Mục lục
Định luật Newton về chuyển động được ra đời khi Isaac Newton (1642-1727) học đại học. Ông đã kế thừa những nghiên cứu về gia tốc của Galileo và nghiên cứu thêm các lực, từ đó và nhận thấy ba điều đặc biệt về chúng. Dưới đây chúng ta sẽ xem xét ba định luật này.
1. Bàn về Isaac Newton
Isaac Newton là một trong những nhà khoa học và nhà toán học vĩ đại nhất từng xuất hiện. Ông sinh ra ở Anh vào ngày 25 tháng 12 năm 1643 – cùng năm Galileo mất, thọ 85 tuổi.
Isaac Newton được bà nội nuôi dưỡng. Ông theo học tại Đại học Trinity College Cambridge và bắt đầu quan tâm đến toán học, vật lý, thiên văn học. Newton đã nhận được cả bằng cử nhân và bằng thạc sĩ.
Khi Newton còn học đại học, ông đã viết ý tưởng của mình trên một tạp chí. Newton có những ý tưởng mới về chuyển động mà ông gọi là ba định luật Newton về chuyển động. Ông cũng có những ý tưởng về lực hấp dẫn, sự nhiễu xạ của ánh sáng và các lực. Những ý tưởng của Newton hay đến nỗi Nữ hoàng Anne phong tước hiệp sĩ cho ông vào năm 1705. Những thành tựu của ông đã đặt nền móng cho khoa học hiện đại và cách mạng hóa thế giới. Ngài Isaac Newton qua đời năm 1727.
2. Định luật Newton thứ nhất
Theo định luật Newton thứ nhất:
Một vật ở trạng thái nghỉ sẽ tiếp tục đứng yên, trừ khi bị tác động bởi một lực không cân bằng. Một vật đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động với cùng tốc độ và cùng chiều trừ khi bị tác động bởi một lực không cân bằng.
Luật này thường được gọi là “luật quán tính”.
Điều này có nghĩa là các vật trong tự nhiên có một xu hướng tiếp tục làm những gì chúng đang làm. Nó còn có nghĩa là để gia tốc của một vật thay đổi, thì phải có một lực không cân bằng tác dụng lên vật đó.
Lấy ví dụ: Các lực sau đây tác dụng lên một vật. Vật chuyển động với vận tốc không đổi 3m/s. Tìm lực X.
Định luật Newton 1Bởi vì vật chuyển động với vận tốc không đổi nên nó đang bị tác động bởi 3 lực cân bằng. Do đó lực cần tìm X là 5N.
3. Định luật Newton thứ hai
Định luật Newton thứ hai về chuyển động phát biểu rằng:
Tốc độ thay đổi động lượng của vật thể tỷ lệ thuận với lực tác dụng. Nói cách khác, khi một lực tổng thể tác dụng lên một vật, gia tốc sẽ thay đổi. Gia tốc thay đổi bao nhiêu phụ thuộc vào độ lớn của lực tác dụng.
Mọi người đều biết đến định luật Newton thứ hai một cách vô thức. Mọi người đều biết rằng vật nặng hơn cần nhiều lực hơn để di chuyển cùng một quãng đường so với vật nhẹ hơn. Tuy nhiên, định luật Newton thứ hai này biểu thị rõ cho chúng ta một mối quan hệ chính xác giữa lực, khối lượng và gia tốc. Nó có thể được biểu thị như một phương trình toán học:
Công thức: F = m.a
Ví dụ: Một chiếc xe ô tô nặng 1.000 kg đang tăng dần tốc độ với gia tốc là 0,05 m/s2, bạn có thể tính được lực tác động lên chiếc xe này nhờ định luật Newton II
Trả lời F = 1000×0,05 = 50 (newton)
Định luật Newton 2Cần lưu ý, mọi người thường nhầm lẫn giữa trọng lượng và khối lượng. Trọng lượng là lực do trọng lực và được đo bằng newton. Trong khi đó khối lượng là lượng vật chất mà một cơ thể vật chứa và được đo bằng kilôgam (kg). Trọng lượng và khối lượng liên hệ với nhau theo phương trình:
W = mg
Thực ra, đây cũng chính là hệ quả của định luật Newton thứ hai.
4. Định luật Newton thứ ba
Định luật Newton III cho rằng:
Khi một vật tác dụng lực lên một vật khác thì vật đó cũng bị vật kia tác dụng ngược lại. Trong đó, chữ N hoặc R thường được dùng để chỉ phản lực ngược lại này.
Điều này có nghĩa là đối với mọi lực thì có một phản lực có độ lớn bằng nhau, nhưng ngược hướng. Điều đó có nghĩa là bất cứ khi nào một vật đẩy một vật khác thì nó sẽ bị đẩy ngược lại theo hướng ngược lại một cách mạnh mẽ như nhau.
Ví dụ, nếu một quả bóng được đặt trên bàn, quả bóng sẽ tác dụng một lực lên mặt bàn. Tuy nhiên cùng lúc đó, mặt bàn cũng tác dụng lại một lực đúng lên quả bóng (chính lực này sẽ ngăn không cho quả bóng bị hút vào mặt bàn). Phản lực này có độ lớn bằng với lực quả bóng tác động vào mặt bàn và có chiều ngược lại.
Hay ví dụ về tác dụng của tên lửa. Tên lửa đẩy xuống mặt đất bằng lực của động cơ, và phản lực là mặt đất đẩy tên lửa lên trên với một lực tương đương.
5. Kết
Trong nhiều thế kỷ, các nhà vật lý đã cố gắng tìm hiểu cơ học của tự nhiên và những thứ xung quanh chúng ta. Aristotle – nhà tư tưởng nổi tiếng của Hy Lạp, đã hình thành một số ý tưởng về chuyển động. Galileo nảy ra ý tưởng về quán tính đã chứng minh rằng cơ học của Aristotle là sai. Nhà vật lý Isaac Newton đã xây dựng dựa trên ý tưởng của Galileo để tạo ra ba định luật chuyển động nổi tiếng được gọi là định luật chuyển động Newton. Trong bài này, chúng ta đã xem xét các định luật Newton một cách chi tiết và hi vọng bạn đã hiểu hơn về chúng.
