ماذا أعني في الفيزياء. نيوتن - ما هذا؟ نيوتن وحدة من ماذا؟ ما هو النيوتن: وحدة قياس أم كمية مادية

الفيزياء كعلم يدرس قوانين كوننا ، ويستخدم منهجية بحث قياسية ونظامًا معينًا لوحدات القياس. من المعتاد الإشارة إلى N (نيوتن). ما هي القوة وكيف تجدها وقياسها؟ دعنا نستكشف هذه المشكلة بمزيد من التفصيل.

إسحاق نيوتن هو عالم إنجليزي بارز في القرن السابع عشر قدم مساهمة لا تقدر بثمن في تطوير العلوم الرياضية الدقيقة. إنه أب الفيزياء الكلاسيكية. تمكن من وصف القوانين التي تحكم حتى ضخمة الأجرام السماويةوحبيبات الرمل الصغيرة التي حملتها الرياح. أحد اكتشافاته الرئيسية هو قانون الجاذبية الكونية والقوانين الأساسية الثلاثة للميكانيكا التي تصف تفاعل الأجسام في الطبيعة. في وقت لاحق ، تمكن علماء آخرون من اشتقاق قوانين الاحتكاك والراحة والانزلاق فقط بفضل الاكتشافات العلمية لإسحاق نيوتن.

قليلا من النظرية

تم تسمية الكمية المادية على اسم العالم. نيوتن وحدة قياس للقوة. يمكن وصف تعريف القوة على النحو التالي: "القوة هي مقياس كمي للتفاعل بين الأجسام ، أو الكمية التي تميز درجة شدة أو توتر الأجسام".

تُقاس القوة بالنيوتن لسبب ما. كان هذا العالم هو من وضع ثلاثة قوانين "قوية" لا تتزعزع حتى يومنا هذا. دعنا ندرسها بأمثلة.

القانون الأول

للحصول على فهم كامل للأسئلة: "ما هو نيوتن؟" ​​، "وحدة قياس ماذا؟" و "ما هو معناها المادي؟" ، يجدر دراسة العناصر الثلاثة الرئيسية بعناية

الأول يقول أنه إذا لم تمارس الهيئات الأخرى أي تأثير على الجسد ، فسيكون في حالة راحة. وإذا كان الجسم في حالة حركة ، فإنه في حالة عدم وجود أي إجراء عليه ، فسيواصل حركته المنتظمة في خط مستقيم.

تخيل أن كتابًا معينًا بكتلة معينة يوضع على سطح طاولة مستو. بالإشارة إلى جميع القوى المؤثرة عليها ، نتوصل إلى أن هذه هي قوة الجاذبية ، والتي يتم توجيهها رأسياً إلى أسفل ، و (في هذه الحالة ، الجدول) ، موجهة عموديًا لأعلى. نظرًا لأن كلا القوتين يوازنان أفعال بعضهما البعض ، فإن حجم القوة المحصلة هو صفر. وفقًا لقانون نيوتن الأول ، هذا هو سبب بقاء الكتاب في حالة سكون.

القانون الثاني

يصف العلاقة بين القوة المؤثرة على الجسم والتسارع الذي يتلقاه بسبب القوة المطبقة. كان إسحاق نيوتن ، عند صياغة هذا القانون ، أول من استخدم القيمة الثابتة للكتلة كمقياس لإظهار القصور الذاتي والقصور الذاتي للجسم. القصور الذاتي هو قدرة أو خاصية الأجسام على الحفاظ على وضعها الأصلي ، أي مقاومة التأثيرات الخارجية.

غالبًا ما يوصف القانون الثاني بالصيغة التالية: F = a * m؛ حيث F هي نتيجة جميع القوى المطبقة على الجسم ، و a هي التسارع الذي يستقبله الجسم ، و m هي كتلة الجسم. يتم التعبير عن القوة في النهاية بالكيلو جرام * م / ث 2. يُشار إلى هذا التعبير عادةً بالنيوتن.

ما هو النيوتن في الفيزياء ، ما هو تعريف التسارع وكيف يرتبط بالقوة؟ تتم الإجابة على هذه الأسئلة من خلال صيغة القانون الثاني للميكانيكا. يجب أن يكون مفهوما أن هذا القانون يعمل فقط مع تلك الأجسام التي تتحرك بسرعات أقل بكثير من سرعة الضوء. عند سرعات قريبة من سرعة الضوء ، تعمل قوانين مختلفة قليلاً ، تم تكييفها بواسطة قسم خاص من الفيزياء حول نظرية النسبية.

قانون نيوتن الثالث

ربما يكون هذا هو القانون الأكثر بساطة والمفهوم الذي يصف التفاعل بين هيئتين. يقول أن جميع القوى تنشأ في أزواج ، أي إذا كان أحد الجسد يعمل على الآخر بقوة معينة ، فإن الجسم الثاني ، بدوره ، يعمل أيضًا على الأول بقوة متساوية.

إن صياغة القانون من قبل العلماء هي كما يلي: "... تفاعلات جسمين على بعضهما البعض متساوية مع بعضها البعض ، ولكن في نفس الوقت يتم توجيهها في اتجاهين متعاكسين."

دعونا نرى ما هو نيوتن. في الفيزياء ، من المعتاد أن نأخذ في الاعتبار كل شيء يتعلق بظواهر معينة ، لذلك سنقدم العديد من الأمثلة التي تصف قوانين الميكانيكا.

1. تتحرك الحيوانات المائية مثل البط أو الأسماك أو الضفادع في الماء أو عبره بدقة من خلال التفاعل معه. ينص قانون نيوتن الثالث على أنه عندما يتصرف جسم مع آخر ، فإن رد الفعل المعاكس ينشأ دائمًا ، وهو ما يعادل قوة الأول ، ولكنه موجه في الاتجاه المعاكس. بناءً على ذلك ، يمكننا أن نستنتج أن حركة البط تحدث بسبب أنها تدفع الماء للخلف بمخالبها ، وأنهم هم أنفسهم يسبحون للأمام بسبب استجابة الماء.
2. عجلة السنجاب - مثال رئيسيدليل على قانون نيوتن الثالث. ربما يعرف الجميع ما هي عجلة السنجاب. إنه جميل تصميم بسيط، على غرار كل من العجلة والطبل. يتم تثبيته في أقفاص بحيث يمكن للحيوانات الأليفة مثل السناجب أو الفئران المزخرفة الركض. يؤدي التفاعل بين جسمين ، العجلة والحيوان ، إلى تحرك كلا الجسمين. علاوة على ذلك ، عندما يجري السنجاب بسرعة ، تدور العجلة بسرعة عالية ، وعندما تبطئ ، تبدأ العجلة بالدوران بشكل أبطأ. هذا يثبت مرة أخرى أن العمل والرد المضاد متساويان دائمًا ، على الرغم من أنهما موجهان في اتجاهين متعاكسين.
3. كل شيء يتحرك على كوكبنا يتحرك فقط بسبب "عمل الاستجابة" للأرض. قد يبدو الأمر غريباً ، لكن في الواقع ، عند المشي ، فإننا نبذل الجهد فقط لدفع الأرض أو أي سطح آخر. ونتقدم للأمام ، لأن الأرض تدفعنا للرد.

ما هو النيوتن: وحدة قياس أم كمية مادية؟

يمكن وصف تعريف "نيوتن" على النحو التالي: "إنها وحدة قياس القوة". لكن ما هو معناها المادي؟ لذلك ، بناءً على قانون نيوتن الثاني ، هذه كمية مشتقة تُعرَّف على أنها قوة قادرة على تغيير سرعة جسم كتلته 1 كجم في 1 م / ث في ثانية واحدة فقط. اتضح أن نيوتن له اتجاهه الخاص. عندما نطبق قوة على جسم ، على سبيل المثال ، دفع باب ، فإننا نحدد في نفس الوقت اتجاه الحركة ، والذي سيكون ، وفقًا للقانون الثاني ، نفس اتجاه القوة.

إذا اتبعت الصيغة ، اتضح أن 1 نيوتن \ u003d 1 كجم * م / ث 2. عند حل المشكلات المختلفة في الميكانيكا ، غالبًا ما يكون من الضروري تحويل النيوتن إلى كميات أخرى. للراحة ، عند العثور على قيم معينة ، يوصى بتذكر الهويات الأساسية التي تربط النيوتن بوحدات أخرى:

• 1 N \ u003d 10 5 dyne (dyne وحدة قياس في نظام CGS) ؛
• 1 N \ u003d 0.1 kgf (كيلوغرام قوة - وحدة قوة في نظام MKGSS) ؛
• 1 N \ u003d 10 -3 جدران (وحدة قياس في نظام MTS ، جدار واحد يساوي القوة التي تمنح تسارعًا قدره 1 م / ث 2 لأي جسم يزن 1 طن).

قانون الجاذبية

واحدة من أكثر اكتشافات مهمةالعالم ، الذي حول فكرة كوكبنا ، هذا هو قانون نيوتن للجاذبية (ما هي الجاذبية ، اقرأ أدناه). بالطبع ، كانت هناك محاولات أمامه لكشف لغز جاذبية الأرض. على سبيل المثال ، كان أول من اقترح أن الأرض ليست فقط لها قوة جذابة ، ولكن أيضًا الأجسام نفسها قادرة على جذب الأرض.

ومع ذلك ، لم يتمكن سوى نيوتن من إثبات العلاقة بين قوة الجاذبية وقانون حركة الكواكب رياضيًا. بعد العديد من التجارب ، أدرك العالم أنه في الواقع ، لا تجذب الأرض الأشياء إلى نفسها فحسب ، بل تنجذب جميع الأجسام إلى بعضها البعض. اشتق قانون الجاذبية ، الذي ينص على أن أي أجسام ، بما في ذلك الأجرام السماوية ، تنجذب بقوة مساوية لمنتج G (ثابت الجاذبية) وكتلة كلا الجسمين م 1 * م 2 ، مقسومة على R 2 (مربع) من المسافة بين الجثث).

جعلت جميع القوانين والصيغ التي اشتقها نيوتن من الممكن إنشاء نموذج رياضي متكامل ، والذي لا يزال يستخدم في البحث ليس فقط على سطح الأرض ، ولكن أيضًا خارج كوكبنا.

تحويل الوحدة

عند حل المشكلات ، يجب أن يتذكر المرء المشكلات القياسية المستخدمة ، من بين أشياء أخرى ، لوحدات القياس "النيوتونية". على سبيل المثال ، في المسائل المتعلقة بالأجسام الفضائية ، حيث تكون كتل الأجسام كبيرة ، غالبًا ما يكون من الضروري تبسيط القيم الكبيرة إلى القيم الأصغر. إذا تبين أن الحل 5000 نيوتن ، فسيكون من الأنسب كتابة الإجابة على شكل 5 كيلو نيوتن (كيلو نيوتن). هذه الوحدات من نوعين: المضاعفات والفرعية. فيما يلي أكثرها استخدامًا: 10 2 N \ u003d 1 هيكتونيوتن (gN) ؛ 10 3 N \ u003d 1 كيلو نيوتن (كيلو نيوتن) ؛ 10 6 N = 1 ميغا نيوتن (MN) و10-2 N = 1 centiNewton (cN) ؛ 10 -3 N = 1 ملي نيوتن (مليون نيوتن) ؛ 10-9 N = 1 نانو نيوتن (nN).

تُستخدم الرموز بشكل شائع في الرياضيات لتبسيط النص وتقصيره. يوجد أدناه قائمة بالتدوين الرياضي الأكثر شيوعًا والأوامر المقابلة في TeX والتفسيرات وأمثلة الاستخدام. بالإضافة إلى تلك المشار إليها ...... ويكيبيديا

يمكن رؤية قائمة بالرموز المحددة المستخدمة في الرياضيات في المقالة جدول الرموز الرياضية التدوين الرياضي ("لغة الرياضيات") هو نظام تدوين رسومي معقد يستخدم لتقديم الملخص ... ... ويكيبيديا

قائمة أنظمة الإشارات (أنظمة الترميز ، إلخ) التي تستخدمها الحضارة البشرية ، باستثناء النصوص ، التي توجد لها قائمة منفصلة. المحتويات 1 معايير الإدراج في القائمة 2 الرياضيات ... ويكيبيديا

بول أدريان موريس ديراك بول أدريان موريس ديراك تاريخ الميلاد: 8 & ... ويكيبيديا

ديراك ، بول أدريان موريس بول أدريان موريس ديراك بول أدريان موريس ديراك تاريخ الميلاد: 8 أغسطس 1902 (... ويكيبيديا

جوتفريد فيلهلم ليبنيز جوتفريد فيلهلم ليبنيز ... ويكيبيديا

هذا المصطلح له معاني أخرى ، انظر Meson (المعاني). الميزون (من اليونانية الأخرى. μέσος المتوسط) بوزون للتفاعل القوي. في النموذج القياسي ، الميزونات عبارة عن جسيمات مركبة (وليست أولية) تتكون من متساو ... ... ويكيبيديا

