Convertitore di lunghezza e distanza Convertitore di massa Convertitore di misure di volume di prodotti sfusi e alimentari Convertitore di area Convertitore di volume e unità di misura nelle ricette culinarie Convertitore di temperatura Convertitore di pressione, sollecitazione meccanica, modulo di Young Convertitore di energia e lavoro Convertitore di potenza Convertitore di forza Convertitore di tempo Convertitore di velocità lineare Convertitore di angolo piatto Convertitore di efficienza termica e di carburante Convertitore di numeri in vari sistemi numerici Convertitore di unità di misura della quantità di informazioni Tassi di valuta Taglie di abbigliamento e scarpe da donna Taglie di abbigliamento e scarpe da uomo Convertitore di velocità angolare e velocità di rotazione Convertitore di accelerazione Convertitore di accelerazione angolare Convertitore di densità Convertitore di volume specifico Convertitore di momento d'inerzia Convertitore di momento di forza Convertitore di coppia Convertitore di calore specifico di combustione (in massa) Convertitore di densità di energia e calore specifico di combustione (in volume) Convertitore di differenza di temperatura Convertitore di coefficiente di dilatazione termica Convertitore di resistenza termica Convertitore di conducibilità termica Convertitore di capacità termica specifica Convertitore di potenza di esposizione energetica e radiazione termica Convertitore di densità del flusso di calore Convertitore di coefficiente di scambio termico Convertitore di portata volumetrica Convertitore di portata massica Convertitore di portata molare Convertitore di densità di portata massica Convertitore di concentrazione molare Convertitore di concentrazione di massa in soluzione Dinamico (assoluto) convertitore di viscosità Convertitore di viscosità cinematica Convertitore di tensione superficiale Convertitore di permeabilità al vapore Convertitore di permeabilità al vapore e velocità di trasferimento del vapore Convertitore di livello sonoro Convertitore di sensibilità microfono Convertitore di livello di pressione sonora (SPL) Convertitore di livello di pressione sonora con pressione di riferimento selezionabile Convertitore di luminanza Convertitore di intensità luminosa Convertitore di illuminamento Convertitore di risoluzione grafica computerizzata Convertitore di frequenza e lunghezza d'onda Potere diottrico e lunghezza focale Potere diottrico e ingrandimento della lente (×) Convertitore di carica elettrica Convertitore di densità di carica lineare Convertitore di densità di carica superficiale Convertitore di densità di carica volumetrica Convertitore di corrente elettrica Convertitore di densità di corrente lineare Convertitore di densità di corrente superficiale Convertitore di intensità di campo elettrico Potenziale elettrostatico e convertitore di tensione Convertitore di resistenza elettrica Convertitore di resistività elettrica Convertitore di conducibilità elettrica Convertitore di conducibilità elettrica Capacità elettrica Convertitore di induttanza Convertitore di calibro americano Livelli in dBm (dBm o dBm), dBV (dBV), watt, ecc. unità Convertitore di forza magnetomotrice Convertitore di intensità di campo magnetico Convertitore di flusso magnetico Convertitore di induzione magnetica Radiazione. Convertitore della dose assorbita di radiazioni ionizzanti Radioattività. Convertitore di decadimento radioattivo Radiazione. Convertitore della dose di esposizione Radiazione. Convertitore di dose assorbita Convertitore di prefisso decimale Trasferimento di dati Convertitore di unità di tipografia e di elaborazione delle immagini Convertitore di unità di volume del legname Calcolo della massa molare Tavola periodica degli elementi chimici di D. I. Mendeleev

Valore iniziale

Valore convertito

newton exanewton petanewton teranewton giganewton meganewton kilonewton ettonewton decanewton centinewton millinewton micronewton nanonewton piconewton femtonewton attonewton dyne joule per metro joule per centimetro grammo-forza chilogrammo-forza tonnellata-forza (corta) tonnellata-forza (lunga) tonnellata-forza (metrico) kilolibbra -forza kilolibbra-forza libbra-forza oncia-forza poundal libbra-piede per sec² grammo-forza chilogrammo-forza muro forza di gravità milligrav-forza unità atomica di forza

Maggiori informazioni sulla forza

informazioni generali

In fisica la forza è definita come un fenomeno che modifica il movimento di un corpo. Questo può essere il movimento dell'intero corpo o delle sue parti, ad esempio durante la deformazione. Se, ad esempio, sollevi una pietra e poi la lasci andare, questa cadrà perché attratta a terra dalla forza di gravità. Questa forza ha cambiato il movimento della pietra: da uno stato calmo si è spostata in un movimento accelerato. Quando cade, la pietra piegherà l'erba a terra. Qui, una forza chiamata peso della pietra ha cambiato il movimento dell’erba e la sua forma.

