Newtonovi zakoni

Prvi zakon određuje inercijalne sustave

Ako je rezultantna sila na tijelo nula, njegova brzina ostaje konstantna: tijelo može mirovati ili se gibati jednoliko pravocrtno. To je načelo tromosti.

Prvi zakon također određuje klasu referentnih sustava u kojima Newtonove jednadžbe imaju jednostavan oblik. U ubrzanom sustavu treba uvesti inercijalne sile ili prijeći na inercijalni opis.

Drugi zakon je vektorska jednadžba

Za konstantnu masu pišemo ΣF⃗ = ma⃗. Rezultantna sila i ubrzanje imaju isti smjer. Svaku os analiziramo zasebno: ΣF_x = ma_x, ΣF_y = ma_y itd.

Ne smije se jedna odabrana sila poistovjetiti s ma. Ubrzanje određuje zbroj svih vanjskih sila na odabrano tijelo. Dijagram sila treba sadržavati samo sile koje djeluju na to tijelo.

Treći zakon povezuje dva različita tijela

Ako A djeluje na B silom F⃗_AB, B djeluje na A silom F⃗_BA = −F⃗_AB. Sile su jednake veličine i suprotnog smjera, ali djeluju na različita tijela pa se ne poništavaju na jednom dijagramu.

Težina knjige i normalna sila stola na knjigu nisu par trećeg zakona. Par težini je gravitacijska sila knjige na Zemlju, a par normalnoj sili je sila knjige na stol.

Masa, težina i normalna sila

Masa je mjera tromosti i u klasičnoj mehanici ne ovisi o mjestu. Težina blizu Zemljine površine ima približno iznos mg i predstavlja gravitacijsku silu na tijelo.

Normalna sila ne mora biti jednaka mg. Na kosini, u ubrzanom dizalu ili pri dodatnom pritisku njezin iznos slijedi iz jednadžbe gibanja okomito na površinu.

Trenje nije uvijek μN

Statičko trenje prilagođava se do granične vrijednosti f_s ≤ μ_sN. Ako tijelo ne klizi, ne smije se automatski pisati f_s = μ_sN. Kinetičko trenje pri klizanju često se modelira kao f_k = μ_kN.

Smjer trenja suprotstavlja se relativnom klizanju ili tendenciji klizanja na dodiru, a ne nužno smjeru gibanja težišta.

Pouzdan postupak rješavanja

Najprije odaberite tijelo ili sustav, nacrtajte zaseban dijagram sila, odredite osi i zapišite komponentne jednadžbe ΣF = ma. Brojeve uvrstite tek zatim.

Rješenje provjerite graničnim slučajevima: kada rezultantna sila nestane, mora nestati ubrzanje; ista sila na dvostruko većoj masi daje upola manje ubrzanje.

Riješeni primjeri

1. Kolica

2. Ravnoteža

3. Treći zakon