Newtonovi zakoni kretanja – razlika između verzija
Uklonjeni sadržaj Dodani sadržaj
m dodana kategorija Fizički zakoni pomoću gadgeta HotCat |
Nema sažetka izmjene |
||
Red 1:
{{short description|Fizički zakoni u klasičnoj mehanici}}
[[Datoteka:
'''Njutnovi zakoni''' su skup tri osnovna [[Fizički zakoni|zakona]] klasične [[Fizika|fizike]]. Oni opisuju vezu između [[motion (physics)|kretanja]] tela i [[force|sila]] koje deluju na telo i prvi ih je predstavio [[Isak Njutn]]. Oni su objavljeni u knjizi „Philosophiae Naturalis Principia matematica“ ili u slobodnom prevodu Matematičke osnove prirodne filozofije (kako je Njutn zvao fiziku) iz [[1687]]. godine.<ref name=Principia>See the ''Principia'' on line at [https://archive.org/details/newtonspmathema00newtrich Andrew Motte Translation]</ref> Ovi zakoni čine temelje klasične mehanike. Njutn ih je koristio da objasni i istraži kretanje mnogih fizičkih objekata i sistema.<ref name=Motte>[http://members.tripod.com/~gravitee/axioms.htm Andrew Motte translation of Newton's ''Principia'' (1687) ''Axioms or Laws of Motion'']</ref> Na primer, u trećem tomu teksta, Njutn je pokazao da zakoni kretanja, u kombinaciji sa njegovim [[Newton's law of universal gravitation|zakonom univerzalne gravitacije]], mogu da objasne [[Kepler's laws of planetary motion|Keplerove zakone planetarnog kretanja]].
Prvi zakon kvalitativno definiše silu, drugi zakon nudi kvantitativnu meru sile, a treći tvrdi da pojedinačna izolovana sila ne postoji. Ova tri zakona su izražena na više načina, tokom skoro tri veka, i mogu se sumirati na sledeći način:
; Prvi zakon
:U [[Inercijalni sistem referencije|inercijalnom referentnom okviru]] objekt ostaje u mirovanju ili se nastavlja kretati konstantnom [[Brzina|brzinom]], osim ako na njega ne deluje [[force|sila]].<ref name=first-law-shaums>{{Cite book| last = Browne| first =Michael E.| title =Schaum's outline of theory and problems of physics for engineering and science| publisher = McGraw-Hill Companies| date =July 1999| format =Series: Schaum's Outline Series| page =[https://archive.org/details/schaumsoutlineof00brow/page/58 58]| url =https://archive.org/details/schaumsoutlineof00brow| url-access = registration| isbn =978-0-07-008498-8}}</ref><ref name=first-law-dmmy>{{Cite book| last = Holzner| first = Steven | title =Physics for Dummies| publisher =Wiley, John & Sons, Incorporated| date =December 2005| page =[https://archive.org/details/physicsfordummie00holz/page/64 64]| url =https://archive.org/details/physicsfordummie00holz| url-access = registration| isbn =978-0-7645-5433-9| bibcode = 2005pfd..book.....H }}</ref>
;Drugi zakon
:U inercijalnom referentnom okviru [[vektor]]ski zbir sila {{math|'''F'''}} koje deluju na objekt jednak je [[mass|masi]] {{math|''m''}} tog objekta, pomnoženoj sa [[acceleration|ubrzanjem]] {{math|'''a'''}} objekta: {{math|'''F''' {{=}} ''m'''''a'''}}. (Ovde se pretpostavlja da je masa ''m'' konstantna - videti [[#Drugi zakon: Zakon sile|ispod]].)
;Treći zakon
:Kada jedno telo deluje silom na drugo telo, drugo telo istovremeno deluje silim jednake veličine i suprotnog smera na prvo telo.