La forza è un vettore, cioè ha una direzione. Se su un corpo agiscono contemporaneamente più forze, esse possono essere in equilibrio se la loro somma vettoriale è zero. In questo caso il corpo è a riposo. La roccia nell'esempio precedente probabilmente rotolerà sul terreno dopo la collisione, ma alla fine si fermerà. In questo momento, la forza di gravità lo tirerà verso il basso e la forza dell'elasticità, al contrario, lo spingerà verso l'alto. La somma vettoriale di queste due forze è zero, quindi la pietra è in equilibrio e non si muove.

Nel sistema SI la forza si misura in newton. Un newton è la somma vettoriale delle forze che modifica la velocità di un corpo da un chilogrammo di un metro al secondo in un secondo.

Archimede fu uno dei primi a studiare le forze. Era interessato all'effetto delle forze sui corpi e sulla materia nell'Universo e costruì un modello di questa interazione. Archimede credeva che se la somma vettoriale delle forze che agiscono su un corpo è uguale a zero, allora il corpo è a riposo. Successivamente si dimostrò che ciò non è del tutto vero e che i corpi in equilibrio possono anche muoversi a velocità costante.

Forze fondamentali in natura

Sono le forze che muovono i corpi o li costringono a rimanere sul posto. In natura esistono quattro forze principali: gravità, forza elettromagnetica, forza forte e forza debole. Sono anche conosciute come interazioni fondamentali. Tutte le altre forze sono derivate da queste interazioni. Le interazioni forti e deboli influenzano i corpi nel microcosmo, mentre le influenze gravitazionali ed elettromagnetiche agiscono anche a grandi distanze.

Forte interazione

La più intensa delle interazioni è la forza nucleare forte. La connessione tra i quark, che formano neutroni, protoni e le particelle che li compongono, nasce proprio dall'interazione forte. Il moto dei gluoni, particelle elementari prive di struttura, è causato dall'interazione forte, e attraverso questo moto si trasmette ai quark. Senza l’interazione forte la materia non esisterebbe.

Interazione elettromagnetica

L'interazione elettromagnetica è la seconda più grande. Si verifica tra particelle con cariche opposte che si attraggono e tra particelle con le stesse cariche. Se entrambe le particelle hanno carica positiva o negativa, si respingono. Il movimento delle particelle che si verifica è elettricità, un fenomeno fisico che usiamo ogni giorno nella vita di tutti i giorni e nella tecnologia.

Reazioni chimiche, luce, elettricità, interazioni tra molecole, atomi ed elettroni: tutti questi fenomeni si verificano a causa dell'interazione elettromagnetica. Le forze elettromagnetiche impediscono a un corpo solido di penetrarne un altro perché gli elettroni di un corpo respingono gli elettroni di un altro corpo. Inizialmente si credeva che le influenze elettriche e magnetiche fossero due forze diverse, ma in seguito gli scienziati scoprirono che erano una variazione della stessa interazione. L'interazione elettromagnetica può essere facilmente osservata con un semplice esperimento: sollevare un maglione di lana sopra la testa o strofinare i capelli su un tessuto di lana. La maggior parte degli oggetti ha una carica neutra, ma lo sfregamento di una superficie contro un'altra può modificare la carica su quelle superfici. In questo caso, gli elettroni si muovono tra due superfici, attratti da elettroni con cariche opposte. Quando ci sono più elettroni su una superficie, cambia anche la carica superficiale complessiva. I capelli che "si rizzano" quando una persona si toglie un maglione sono un esempio di questo fenomeno. Gli elettroni sulla superficie dei capelli sono attratti più fortemente dagli atomi di c sulla superficie del maglione di quanto gli elettroni sulla superficie del maglione siano attratti dagli atomi sulla superficie dei capelli. Di conseguenza, gli elettroni vengono ridistribuiti, il che porta a una forza che attrae i capelli verso il maglione. In questo caso, i capelli e altri oggetti carichi sono attratti non solo dalle superfici con cariche opposte ma anche neutre.

