầu tiên: NASA • Tập_tin:Newtons_laws_in_latin.jpg Nguồn: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5d/Newtons_laws_in_latin.jpg Giấy phép: Public domain Người đóng góp: ? Nghệ sĩ đầu tiên: ? 9.3 Giấy phép nội dung • Creative Commons Aribution-Share Alike 3.0 ... lực, định luật Newton tảng định luật bảo toàn động lượng định luật bảo toàn Hai định luật 4.1 Ý Nghĩa có ý nghĩa quan trọng việc đơn giản hóa nghiên Định luật Newton lực không xuất cứu chuyển động. .. với độ lớn lực Nói cách khác, vật có gia tốc, ta Định luật III biết có lực tác dụng lên vật Phương trình toán học đưa định nghĩa cụ thể xác cho khái Định luật III Newton chuyển động phát biểu niệm... thái chuyển động (quán tính) Trạng thái chuyển động đặc trưng vận tốc (hay tổng quát động lượng) chuyển động Nếu không chịu tác dụng tổng lực khác không vật đứng yên đứng yên mãi, vật chuyển động