Neki opisuju i ''četvrti zakon'' koji navodi da se sile sabiraju poput vektora, odnosno da se sile pokoravaju [[Superposition principle|principu superpozicije]].<ref>{{cite book|last1=Greiner|first1=Walter|title=Classical mechanics: point particles and relativity|url=https://archive.org/details/springer_10.1007-b97649|date=2003|publisher=Springer|location=New York|isbn=978-0-387-21851-9}}</ref><ref>{{cite book |last1=Zeidler|first1=E. |title=Nonlinear Functional Analysis and its Applications IV: Applications to Mathematical Physics|date=1988|publisher=Springer|location=New York|isbn=978-1-4612-4566-7}}</ref><ref>{{cite book|last1=Wachter|first1=Armin |last2=Hoeber|first2=Henning|title=Compendium of theoretical physics|date=2006|publisher=Springer|location=New York|isbn=978-0-387-25799-0}}</ref>
== Pregled ==
[[File:Sir Isaac Newton (1643-1727).jpg|thumb|upright|Isak Njutn (1643–1727), fizičar koji je formulisao osnovne zakone [[Kinematika|kinematike]]]]
Njutonovi zakoni primenjuju se na objekte koji su idealizovani kao mase datih tačaka,<ref>{{Cite book
| last1 = Truesdell | first1 = Clifford A.| last2 = Becchi| first2 = Antonio| last3 = Benvenuto| first3 = Edoardo
| title = Essays on the history of mechanics: in memory of Clifford Ambrose Truesdell and Edoardo Benvenuto
| publisher = Birkhäuser| date = 2003| location = New York| page = 207
| url = https://books.google.com/books?id=6LO_U6T-HvsC| isbn = 978-3-7643-1476-7
|quote=[...] while Newton had used the word 'body' vaguely and in at least three different meanings, Euler realized that the statements of Newton are generally correct only when applied to masses concentrated at isolated points;
}}</ref> u smislu da se veličina i oblik tela objekta zanemaruju da bi se lakše posvetila pažnja njegovom kretanju. To se može učiniti kada je objekt mali u poređenju s rastojanjima koja su obuhvaćena analizom, ili ako [[deformation (mechanics)|deformacija]] i rotacija tela nemaju nikakvu važnost. Na taj način se čak i planeta može idealizovati kao čestica za analizu njenog orbitalnog kretanja oko zvezde.
U svom izvornom obliku, Njutnovi zakoni kretanja nisu adekvatni da karakterišu kretanje [[rigid bodies|krutih]] i [[Plastičnost (fizika)|deformabilnih]] tela. [[Leonard Ojler]] je 1750. godine uveo je generalizaciju Njutnovih zakona kretanja za kruta tela koja se zvala [[Euler's laws of motion|Ojlerovi zakoni kretanja]]. Oni su kasnije primenjeni i na deformabilna tela koja su postulirana kao [[Mehanika kontinuuma|kontinuum]]. Ako je telo predstavljeno kao sklop diskretnih čestica, svaka od kojih je regulisana Njutonovim zakonima kretanja, onda se Ojlerovi zakoni mogu izvesti iz Njutnovih zakona. Ojlerovi zakoni se međutim mogu smatrati i aksiomima koji opisuju zakone kretanja za proširena tela, nezavisno od korpuskularne strukture.<ref>{{cite book|last=Lubliner |first=Jacob |title=Plasticity Theory (Revised Edition) |publisher=Dover Publications |date=2008 |url=http://www.ce.berkeley.edu/~coby/plas/pdf/book.pdf |isbn=978-0-486-46290-5 |url-status=dead |archiveurl=https://web.archive.org/web/20100331022415/http://www.ce.berkeley.edu/~coby/plas/pdf/book.pdf |archivedate=31 March 2010 |df= }}</ref>
Njutnovi zakoni važe samo u određenom setu [[frames of reference|referentnih okvira]] koji se nazivaju [[Inertial reference frame|Njutnovskim ili inercijalnim referentnim okvirima]]. Neki autori tumače prvi zakon kao definisanje inercijalnog referentnog okvira; sa tog stanovišta, drugi zakon je primenljiv samo kad je opažanje napravljeno iz inercijalnog referentnog okvira, te se stoga prvi zakon ne može dokazati kao poseban slučaj drugog. Drugi autori tretiraju prvi zakon kao posledicu drugog.<ref name=tseitlin>{{cite journal |title= Newton's First Law: Text, Translations, Interpretations and Physics Education |journal= Science & Education | author= Galili, I. | author2= Tseitlin, M. |volume= 12 |issue= 1 |year= 2003 |pages= 45–73 |doi= 10.1023/A:1022632600805 |bibcode = 2003Sc&Ed..12...45G }}</ref><ref>{{cite book |chapter-url= http://www.lightandmatter.com/html_books/1np/ch04/ch04.html |title= Newtonian Physics |author= Benjamin Crowell |chapter= 4. Force and Motion |isbn= 978-0-9704670-1-0 |url-status=live |df= dmy-all |year= 2001 |url= https://archive.org/details/newtonianphysics00crow }}</ref> Eksplicitni koncept inercijalnog referentnog okvira razvijen je nedugo nakon Njutnove smrti.
U datoj interpretaciji pretpostavlja se da su [[masa]], [[acceleration|ubrzanje]], [[Impuls|momenat]] i (što je najvažnije) [[force|sila]] spoljašnje definisane veličine. Ovo je najčešće, ali ne i jedino tumačenje načina na koji zakoni mogu biti definisati za ove veličine.
Njutnovska mehanika bila je zamenjena [[Specijalna teorija relativnosti|specijalnim relativnošću]], ali je još uvek korisna kao aproksimacija kada su razmatraju brzine mnogo manje od [[speed of light|brzine svetlosti]].<ref>In making a modern adjustment of the second law for (some of) the effects of relativity, ''m'' would be treated as the [[relativistic mass]], producing the relativistic expression for momentum, and the third law might be modified if possible to allow for the finite signal propagation speed between distant interacting particles.</ref>
== Prvi zakon: Zakon inercije ==
U originalu, na [[latinski jezik|latinskom]], [[Isak Njutn|Njutn]] je prvi zakon zapisao: „''Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.''“, što se malo slobodnije i prostije rečeno prevodi kao:
'''Svako telo ostaje u stanju mirovanja ili ravnomernog pravolinijskog kretanja sve dok ga delovanje ili dejstvo drugog tela ne prisili da to stanje promeni.'''<ref name="first-law-shaums" /><ref name="first-law-dmmy" />
Ovaj zakon se takođe naziva i osnovni zakon kretanja, a opisuje princip [[inercija|inercije]] i može se iskazati i na sledeći način:
'''Telo na koje ne deluju [[sila|sile]] ima težnju da nastavi [[kretanje]] istim [[vektor|smerom]] i [[brzina|brzinom]].'''
:<math>\sum_{i=1}^ n \overrightarrow{F_i} = \overrightarrow{0} \Rightarrow \frac{\mathrm{d} \mathbf{v} }{\mathrm{d}t} = 0.</math>
== Drugi zakon: Zakon sile ==
Ovaj zakon je Njutn napisao ovim rečima, na latinskom: „''Mutattionem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.''“, što se malo slobodnije i prostije rečeno prevodi kao:
'''Ubrzanje tela srazmerno je sili koja na njega deluje, a obrnuto srazmerno masi tela.'''
== Treći zakon: Zakon akcije i reakcije ==
[[Datoteka:Hattie Johnson 2.jpg||mini|desno|Sila akcije kojom [[puška]] deluje na puščano zrno po [[vektor|pravcu]] i [[vektor|intenzitetu]], a suprotnom [[vektor|smeru]], jednaka je sili kojom puščano zrno deluje na pušku, a time i na rame strelca.]]
Tekst zakona kako je Njutn zapisao na latinskom je: ''Actioni contrariam semper et æqualem esse reactionem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse æquales et in partes contrarias dirigi'', što malo slobodnije i prostije rečeno znači:
'''Sila kojom jedno telo deluje na drugo telo jednaka je po intenzitetu i pravcu sili kojom drugo telo deluje na prvo, ali je suprotnog smera.'''<ref>[http://ia310114.us.archive.org/2/items/newtonspmathema00newtrich/newtonspmathema00newtrich.pdf ''Principia'', Andrew Motte Translation]</ref>
'''Za svaku [[sila|silu]] akcije koja deluje na neko telo postoji i sila reakcije. Sila reakcije je istog [[vektor|intenziteta]] i [[vektor|pravca]] kao i sila akcije ali suprotnog [[vektor|smera]]. Važno je
''':<math>\overrightarrow{F_1} = -\overrightarrow{F_2}</math>
== Područje važenja zakona ==
Ovi zakoni su važeći samo u [[klasična mehanika|klasičnoj mehanici]], gde je [[brzina]] mnogo manja od brzine [[svetlost]]i a [[masa]] tela puno veća nego je veličina [[atom]]skih delova ([[elektron]], [[proton]], [[neutron]]). U slučaju izuzetno velikih [[brzina]], uporedivih sa brzinom svetlosti, ili izuzetno malih masa, uporedivih sa masom atoma, pojavljuju se drugi efekti koji se precizno opisuju zakonima [[Kvantna mehanika|kvantne mehanike]] i [[Teorija relativnosti|relativističke fizike]].
Sva tri Njutnova zakona se mogu dobiti iz zakona kvantne i relatvističke mehanike, aproksimacijom da su brzine beskonačno male spram brzine svetlosti.