Interazione debole

La forza nucleare debole è più debole della forza elettromagnetica. Proprio come il movimento dei gluoni provoca una forte interazione tra i quark, il movimento dei bosoni W e Z provoca un’interazione debole. I bosoni sono particelle elementari emesse o assorbite. I bosoni W partecipano al decadimento nucleare e i bosoni Z non influenzano le altre particelle con cui entrano in contatto, ma trasferiscono loro solo quantità di moto. Grazie all'interazione debole è possibile determinare l'età della materia mediante la datazione al radiocarbonio. L'età di un reperto archeologico può essere determinata misurando il contenuto di isotopi di carbonio radioattivo rispetto agli isotopi di carbonio stabili nel materiale organico di quel reperto. Per fare questo, bruciano un piccolo frammento pre-pulito di una cosa di cui è necessario determinare l'età, e quindi estraggono il carbonio, che viene poi analizzato.

Interazione gravitazionale

L'interazione più debole è quella gravitazionale. Determina la posizione degli oggetti astronomici nell'universo, provoca il flusso e riflusso delle maree e fa cadere a terra i corpi lanciati. La forza gravitazionale, detta anche forza di attrazione, attira i corpi l'uno verso l'altro. Maggiore è la massa corporea, più forte è questa forza. Gli scienziati ritengono che questa forza, come altre interazioni, derivi dal movimento di particelle, gravitoni, ma finora non sono riusciti a trovare tali particelle. Il movimento degli oggetti astronomici dipende dalla forza di gravità e la traiettoria del movimento può essere determinata conoscendo la massa degli oggetti astronomici circostanti. È stato con l'aiuto di tali calcoli che gli scienziati hanno scoperto Nettuno ancor prima di vedere questo pianeta attraverso un telescopio. La traiettoria di Urano non poteva essere spiegata dalle interazioni gravitazionali tra i pianeti e le stelle conosciute a quel tempo, quindi gli scienziati presumevano che il movimento fosse sotto l'influenza della forza gravitazionale di un pianeta sconosciuto, cosa che fu successivamente dimostrata.

Secondo la teoria della relatività, la forza di gravità modifica il continuum spazio-temporale: lo spazio-tempo quadridimensionale. Secondo questa teoria, lo spazio è curvato dalla forza di gravità, e questa curvatura è maggiore in prossimità di corpi di massa maggiore. Questo di solito è più evidente vicino a corpi di grandi dimensioni come i pianeti. Questa curvatura è stata dimostrata sperimentalmente.

La forza di gravità provoca l'accelerazione dei corpi che volano verso altri corpi, ad esempio quando cadono sulla Terra. L'accelerazione può essere trovata utilizzando la seconda legge di Newton, quindi è nota per i pianeti di cui è nota anche la massa. Ad esempio, i corpi che cadono a terra cadono con un'accelerazione di 9,8 metri al secondo.

Flussi e riflussi

Un esempio dell'effetto della gravità è il flusso e riflusso delle maree. Sorgono a causa dell'interazione delle forze gravitazionali della Luna, del Sole e della Terra. A differenza dei solidi, l’acqua cambia facilmente forma quando le viene applicata una forza. Pertanto, le forze gravitazionali della Luna e del Sole attraggono l'acqua più fortemente della superficie della Terra. Il movimento dell'acqua causato da queste forze segue il movimento della Luna e del Sole rispetto alla Terra. Questi sono i flussi e riflussi, e le forze che emergono sono le forze di marea. Poiché la Luna è più vicina alla Terra, le maree sono influenzate più dalla Luna che dal Sole. Quando le forze di marea del Sole e della Luna sono equamente dirette, si verifica la marea più alta, chiamata marea primaverile. La marea più piccola, quando le forze di marea agiscono in direzioni diverse, è chiamata quadratura.

La frequenza delle maree dipende dalla posizione geografica della massa d'acqua. Le forze gravitazionali della Luna e del Sole attraggono non solo l'acqua, ma anche la Terra stessa, quindi in alcuni luoghi le maree si verificano quando la Terra e l'acqua sono attratte nella stessa direzione e quando questa attrazione avviene in direzioni opposte. In questo caso, il flusso e riflusso della marea avviene due volte al giorno. In altri luoghi ciò avviene una volta al giorno. Le maree dipendono dalla costa, dalle maree oceaniche nell'area e dalle posizioni della Luna e del Sole, nonché dall'interazione delle loro forze gravitazionali. In alcuni luoghi, l'alta marea si verifica una volta ogni pochi anni. A seconda della struttura della costa e della profondità dell’oceano, le maree possono influenzare le correnti, le tempeste, i cambiamenti nella direzione e nella forza del vento e i cambiamenti nella pressione atmosferica. Alcuni luoghi utilizzano orologi speciali per determinare la prossima alta o bassa marea. Una volta impostati in un posto, dovrai impostarli di nuovo quando ti sposti in un altro posto. Questi orologi non funzionano ovunque, poiché in alcuni luoghi è impossibile prevedere con precisione la prossima alta e bassa marea.

