Drugi Njutnov zakon (zakon o djelovanju sila)

0
1933

Drugi Njutnov zakon je jedan od osnovnih zakona mehanike. On govori o tome koliko ubrzanje a dobije tijelo mase m, ako na njega djeljuje sila F. Tijelo se kreće konstantnom brzinom ili miruje ako na njega ne djeluje neka sila. Ako na tijelo određene mase djeluje sila, tijelo će se kretati ubrzano.

 

Drugi Njutnov zakon određuje odnos između sile, mase i ubrzanja, te  definiše od čega zavisi ubrzanje. Od čega zavisi ubrzanje tijela možemo vidjeti na sljedećem primjerima, prvom kada je masa tijela stalna, a povećava se sila kojom djelujemo:

Primjer 1:

Ako tijelo mase (m) zakačimo za dinamometar i vučemo po podlozi. Slika (a): Kada djelujemo silom F na tijelo mase m, tijelo će dobiti neko ubrzanje a.

Slika (b): Kad djelujemo dva puta jačom silom na tijelo mase m ubrzanje tijela će se  povećati srazmjerno sili koja na njega djeluje iznosiće 2a.
Slika (c): Kad djelujemo  silom čija je jačina F/2, polovina jačine u odnosu na sliku  (a). Tijelo će srazmjerno smanjenju sile, imati manje ubrzanje a/2.

               

Primjer 2:
Kad želimo ispitati kako ubrzanje tijela zavisi od mase, djelujemo  silom iste jačine, a pri tom mijenjamo masu tijela.

Na slici vidimo da ako tijelo mase 1kg, djelujemo silom intenziteta 1N. Tijelo će dobiti ubrzanje od 1m/s². Kad masu utrosturčimo, a djelujemo silom F=1N,  ubrzanje tijela će se smanjiti tri puta, iznosiće a=1/3m/s². U slučaju da se masa smanji na pola kilograma, i dijeluje silom od F=1N, ubrzanje će se u tom slučaju povećati dva puta. Možemo zaključiti da se ubrzanje u slučaju djelovanje sile iste jačine, smanjuje kada se masa tijelu povećava i obrnuto.


Ubrzanje koje tijelo dobije kada na njega djeluje neka sila, srazmjerno je intenzitetu sile, a obrnuto srazmjerno masi tijela.

Iz navedenog možemo zaključiti da sila masi daje ubrzanje.

Sila koja djeluje na neko tijelo jednaka je proizvodu mase tijela i ubrzanja koje je tijelo dobija zbog djelovanja te sile. Ovaj se zakon zove zakon o djelovanju sila.

Jedinica za silu je njutn (N) 

Odnosno intenzitet sile koja djeluje na neko tijelo jednaka je proizvodu mase tijela i intenziteta ubrzanja koje je tijelo dobija zbog djelovanja te sile. 

Inercija je osobina tijela da se odupire promjeni brzine pri djelovanju sile. Masa tiela je mijera za inreciju tijela.

Primjer: Koliki je intenzitet sile koja djeluje na kolica mase 5 kg, i kolica  pri tom dobiju
ubrzanje od 2 m/s².
m = 5 kg
a = 2 m/s²
————–        
F = ?
F = ma = 5 kg . 2 m/s² = 10 N

 

Šta se dešava sa impulsom tijela kada na njega djeluje sila tokom nekog vremena. Impuls tijela se mijenja pod djelovanjem sile. Obzirom da impuls tijela zavisi od brzine, a sila uzrokuje tu promjenu, tokom djelovanja slije dolazi i do promjene impulsa tijela.

 

Primjer: Na slici ispod vidimo lopticu bijele boje, a ispred nje drugu lopticu crvene boje. Obje loptice se nalaze u stanju mirovanja. Obzirom da je v=0 impuls loptica je jednak nuli.  Kada se štapom djeluje silom na bijelu lopticu ona će doviti brzinu i udarom u drugu lopticu promijeniti sopstvenu brzinu i impuls, ali i brzinu  druge crvene loptice koja je do tada mirovala.

Količnik promjene impulsa tijela Δp i vremena za koje je ta promjena nastala Δt naziva
se brzinom promjene impulsa tijela.

  Brzina promjene impulsa tijela jednaka je sili koja djeluje na to tijelo i vrši se u pravcu djelovanja te sile.

 

Vezu između promjene impulsa tijela i sile koja izaziva tu promjenu proučavao je Njutn: Ova formulacija se zove  Drugi Njutnov zakon.

Brzina promjene impulsa tijela jednaka je sili koja djeluje na to tijelo i vrši se u
pravcu djelovanja te sile. Količnik promjene impulsa tijela i vremenskog intervala jednak je rezultujućoj sili koja na to tijelo djeluje tokom tog vremenskog intervala.

Veličinu Δp = FΔt nazivamo impuls sile. Impuls  sile je uvijek jednak impulsu tijela.

Drugi Njutnov zakon je prirodni zakon koji povezuje promenju stanja kretanja tijela, odnosno ubrzano kretanje tijela, sa silom koja na njega djeluje i masom kao mjerom otpora promjeni stanja kretanja tijela.

 

LEAVE A REPLY