Egyéb kategória

A fizika alaptörvényei: A Newton-törvények

Newton-törvények néven nevezzük a klasszikus mechanika alapját képező négy axiómát, amik alapján a tömeggel rendelkező, pontszerű testek viselkedését tudjuk leírni. Ebből hármat Isaac Newton angol matematikus és fizikus fogalmazott meg, ezeket a Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687) című könyvében publikálta.

Híres könyvében Newton számos test megfigyelésekkel alátámasztott mozgását írta le. Azt is megmutatta, hogy a bolygók mozgásának leírására szolgáló – korábban Kepler által megfogalmazott – törvényekből hogyan származtatható a gravitáció törvénye.

A negyedik törvényt Newton nem fogalmazta meg önálló törvényként, mivel alapvető igazságnak tekintette. Az ismert formában eredetileg Simon Stevin flamand tudós írta le.

Newton-törvényekNewton I. törvénye – a tehetetlenség törvénye

Inerciarendszerben minden test megtartja nyugalmi állapotát vagy egyenes vonalú egyenletes mozgását mindaddig, míg egy kölcsönhatás a mozgásállapotának megváltoztatására nem kényszeríti.

Newton-törvényekNewton II. törvénye – a dinamika alaptörvénye

Egy test gyorsulása egyenesen arányos a rá ható erővel, és fordítottan arányos a test tömegével.

A mozgásállapot-változást létrehozó erő egyenesen arányos az általa létrehozott gyorsulással és a test tömegével.

Newton-törvényekNewton III. törvénye – a hatás-ellenhatás (azaz a kölcsönhatás) törvénye

Az erők mindig párosával lépnek fel. Két test kölcsönhatása során mindkét testre egyező nagyságú, azonos hatásvonalú és egymással ellentétes irányú erő hat.

Newton-törvényekNewton IV. törvénye – a szuperpozíció (az erőhatások függetlensége) elve

Ha egy testre egyidejűleg több erő hat, akkor ezek együttes hatása megegyezik a vektori eredőjük hatásával. Ugyanígy, egy testre ható erő fölbontható tetszőlegesen sok erővé, amiknek vektori összege az eredeti erő.

A törvények jelentősége

Newton törvényei a gravitáció törvényével, valamint a függvényanalízis (differenciálszámítás és integrálszámítás) terén elért eredményeivel párosítva elsőként tették lehetővé a fizikai jelenségek széles skálájának precíz, kvantitatív leírását. Ilyen jelenség a merev testek forgása, testek mozgása folyadékban, a ferde hajítások, az ingák lengése, az árapály, vagy a Hold és a bolygók mozgása. A második és harmadik törvény következménye, a lendületmegmaradás törvénye volt az elsőként felfedezett megmaradási törvény.

A négy törvényt több mint 200 éven keresztül megfigyelésekkel és kísérletekkel igazolták, egészen 1916-ig, amikor Albert Einstein relativitáselmélete a mindennapokban ritkán előforduló, fénysebesség közeli jelenségek pontosabb leírásával kiegészítette. A Newton törvények a nem atomi méretű testek nem fénysebesség közeli mozgásainak leírására mind a mai napig alkalmazhatók.

%d bloggers like this: