A dinamika alapjai

A dinamika alapjai

A dinamika a fizika azon területe, ami a testek mozgását és a ható erőket tanulmányozza. A dinamika a Newton féle mozgástörvényekre épül, melyet Sir Isaac Newton fejlesztett ki a 17. században. Ezek a törvények a mozgás alapelveit írják le, és megadják, hogy milyen kapcsolat van a testre ható erő és a gyorsulás között. A dinamika szerint a mozgás oka egy erőhatás lesz, következménye pedig a test gyorsulása. Egy testre általában több erő hat, ezeket szokás összevonni és felírni az eredő erőt. Ez eredő erő végül meghatározza a test gyorsulását. Ha ismerjük a mozgás közben eltelt időt akkor kiszámolható a megtett út és elért sebesség is gyorsulási folyamat végén. Az eredő erőt a Newton törvények alapján lehet megadni.  

Newton 1. törvénye

Minden test megmarad a nyugalom vagy az egyenes vonalú egyenletes mozgás állapotában. Ez addig marad így amíg ezt az állapotot más test vagy kölcsönhatás meg nem változtatja.

A testek a sebességüket vagy nyugalmi állapotukat megtartják, az állapotváltoztató külső hatásoknak ellenszegülnek. Ezt a tulajdonságot hívjuk tehetetlenségnek, melynek mértéke az m tömeg.

Newton 2. törvénye

Az F erő és az a gyorsulás egyenesen arányosak így hányadosuk állandó. Ezt az állandót hívjuk tehetetlen tömegnek melynek jele m.

dinamika

Minél nagyobb a testre ható erő, annál nagyobb a gyorsulás. Az erő és a gyorsulás iránya azonos. A fenti egyenlet átalakítható:

dinamika

Az F erő a nagyságú gyorsulást okoz, az m tömeg ezt a hatást akadályozni igyekszik, azzal szemben tehetetlen.

Newton 3. törvénye

A harmadik törvény vagy az akció-reakció törvénye: Ezt a törvényt gyakran úgy fogalmazzák meg, hogy „Minden cselekvésre van egy egyenlő és ellentétes reakció.” Ez azt jelenti, hogy ha egy test erőt gyakorol egy másik testre, akkor az a másik test is ugyanakkora erőt gyakorol az első testre, csak ellentétes irányban.

dinamika

Newton 4. törvénye

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.

Ezen törvények kombinációjával a dinamika lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük és előrejelezzük a testek mozgását és azokra ható erőket. A dinamikai törvények segítségével lehet például járműveket tervezni. Kiszámolhatóak lesznek a rakéták és műholdak pályái vagy épületek terhelése.

 

21. Dinamika

22. Dinamika feladatok

Kapcsolódó termékek, fizika esszék