== Literatura ==
{{refbegin|30em}}
* <cite id=cro2000>Crowell, Benjamin, (2011), [http://www.lightandmatter.com/lm/ ''Light and Matter''], (2011, Light and Matter), especially at Section [https://web.archive.org/web/20111231145108/http://www.lightandmatter.com/html_books/lm/ch04/ch04.html#Section4.2 '''4.2, Newton's First Law'''], Section [https://web.archive.org/web/20111231145108/http://www.lightandmatter.com/html_books/lm/ch04/ch04.html#Section4.3 '''4.3, Newton's Second Law'''], and Section [https://web.archive.org/web/20111228082715/http://www.lightandmatter.com/html_books/lm/ch05/ch05.html#Section5.1 '''5.1, Newton's Third Law'''].</cite>
* <cite id=fey2005>{{cite book| last = Feynman | first = R. P. | last2 = Leighton | first2 = R. B. |author3=Sands M. |year=2005|title=The Feynman Lectures on Physics |volume=Vol. 1|edition=2nd|publisher=Pearson/Addison-Wesley|isbn=978-0-8053-9049-0}}</cite>
* <cite id=fow1999>{{cite book| last = Fowles | first = G. R. | last2 = Cassiday | first2 = G. L. |year=1999|title=Analytical Mechanics|edition=6th|publisher=Saunders College Publishing|isbn=978-0-03-022317-4}}</cite>
* <cite id=lik1973>{{cite book|author=Likins Peter W. |year=1973|title=Elements of Engineering Mechanics|publisher=McGraw-Hill Book Company|isbn=978-0-07-037852-0}}</cite>
* <cite id=mar1995>{{cite book|last=Jerry|first=Marion|last2=Stephen|first2=Thornton|year=1995|title=Classical Dynamics of Particles and Systems|publisher=Harcourt College Publishers|isbn=978-0-03-097302-4}}</cite>
* <cite id=new1729v1>{{cite book|last=Newton|first=Sir Isaac|last2=Machin|first2=John|title=The Mathematical Principles of Natural Philosophy|url=https://books.google.com/books?id=Tm0FAAAAQAAJ&pg=PA19|year=1729|publisher=B. Motte|pages=19–}}</cite>
* <cite id=new1729v2>Newton, Isaac, "Mathematical Principles of Natural Philosophy", 1729 English translation based on 3rd Latin edition (1726), [https://books.google.com/books?id=6EqxPav3vIsC volume 2, containing Books 2 & 3].</cite>
* <cite id=tho1867>Thomson, W (Lord Kelvin), and Tait, P G, (1867), [https://books.google.com/books?id=wwO9X3RPt5kC ''Treatise on natural philosophy''], volume 1, especially at [https://books.google.com/books?id=wwO9X3RPt5kC&pg=PA178 Section 242, '''Newton's laws of motion'''].</cite>
* <cite id=woo2003>{{cite book|url=https://books.google.com/?id=ggPXQAeeRLgC&printsec=frontcover&dq=isbn=978-1-85233-426-0#PPA6,M1 |title=Special relativity |last=Woodhouse|first=NMJ|publisher=Springer |year=2003|isbn=978-1-85233-426-0|location=London/Berlin|pages=6}}</cite>
{{refend}}
== Reference ==
{{reflist|2}}
==
* [[Impuls]]
* [[Termodinamika|Termodinamički zakoni]]
* [[Keplerovi zakoni]]
==
{{Commonscat|Newton's laws of motion}}
* [https://web.archive.org/web/20080411233349/http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Physics/8-01Physics-IFall1999/VideoLectures/detail/Video-Segment-Index-for-L-6.htm MIT Physics video lecture] on Newton's three laws
* [http://phy.hk/wiki/englishhtm/firstlaw.htm Simulation on Newton's first law of motion]
* "[http://demonstrations.wolfram.com/NewtonsSecondLaw/ Newton's Second Law]" by Enrique Zeleny, [[Wolfram Demonstrations Project]].
* {{YouTube|9gFMObYCccU|Newton's 3rd Law demonstrated in a vacuum}}
* [https://www.bbc.co.uk/programmes/b009mvj0 The Laws of Motion], BBC Radio 4 discussion with Simon Schaffer, Raymond Flood & Rob Iliffe (''In Our Time'', 3 April 2008)
{{
[[Kategorija:Fizički zakoni]]
[[Kategorija:Dinamika]]
[[Kategorija:Isak Njutn]]
[[Kategorija:Klasična mehanika]]
[[Kategorija:Mehanika]]
[[Kategorija:Fundamentalni koncepti fizike]]
[[Kategorija:Eksperimentalna fizika]]
|