NEWTONOVI NEWTONOVI ZAKONI

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

ZAKONI

…ne znam kakav se činim svijetu, ali sebi izgledam poput kakvadječaka koji se igra na obali mora, zabavljajući se da tu i tamonađe neki glatki oblutak ili neku neobično lijepu školjku, dok se pred njim, još poptpuno neotkriven, stere veliki ocean istine.

Isaac Newton (1642-1727)

ReferentniReferentni sustavisustavi

Ista fizička veličina može poprimiti različite vrijednostiako je mjere promatrači koji se gibaju jedan u odnosu na drugog

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

Mjerena vrijednost fizičke veličine ovisi o referentnom sustavuopažača koji obavlja mjerenje.

Odabir referentnog sustava znači odabir ishodišta

Apsolutni, povlašteni, sustav, koji miruje...

Osnovni problem klasične mehanike:Čestica poznatih osobina nalazi se u potpuno definiranoj okolini.

Kakvo će gibanje izvoditi ?

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

Zakoni gibanja

Kazuju kako izračunati ubrzanje koje će tijelo imatipod djelovanjem zadane sile

Uvode pojmove“sila”, “ubrzanje”, “masa” i odnose među njima

Kazuju kako izračunatisile za različite fizičke sisteme(okoline, čestice)

Newtonovi zakoni Zakoni sile

Problem Problem gibanjagibanja i i uzrokauzroka gibanjagibanja

GalilejGalilej i Newton, 17 i Newton, 17 stst..

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

Principia Principia MathematicaMathematica PhilosophiaePhilosophiae NaturalisNaturalis, 1686. g, 1686. g

Newton, Newton, otacotac klasičneklasične mehanikemehanike

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

uvod

1. 1. NewtonovNewtonov zakonzakon

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

Predgalilejanske koncepcije (Aristotel):“prirodno stanje” tijela je mirovanje

“dokaz” pokus: naš svakodnevni zor

Oči i uši su slabi svjedoci….

1. 1. NewtonovNewtonov zakonzakon -- doprinosdoprinos GalilejaGalileja

Galileo Galilei(1564-1642)

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

1. 1. NewtonovNewtonov zakonzakon -- doprinosdoprinos GalilejaGalileja

Galileo Galilei(1564-1642)

Uzmimo savršeno glatku podlogu…

OtacOtac misaonogmisaonog pokusapokusa, , fizikefizike kaokao znanostiznanosti......

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

Ključna ideja za formulaciju zakona mehanike:Vanjska sila je potrebna da bi izmijenila brzinu tijela,ali za održavanje gibanja NIJE potrebna

1. 1. NewtonovNewtonov zakonzakon -- iskaziskaz

TijeloTijelo ustrajeustraje u u stanjustanju mirovanjamirovanjailiili jednolikogjednolikog gibanjagibanja popo pravcupravcu, , ukolikoukoliko se to se to stanjestanje nene izmijeniizmijeni

djelovanjemdjelovanjem silesile..

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

1. 1. NewtonovNewtonov zakonzakon -- inačiceinačice

Govori o odsustvu sile F=0

1. F = 02. Sile postoje, ali im je rezultanta 0

Ne čini razliku između situacija:

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

AkoAko nana tijelotijelo nene djelujedjeluje silasila <=> <=> ubrzanjeubrzanje jeje 00

1. 1. NewtonovNewtonov zakonzakon -- inačiceinačice

PripisujePripisuje tijelutijelu svojstvosvojstvo tromostitromosti ((inercijeinercije, , ustrajnostiustrajnosti))

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

Tromost je otpor tijela djelovanju sile

U U odsustvuodsustvu silesile tijelotijelo mirujemiruje iliili se se jednolikojednolikopravocrtnopravocrtno gibagiba,,u u suprotnomsuprotnom se se odlikujeodlikuje tromošćutromošću..

1. 1. NewtonovNewtonov zakonzakon -- posljediceposljedice

1. 1. NewtonovNewtonov zakonzakon nazivanaziva se se ZAKONOM INERCIJEZAKONOM INERCIJE

a a sustavisustavi nana kojekoje se se odnosiodnosiINERCIJALNIM SUSTAVIMAINERCIJALNIM SUSTAVIMA.

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

OprezOprez, , dakledakle::-- u u inercijalnominercijalnom sustavusustavu : F=0: F=0-- u u neinercijalnomneinercijalnom sustavusustavu :F :F ≠≠00

1. 1. NewtonovNewtonov zakonzakon -- inercijalniinercijalni sustavisustavi

InercijalniInercijalni sustavisustavi ::““AhilovaAhilova petapeta” ” GalilejGalilej--NewtonoveNewtonove (GN) (GN) mehanikemehanike

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

Postoje li inercijalni sustavi ?Ako postoje, kako ih prepoznati, detektirati ?