الفيزياء النووية ... ويكيبيديا

من المعتاد استدعاء نظريات بديلة لنظريات الجاذبية عن الجاذبية الموجودة كبدائل للنظرية النسبية العامة (GR) أو تعديلها بشكل جوهري (كميًا أو أساسيًا). إلى نظريات الجاذبية البديلة ...... ويكيبيديا

من المعتاد استدعاء نظريات بديلة لنظريات الجاذبية في الجاذبية الموجودة كبدائل للنظرية النسبية العامة أو تعديلها بشكل جوهري (كميًا أو أساسيًا). إلى نظريات الجاذبية البديلة في كثير من الأحيان ...... ويكيبيديا

نيوتن (الرمز: N ، N) هو وحدة قوة في نظام SI. 1 نيوتن يساوي القوة التي تضفي على جسم كتلته 1 كجم تسارعًا قدره 1 م / ث² في اتجاه القوة. وهكذا ، 1 نيوتن \ u003d 1 كجم م / ث². سميت الوحدة باسم الفيزيائي الإنجليزي إسحاق ...... ويكيبيديا

سيمنز (الرمز: Cm ، S) SI وحدة قياس التوصيل الكهربائي ، مقلوب أوم. قبل الحرب العالمية الثانية (في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية حتى الستينيات) ، كانت سيمنز وحدة مقاومة كهربائية تقابل المقاومة ... ويكيبيديا

هذا المصطلح له معاني أخرى ، انظر تسلا. تسلا (التسمية الروسية: Tl ؛ التعيين الدولي: T) هي وحدة قياس تحريض المجال المغناطيسي في النظام الدولي للوحدات (SI) ، يساوي عدديًا تحريض مثل ... ... ويكيبيديا

سيفرت (الرمز: Sv ، Sv) هي وحدة قياس الجرعات الفعالة والمكافئة من الإشعاع المؤين في النظام الدولي للوحدات (SI) ، وقد تم استخدامها منذ عام 1979. 1 سيفرت هو مقدار الطاقة التي يمتصها الكيلوجرام .. ... ويكيبيديا

هذا المصطلح له معاني أخرى ، انظر بيكريل. بيكريل (الرمز: Bq، Bq) هو مقياس لنشاط مصدر مشع في النظام الدولي للوحدات (SI). يتم تعريف بيكريل على أنه نشاط المصدر ، في ... ... ويكيبيديا

هذا المصطلح له معاني أخرى ، انظر سيمنز. سيمنز (التسمية الروسية: Sm ؛ التعيين الدولي: S) هي وحدة قياس الموصلية الكهربائية في النظام الدولي للوحدات (SI) ، مقلوب أوم. من خلال الآخرين ...... ويكيبيديا

هذا المصطلح له معاني أخرى ، انظر باسكال (معاني). باسكال (رمزها: Pa ، دولي: Pa) هي وحدة ضغط (إجهاد ميكانيكي) في النظام الدولي للوحدات (SI). باسكال يساوي الضغط ...... ويكيبيديا

هذا المصطلح له معاني أخرى ، انظر غراي. الرمادي (الرمز: Gy ، Gy) هو وحدة لقياس الجرعة الممتصة من الإشعاع المؤين في النظام الدولي للوحدات (SI). الجرعة الممتصة تساوي جرعة رمادية إذا كنتيجة ... ... ويكيبيديا

هذا المصطلح له معاني أخرى ، انظر ويبر. ويبر (الرمز: Wb ، Wb) هي وحدة قياس التدفق المغناطيسي في نظام SI. بحكم التعريف ، يؤدي التغيير في التدفق المغناطيسي عبر حلقة مغلقة بمعدل ويبر واحد في الثانية إلى ... ... ويكيبيديا

هذا المصطلح له معاني أخرى ، انظر هنري. Henry (التسمية الروسية: Гн ؛ دولي: H) هي وحدة قياس المحاثة في النظام الدولي للوحدات (SI). تحتوي الدائرة على محاثة هنري واحد إذا تغير التيار بمعدل ... ... ويكيبيديا

ليس سراً أن هناك تسميات خاصة للكميات في أي علم. تثبت تسميات الحروف في الفيزياء أن هذا العلم ليس استثناءً من حيث تحديد الكميات باستخدام رموز خاصة. هناك الكثير من الكميات الأساسية ، بالإضافة إلى مشتقاتها ، ولكل منها رمزها الخاص. لذلك ، تتم مناقشة تعيينات الحروف في الفيزياء بالتفصيل في هذه المقالة.

الفيزياء والكميات الفيزيائية الأساسية

بفضل أرسطو ، بدأ استخدام كلمة فيزياء ، حيث كان هو أول من استخدم هذا المصطلح ، والذي كان يعتبر في ذلك الوقت مرادفًا لمصطلح الفلسفة. هذا يرجع إلى عمومية موضوع الدراسة - قوانين الكون ، وبشكل أكثر تحديدًا ، كيف يعمل. كما هو معروف ، في القرنين السادس عشر والسابع عشرحدثت الثورة العلمية الأولى ، وبفضلها تم اختيار الفيزياء كعلم مستقل.

قدم ميخائيل فاسيليفيتش لومونوسوف كلمة فيزياء إلى اللغة الروسية من خلال نشر كتاب مدرسي مترجم من الألمانية - أول كتاب مدرسي عن الفيزياء في روسيا.

إذن ، الفيزياء هي فرع من فروع العلوم الطبيعية مكرسة لدراسة القوانين العامة للطبيعة ، وكذلك المادة وحركتها وبنيتها. لا يوجد الكثير من الكميات الفيزيائية الأساسية كما قد يبدو للوهلة الأولى - هناك فقط 7 منها:

• طول،
• وزن،
• وقت،
• حاضِر،
• درجة حرارة،
• كمية المادة
• قوة الضوء.

بالطبع ، لديهم تسميات الحروف الخاصة بهم في الفيزياء. على سبيل المثال ، يتم اختيار الرمز m للكتلة ، و T لدرجة الحرارة. أيضًا ، جميع الكميات لها وحدة قياس خاصة بها: شدة الضوء هي الشموع (cd) ، ووحدة قياس كمية المادة هي المولي .

مشتق الكميات المادية

هناك كميات فيزيائية مشتقة أكثر بكثير من الكميات الرئيسية. هناك 26 منهم ، وغالبًا ما يُنسب بعضهم إلى أهمها.

إذن ، المساحة هي مشتق من الطول ، والحجم أيضًا مشتق من الطول ، والسرعة مشتقة من الوقت والطول ، وبالتالي فإن التسارع يميز معدل التغير في السرعة. يتم التعبير عن الدافع من حيث الكتلة والسرعة ، والقوة هي نتاج الكتلة والتسارع ، ويعتمد العمل الميكانيكي على القوة والطول ، وتتناسب الطاقة مع الكتلة. القوة ، والضغط ، والكثافة ، وكثافة السطح ، والكثافة الخطية ، وكمية الحرارة ، والجهد ، والمقاومة الكهربائية ، والتدفق المغناطيسي ، ولحظة القصور الذاتي ، ولحظة الزخم ، ولحظة القوة - كلها تعتمد على الكتلة. تكرار، السرعة الزاوية، التسارع الزاوي يتناسب عكسياً مع الوقت ، والشحنة الكهربائية تعتمد بشكل مباشر على الوقت. الزاوية والزاوية الصلبة مشتقة من الطول.

ما هو رمز التوتر في الفيزياء؟ يُشار إلى الجهد ، وهو كمية عددية ، بالحرف U. بالنسبة للسرعة ، يكون التعيين على شكل الحرف v ، للعمل الميكانيكي - A ، وللطاقة - E. عادةً ما يُشار إلى الشحنة الكهربائية بالحرف q ، والتدفق المغناطيسي هو F.

SI: معلومات عامة

النظام الدوليالوحدات (SI) هي نظام للوحدات المادية يعتمد على النظام الدولي للوحدات ، بما في ذلك أسماء وتسميات الوحدات المادية. اعتمده المؤتمر العام للأوزان والمقاييس. هذا هو النظام الذي ينظم تسميات الحروف في الفيزياء ، وكذلك أبعادها ووحدات القياس. للتسمية ، يتم استخدام أحرف الأبجدية اللاتينية ، في بعض الحالات - اليونانية. من الممكن أيضًا استخدام أحرف خاصة كتسمية.

خاتمة

لذلك ، في أي الانضباط العلميهناك رموز خاصة لأنواع مختلفة من الكميات. بطبيعة الحال ، الفيزياء ليست استثناء. هناك الكثير من تسميات الحروف: القوة ، والمساحة ، والكتلة ، والتسارع ، والجهد ، وما إلى ذلك. لها تسمياتها الخاصة. يوجد نظام خاص يسمى النظام الدولي للوحدات. يُعتقد أن الوحدات الأساسية لا يمكن اشتقاقها رياضياً من وحدات أخرى. يتم الحصول على الكميات المشتقة عن طريق الضرب والقسمة على الكميات الأساسية.