Newtonovi zakoni gibanja

Newtonovi zakoni gibanja ili Newtonovi aksiomi tri su zakona klasične mehanike objavljena 1687. godine u djelu Philosophiae naturalis principia mathematica Isaaca Newtona. Mogu se formulirati na različite načine iako imaju jednoznačni smisao. Ovdje su navedene uobičajene formulacije iz mnogih današnjih standardnih udžbenika, a ne prijevod izvornog Newtonovog teksta na latinskom.

Prvi i drugi Newtonov zakon iz knjige Philosophiæ naturalis principia mathematica na latinskom

Klasična mehanika

$\mathbf {F} ={\frac {\mathrm {d} }{\mathrm {d} t}}(m\mathbf {v} )$ drugi Newtonov zakon

povijest klasične mehanike kronologija klasične mehanike Grane statika • dinamika/kinetika • kinematika • primjenjena mehanika • nebeska mehanika • mehanika kontinuuma • statistička mehanika Formulacije Newtonova mehanika (vektorska mehanika) analitička mehanika: Lagrangeova mehanika Hamiltonova mehanika Osnovni koncepti prostor • vrijeme • brzina • masa • ubrzanje • gravitacija • sila • impuls sile • spreg sila/moment sile • količina gibanja • kutna količina gibanja • tromost • moment tromosti • referentni okvir • energija • kinetička energija • potencijalna energija • rad • virtualni rad • D'Alembertovo načelo • princip stacionarnog djelovanja Ključne teme kruto tijelo • dinamika krutog tijela • Eulerove jednadžbe gibanja • gibanje • Newtonovi zakoni gibanja • Newtonov zakon gravitacije • jednadžbe gibanja • inercijski referentni okvir • neinercijski referentni okvir • rotirajući referentni okvir • fiktivna sila • mehanika ravninskog gibanja krutog tijela • pomak (vektor) • relativna brzina • trenje • jednostavno harmonijsko gibanje • harmonijski oscilator • vibracije • prigušenje • koeficijent prigušenja • Rotacijsko gibanje • Kružno gibanje • jednoliko kružno gibanje • nejednoliko kružno gibanje • centripetalna sila • centrifugalna sila • centrifugalna sila (rotacijski referentni okvir) • reaktivna centrifugalna sila • Coriolisov učinak • fizičko njihalo • rotacijska brzina • kutno ubrzanje • kutna brzina • kutna frekvencija • kutni pomak Znanstvenici Isaac Newton • Jeremiah Horrocks • Leonhard Euler • Jean le Rond d'Alembert • Alexis Clairaut • Joseph Louis Lagrange • Pierre-Simon Laplace • William Rowan Hamilton • Siméon-Denis Poisson

Pojmovi gibanje tijela, brzina tijela i ubrzanje tijela odnose se na centar masa tijela.

1. zakon ili zakon inercije: Svako tijelo ostaje u stanju mirovanja ili jednolikog gibanja po pravcu sve dok vanjske sile ne uzrokuju promjenu tog stanja.

2. zakon ili temeljni zakon gibanja: Brzina promjene količine gibanja tijela jednaka je sili koja djeluje na tijelo i zbiva se u smjeru djelovanja sile:

${\vec {F}}={\mathrm {d} {\vec {p}} \over \mathrm {d} t}$

To je formulacija bliska Newtonovoj izvornoj formulaciji, iskazana suvremenim shvaćanjem pojmova. Ona se često svodi na formulaciju s akceleracijom jer je količina gibanja jednaka umnošku mase i brzine tijela:

${\vec {F}}={\mathrm {d} {\vec {p}} \over \mathrm {d} t}={\mathrm {d} (m{\vec {v}}) \over \mathrm {d} t}=m{\mathrm {d} {\vec {v}} \over \mathrm {d} t}=m{\vec {a}}$

Ako na tijelo mase m djeluje sila ${\vec {F}}$, ona mu daje ubrzanje:

${\vec {a}}={{\vec {F}} \over m}$

3. zakon ili zakon akcije i reakcije: Ako jedno tijelo djeluje silom na drugo, tada i to drugo tijelo djeluje silom na ono prvo. Te dvije sile jednakog su iznosa, na istome su pravcu, ali su suprotne orijentacije. Sile su međudjelovanje dvaju tijela i zato se uvijek javljaju u paru; jednu od njih, najčešće proizvoljno, nazivamo akcijom, a drugu reakcijom.

Napomena: Bilo da sila uopće nema ili je njihov zbroj nula, prema drugom Newtonovom zakonu tijelo nema ubrzanja, pa je u stanju mirovanja ili jednolikog gibanja po pravcu. To znači da bi se moglo smatrati kako je prvi zakon zapravo sadržan u drugom zakonu kao njegov specijalni slučaj. Ipak, zakon inercije navodi se izdvojeno iz barem dva razloga. Gledano u povijesnom kontekstu, Newton prvim zakonom naglašava Galilejeve spoznaje (za što mu je i odao priznanje) kojima se znanost toga vremena odvaja od aristotelijanskih zabluda o tome da je sila potrebna da bi se održalo gibanje. No, važniji je razlog to što zakon inercije predstavlja polazište za definiranje tzv. inercijalnih sustava (neubrzanih sustava): tek kad su referentni sustavi tako definirani, mogu se formulirati ostali aksiomi i drugi zakoni klasične fizike koji će u njima vrijediti.

Vidi

• Tromost
• Gravitacijska sila
• Lorentzova sila
• Nuklearna sila
• Elastična sila
• Centrifugalna sila
• Coriolisova sila

Vanjske poveznice

• P. Jelača, A. Lipošcak, D. Šegota, R. Jurdana Šepić, N. Hoić Božić. Povijest fizike. Inačica izvorne stranice arhivirana 25. travnja 2017. Pristupljeno 12. studenoga 2020.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
• Newton, Isaac. Newton's Principia: The Mathematical Principles of Natural Philosophy (engleski)