OdgovoriOdgovori sadržesadrže cirkularnostcirkularnost::GN: Prepoznaju se po odsustvu sile.Mi: Kako znamo da nema sile ?GN: Po tome što tijelo miruje ili se jednoliko pravocrtno giba.Mi: Kako definiram mirovanje i jednoliko pravocrtno gibanje ?GN: To je gibanje u odsustvu sile !!!!!!!

OperacijskaOperacijska definicijadefinicija silesile

2. 2. NewtonovNewtonov zakonzakon

EgzistencijaEgzistencija silesile::1. Ako tijelo ima ubrzanje definiram: na nj djeluje sila.2. Smjer sile isti je kao smjer ubrzanja3. Ako postoji više sila na tijelo Fi, svaka uzrokuje svoje ubrzanje ai

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

ZaključakZaključak::silasila i i ubrzanjeubrzanje susu razmjernirazmjerni

2. Newtonov zakon - različita tijela

Razmotrimo učinak sile na različita tijela

Što određuje ubrzanje tijela ? Masa je mjera za otpor promjeni gibanja (mjera za tromost) !

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

FFm1

m2

a1

a2

m1m2

a2a1

Opažamo: =

F’F’a’1

a’2

m1

m2

Opažamo:m1m2

a’2a’1

=

OmjerOmjer masamasa dvajudvaju tijelatijela neovisanneovisan jeje o o silisili primijenjenojprimijenjenoj nana njihnjih

2. Newtonov zakon -iskaz

Objedinjeno...

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

F= maF= maVektorski zbroj svih silakoje djeluju na tijelo a =

dvdt

ddvdtF = m (mv)= dt

Količina gibanja

VremenskaVremenska promjenapromjena količinekoličine gibanjagibanja jednakajednaka jeje silisilii i dogadogađđaa se u se u smjerusmjeru silesile

2. Newtonov zakon - napomene

1. N.z. sadržan je u 2. N.z. kao specijalan slučaj za F=0Dakle, od 3 N.z. samo su dva nezavisni !

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

StatikaStatika

Grana mehanike koja se bavi fizičkim sistemima u kojima jerezultanta sila jednaka 0.

3. 3. NewtonovNewtonov zakonzakon

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

Sile imaju porijeklo u drugim tijelima iz okoline.Svaka je sila rezultat međudjelovanja dvaju tijela.

Izolirana sila nije moguća.

akcija <=> akcija

UzajamneUzajamne akcijeakcije dvajudvaju tijelatijela uvijekuvijek susu jednakejednakei i suprotnogsuprotnog susu smjerasmjera..

3. Newtonov zakon - napomene

Oprez...

silesile susu usmjereneusmjerene dužduž spojnicespojnice, a , a hvatištahvatišta susu imim….….

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

……u u različitimrazličitim tijelimatijelima !!

Newtonovi zakoni - posljedice

Iz N.z. proizlazi jedan od temeljnih prirodnih zakona:

ZakonZakon očuvanjaočuvanja količinekoličine gibanjagibanja

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

Količina gibanja p = mv

zakon F = d(mv)dt

dpdt

= F2. Newtonov tj.

Međusobnim silama tijela mijenjaju svoje količine gibanja, jer mijenjaju svoje brzine.

= -dp1dt

dp2dt

Dakle: Prema 3. N.z. F1= - F2

ddt (p1 + p2) = 0 tj. pp11 + p+ p2 2 = = konstkonst..Odnosno:

UkupnaUkupna količinakoličina gibanjagibanja jeje invarijantainvarijanta sustavasustava.

(R. Descartes)

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

Uvode pojmove“sila”, “ubrzanje”, “masa” i odnose među njima

Kazuju kako izračunatisile za različite fizičke sisteme(okoline, čestice)

Zakoni gibanja

Kazuju kako izračunati ubrzanje koje će tijelo imatipod djelovanjem zadane sile

Newtonovi zakoni Zakoni sile

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

ZAKONI SILEKako izračunati sile za različite fizičke sisteme (okoline, čestice) ?

Doc

.dr.R

ajka

Jurd

ana-

Šepić

F = f (svojstva tijela, svojstva okoline)

Zadatak fizike: pronaći tu finkciju !

Različiti fizički sistemi tijelo-okolina u prirodi imaju svoje zakonitostisvoje zakone sila

Zakoni sile - primjeri

SilaSila ZakonZakon silesile SistemSistem TijeloTijelo OkolinaOkolina

elastična F = - kx uteg opruga, tlo

trenje F = µmg cigla tlo, uže

težina F = mg loptica Zemlja

općagravitacija

F = G mMR2 satelit u orbiti Zemlja

električna F = Keq1q2

r2 elektron ion

Doc.dr.Rajka Jurdana-Šepić