Που εφαρμόζεται ο 2ος νόμος του Νεύτωνα

Το ήξερες οτι οι εφαρμογές του 2ου νόμου του Νεύτωνα, υπάρχουν σε πάρα πολλές καταστάσεις στην καθημερινότητα μας; Μπορεί να ξεφορτώνεις ξύλα από ένα φορτηγό, να ελέγχεις ένα drone, να κάνείς πατινάζ ή ακόμη και να βρίσκεσαι μέσα σε έναν ανελκυστήρα. Τι κοινό έχουν όλα αυτά τα παραδείγματα; Τον δεύτερο νόμου του Νεύτωνα.

Γνωρίζοντας κάποιες από τις εφαρμογές του 2ου νόμου του Νεύτωνα θα σε βοηθήσουν ώστε να καταλάβεις που εφαρμόζεται αυτή η μαθηματική σχέση (F = ma). Όπως και με τις εφαρμογές του 3ου νόμου του Νεύτωνα, έτσι και εδώ θα δούμε περιπτώσεις όπου η Φυσική και τα Μαθηματικά συναντούν την πραγματικότητα. Έτσι καταλαβαίνεις καλύτερα τον κόσμο, μαθαίνεις γιατί διαβάζεις αυτά που διαβάζεις και έχεις πιο σωστή αντίληψη της πραγματικότητας.

2ος νόμος του Νεύτωνα

Πριν αναλύσουμε τις εφαρμογές, ας θυμηθούμε ποιος είναι ο δεύτερος νόμους του Νεύτωνα.

Η συνισταμένη των δυνάμεων που ασκούνται σ’ ένα σώμα, ισούται με το ρυθμό μεταβολής της ορμής του σώματος

Η συνισταμένη των δυνάμεων που ασκούνται σ’ ένα σώμα, ισούται με το ρυθμό μεταβολής της ορμής του σώματος
Θεμελιώδης νόμος της μηχανικής

Σας δυσκολεύουν οι παραπάνω όροι; Με απλά λόγια αυτό που μας λέει είναι οτι αν αναλύσουμε όλες τις δυνάμεις σε ένα σώμα και τις αθροίσουμε, τότε το άθροισμα αυτό ισούνται με το πόσο γρήγορα μεταβάλεται η ορμή του σώματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα, τόσο μεγαλύτερη είναι και η επιτάχυνση του σώματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ενός σώματος τόσο μικρότερη είναι η επιτάχυνση του σώματος. Η

Η επιτάχυνση είναι το αποτέλεμα από μια ανισορροπημένη δύναμη.
Author

Επιτάχυνση και επιβράδυνση οχημάτων σε αυτοκινητόδρομο

Στους αυτοκινητόδρομους, βλέπουμε διάφορα οχήματα όπως αυτοκίνητα, νταλίκες, μηχανάκια. Το κάθε ένα από τα οχήματα αυτά, έχει διαφορετικό βάρος και αντιδρά με διαφορετικό τρόπο στην επιτάχυνση και επιβράδυνση του. Για παράδειγμα μια νταλίκα, επιβραδύνει σε μεγαλύτερο χρόνο απο οτι ένα μηχανάκι ή αυτοκίνητο.

Η δύναμη που ευθύνεται στην αλλαγή της κατάστασης σχετίζεται με την μάζα. Στην 2η σχέση του Νεύτωνα, η δύναμη F είναι άμεσα συσχετισμένη με την μάζα του αντικειμένου m. Άρα λοιπόν, μεγαλύτερη μάζα έχει ως αποτέλεσμα, μεγαλύτερη δύναμη. Έτσι, όσο πιο μεγάλο και πιο βαρύ είναι ένα όχημα, τόσο μικρότερη είναι η επιτάχυνση του.

Τώρα είστε σε θέση να καταλάβετε γιατί σε μεγάλα και βαριά οχήματα, είναι απαραίτητος ένας κινητήρας με πολλούς ίππους. Οι ίπποι ενός κινητήρα αφορούν ουσιαστικά την δύναμη που έχει το όχημα να υπερνικήσει την τριβή με την έδαφος και σε περίπτωση κατηφόρας ένα μέρος από το ίδιο του το βάρος.

Ένα φορτηγό δεν θα μπορούσε ποτέ να δουλέψει με κινητήρα από ένα μηχανάκι. Τεχνικά θα ήταν εφικτό αλλά η επιτάχυνση και η κίνησή του θα ήταν παρα πολύ μικρή. Φυσικά λόγω της μάζας.

Μεταφορά τροφίμων με καρότσι στο supermarket

Ένα άλλο απλό και καθημερινό παράδειγμα είναι η μεταφορά τροφίμων με ένα καρότσι στο supermarket. Ένα άδειο καρότσι κινείται πιο εύκολα από ένα γεμάτο. Επιπλέον, η επιτάχυνση σε ένα άδειο καρότσι είναι μεγαλύτερη απο ένα γεμάτο. Όλα αυτά δεδομένου πως ασκούμε την ίδια δύναμη.

Άρα λοιπόν, η δύναμη που ασκούμε (σπρώχνουμε) σε ένα καρότσι στο supermarket έχει άμεση σχέση με την μάζα του.

Ασφάλεια οδήγησης με την χρήση ζώνης

Όλοι θα έχουμε ακούσει οτι οι ζώνες σώζουν ζωές. Είναι όμως αλήθεια αυτό και αν ναι, υπάρχει κάποια επιστημονική εξήγηση; Η ζώνη στο αυτοκίνητο είναι ένας μηχανισμός με στόχο να μειώσει την επιτάχυνση σου. Να ελαχιστοποιήσει δηλαδή την απομάκρυνση του σώματος σου από το κάθισμα. Πότε μπορεί να γίνει αυτό; Οι πιο συχνές και κλασικές περιπτώσεις είναι ένα απότομο φρενάρισμα ή ακόμη χειρότερα σε ένα τρακάρισμα.

Όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη τόσο μεγαλύτερη είναι και η επιτάχυνση.
2ος νόμος του Νεύτωνα

Εάν η ζώνη δεν χρησιμοποιείται σε μια απότομη αλλαγή της ταχύτητας του αυτοκινήτου το σώμα κινείται προς τα εμπρός. Έτσι, σε ένα μεγάλο απότομο φρενάρισμα, ίσως ο κορμός του ανθρώπου να συγκρουστεί και με το μπαμπρίζ του αυτοκινήοτυ.

Όσο πιο γρήγορα σταματήσει το σώμα, απο αυτή την απότομη κίνηση λόγο του φρεναρίσματος τόσο πιο μικρή θα είναι η δύναμη που θα αισθανθούμε. Ο λόγος είναι οι νόμοι της Φυσικής.

Τα παραπάνω είναι καποια από τα πολλά καθημερινά παραδείγματα για το πως μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο 2ος νόμους του Νεύτωνα. Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για τους νόμους του Νεύτωνα, αφήστε ένα σχόλιο παρακάτω.

Υποβολή απάντησης