Διδακτικά Βιβλία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου

Αναζήτηση

Βρες
Εμφάνιση

4.5 ΔΥΝΑΜΗ. Το μυστικό της επιτάχυνσης – 2ος Νόμος του Νεύτωνα

Αν θυμηθούμε τον ορισμό της δύναμης (…αίτιο που μεταβάλλει την κινητική κατάσταση των σωμάτων…) και τον 1° νόμο του Νεύτωνα (… αν δεν ασκούνται δυνάμεις σε κάποιο σώμα, τότε η ταχύτητα του παραμένει σταθερή….), τότε εύκολα καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι η εφαρμογή δύναμης σε κάποιο σώμα θα επιφέρει μεταβολή στην ταχύτητα του, δηλαδή θα του προσδώσει επιτάχυνση.

Από την πειραματική διάταξη της εικόνας 4.37 διαπιστώνουμε ότι αν τραβήξουμε δυο ίδια βαγονάκια το ένα με δύναμη F και το άλλο με διπλάσια δύναμη 2F, τότε αυτό που δέχεται τη διπλάσια δύναμη διατρέχει διπλάσιο διάστημα στον ίδιο χρόνο, αποκτά δηλαδή διπλάσια επιτάχυνση.

Εικόνα 4.37 Η επιτάχυνση που αποκτά ένα σώμα είναι ανάλογη με τη δύναμη που του ασκείται.

Εικόνα 4.38 Η επιτάχυνση που αποκτούν τα σώματα, με την επίδραση δύναμης, είναι αντίστροφη της μάζας του.

Όμως, αν ασκηθεί η ίδια δύναμη σε δυο βαγονάκια που έχουν διπλάσια μάζα το ένα από το άλλο, εικόνα 4.38, τότε αυτό που έχει τη μικρότερη μάζα διανύει διπλάσιο διάστημα στον ίδιο χρόνο, αποκτά δηλαδή διπλάσια επιτάχυνση.

Τα δυο παραπάνω συμπεράσματα, τα οποία αφορούν τις σχέσεις "επιτάχυνση-δύναμη" και "επιτάχυνση - μάζα", ο Νεύτωνας τα συμπεριέλαβε σε μια μαθηματική σχέση που ονομάζεται 2ος νόμος του Νεύτωνα ή "Θεμελιώδης Νόμος της Δυναμικής" και διατυπώνεται ως εξής:

«Η συνισταμένη δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα είναι ίση με το γινόμενο της μάζας του σώματος επί την επιτάχυνση με την οποία κινείται αυτό», δηλαδή: ΣF = m α - ΘΕΜΕΛΙΩΔΗΣ ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΔΥΝΑΜΙΚΗΣ (4.9)

• Με βάση το θεμελιώδη νόμο ορίζεται η μονάδα δύναμης στο S.I. σύστημα και ονομάζεται Newton (1N).

1N είναι η δύναμη η οποία όταν ασκηθεί σε σώμα μάζας lkg του προσδίδει επιτάχυνση lm/s2 κατά τη διεύθυνσή της.

Δηλαδή [pic]