From Wikipedia, the free encyclopedia
Njutnovi zakoni su skup tri osnovna zakona klasične fizike. Oni opisuju vezu između kretanja tela i sila koje deluju na telo i prvi ih je predstavio Isak Njutn. Oni su objavljeni u knjizi „Philosophiae Naturalis Principia matematica“ (Matematičke osnove prirodne filozofije) iz 1687. godine.[1] Ovi zakoni čine temelje klasične mehanike. Njutn ih je koristio da objasni i istraži kretanje mnogih fizičkih tela i sistema.[2] Na primer, u trećem tomu teksta, Njutn je pokazao da zakoni kretanja, u kombinaciji sa njegovim zakonom univerzalne gravitacije, mogu da objasne Keplerove zakone planetarnog kretanja.
Prvi zakon kvalitativno definiše silu, drugi zakon nudi kvantitativnu meru sile, a treći tvrdi da pojedinačna izolovana sila ne postoji. Ova tri zakona su izražena na više načina, tokom skoro tri veka, i mogu se sumirati na sledeći način:
Neki opisuju i četvrti zakon koji navodi da se sile sabiraju poput vektora, odnosno da se sile pokoravaju principu superpozicije.[3][4][5]
Njutonovi zakoni primenjuju se na predmete koji su idealizovani kao mase datih tačaka,[6] u smislu da se veličina i oblik tela objekta zanemaruju da bi se pažnja posvetila njegovom kretanju. To se može učiniti kada je predmet mali u poređenju s rastojanjima koja su obuhvaćena analizom, ili ako deformacija i rotacija tela nemaju važnost. Tako se čak i planeta može idealizovati kao čestica za analizu njenog orbitalnog kretanja oko zvezde.
U svom izvornom obliku, Njutnovi zakoni kretanja nisu adekvatni da karakterišu kretanje krutih i deformabilnih tela. Leonard Ojler je 1750. godine uveo je generalizaciju Njutnovih zakona kretanja za kruta tela koja se zovu Ojlerovi zakoni kretanja. Oni su kasnije primenjeni i na deformabilna tela koja su postulirana kao kontinuum. Ako je telo predstavljeno kao sklop diskretnih čestica, od kojih je svaka regulisana Njutonovim zakonima, onda se Ojlerovi zakoni mogu izvesti iz Njutnovih. Ojlerovi zakoni se međutim mogu smatrati i zakonima kretanja za proširena tela, nezavisno od čestične strukture.[7]
Njutnovi zakoni važe samo u određenom setu referentnih okvira koji se nazivaju inercijalnim (neubrzanim). Neki autori tumače prvi zakon kao definisanje inercijalnog referentnog okvira; sa tog stanovišta, drugi zakon je primenljiv samo kad je opažanje napravljeno iz inercijalnog referentnog okvira, te stoga prvi zakon ne može se dokazati kao poseban slučaj drugog. Drugi autori tretiraju prvi zakon kao posledicu drugog.[8][9] Eksplicitni koncept inercijalnog referentnog okvira razvijen je nedugo nakon Njutnove smrti.
Njutnovska mehanika je zamenjena specijalnim relativnošću, ali je još uvek korisna aproksimacija kada su brzine mnogo manje od svetlosne.[10]
U originalu, na latinskom, Njutn je prvi zakon zapisao: „Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.“, što se malo slobodnije i prostije rečeno prevodi kao:
Ovaj zakon se takođe naziva i osnovni zakon kretanja, a opisuje princip inercije i može se iskazati i na sledeći način:
Newton prvim zakonom naglašava Galilejeve spoznaje (za što mu je i odao priznanje) kojima se znanost toga vremena odvaja od aristotelijanskih zabluda o fizici (da je sila potrebna da bi se održalo gibanje). Takođe, zakon inercije predstavlja polazište za definiranje tzv. inercijalnih sustava (neubrzanih sustava): tek kad su referentni sustavi tako definirani, mogu se formulirati ostali aksiomi i drugi zakoni klasične fizike koji će u njima vrijediti.
Ovaj zakon je Njutn napisao ovim rečima, na latinskom: „Mutattionem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.“, što se malo slobodnije i prostije rečeno prevodi kao:
Za slučaj da je masa tijela konstantna, lako se vidi iz definicije količine gibanja i iz pravila deriviranja da ova opća formulacija prelazi u jednostavniji oblik:
U svakodnevnim primjenama najčešći je slučaj da se tijelu ne mijenja masa tokom promjene brzine. Tada se koristi sljedeća jednostavna formulacija drugog zakona:
Latinski tekst trećeg Newtonovog zakona glasi:
Zakon se prevodi na sljedeći način:
Važno je naglasiti da se one uzajamno ne poništavaju, već djeluju u različitim referentnim sistemima, vezanim za tijelo koje je načinilo akciju i tijelo koje je reagiralo. Sile su međudjelovanje dvaju tijela, i zato se uvijek javljaju u paru; jednu od njih, najčešće proizvoljno, nazivamo akcijom, a drugu reakcijom.
Ovi zakoni su važeći samo u klasičnoj mehanici, gde je brzina mnogo manja od brzine svetlosti a masa tela puno veća nego je veličina atomskih delova (elektron, proton, neutron). U slučaju izuzetno velikih brzina, uporedivih sa brzinom svetlosti, ili izuzetno malih masa, uporedivih sa masom atoma, pojavljuju se drugi efekti koji se precizno opisuju zakonima kvantne mehanike i relativističke fizike.
Sva tri Njutnova zakona se mogu dobiti iz zakona kvantne i relatvističke mehanike, aproksimacijom da su brzine beskonačno male spram brzine svetlosti.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.