La forza di muovere l'acqua durante il flusso e riflusso delle maree è stata utilizzata dall'uomo fin dall'antichità come fonte di energia. I mulini a marea sono costituiti da un serbatoio d'acqua nel quale l'acqua scorre durante l'alta marea e viene rilasciata durante la bassa marea. L'energia cinetica dell'acqua muove la ruota del mulino e l'energia risultante viene utilizzata per svolgere un lavoro, ad esempio macinare la farina. Ci sono una serie di problemi con l’utilizzo di questo sistema, ad esempio quelli ambientali, ma nonostante ciò, le maree sono una fonte di energia promettente, affidabile e rinnovabile.

Altri poteri

Secondo la teoria delle interazioni fondamentali, tutte le altre forze in natura derivano dalle quattro interazioni fondamentali.

Forza di reazione al suolo normale

La normale forza di reazione al suolo è la resistenza del corpo al carico esterno. È perpendicolare alla superficie del corpo e diretto contro la forza che agisce sulla superficie. Se un corpo giace sulla superficie di un altro corpo, allora la forza della reazione normale di sostegno del secondo corpo è uguale alla somma vettoriale delle forze con cui il primo corpo preme sul secondo. Se la superficie è verticale rispetto alla superficie della Terra, la forza della reazione normale del supporto è diretta in modo opposto alla forza di gravità della Terra ed è uguale ad essa in grandezza. In questo caso la loro forza vettoriale è zero e il corpo è fermo o si muove a velocità costante. Se questa superficie ha una pendenza rispetto alla Terra, e tutte le altre forze che agiscono sul primo corpo sono in equilibrio, allora la somma vettoriale della forza di gravità e della forza di reazione normale del supporto è diretta verso il basso, e il primo il corpo scivola lungo la superficie del secondo.

Forza di attrito

La forza di attrito agisce parallelamente alla superficie del corpo e in modo opposto al suo movimento. Si verifica quando un corpo si muove lungo la superficie di un altro quando le loro superfici entrano in contatto (attrito radente o volvente). La forza di attrito si verifica anche tra due corpi in quiete se uno giace sulla superficie inclinata dell'altro. In questo caso è la forza di attrito statico. Questa forza è ampiamente utilizzata nella tecnologia e nella vita di tutti i giorni, ad esempio quando si spostano i veicoli con l'aiuto delle ruote. La superficie delle ruote interagisce con la strada e la forza di attrito impedisce alle ruote di scivolare sulla strada. Per aumentare l'attrito, sulle ruote vengono posizionati pneumatici in gomma e, in condizioni ghiacciate, vengono posizionate catene sui pneumatici per aumentare ulteriormente l'attrito. Pertanto, il trasporto automobilistico è impossibile senza attrito. L'attrito tra la gomma dei pneumatici e la strada garantisce il normale controllo del veicolo. La forza di attrito volvente è inferiore alla forza di attrito radente a secco, quindi quest'ultima viene utilizzata in frenata, consentendo di fermare rapidamente l'auto. In alcuni casi, al contrario, interviene l'attrito, che usura le superfici di sfregamento. Pertanto, viene rimosso o ridotto al minimo utilizzando il liquido, poiché l'attrito liquido è molto più debole dell'attrito secco. Questo è il motivo per cui le parti meccaniche, come la catena della bicicletta, sono spesso lubrificate con olio.

Le forze possono deformare i solidi e anche modificare il volume e la pressione di liquidi e gas. Ciò si verifica quando la forza è distribuita in modo non uniforme in un corpo o in una sostanza. Se su un corpo pesante agisce una forza sufficientemente grande, questo può essere compresso in una palla molto piccola. Se la dimensione della palla è inferiore a un certo raggio, il corpo diventa un buco nero. Questo raggio dipende dalla massa del corpo e si chiama Raggio di Schwarzschild. Il volume di questa palla è così piccolo che, rispetto alla massa del corpo, è quasi zero. La massa dei buchi neri è concentrata in uno spazio così insignificante che hanno un'enorme forza gravitazionale, che attrae tutti i corpi e la materia entro un certo raggio dal buco nero. Anche la luce è attratta da un buco nero e non viene riflessa da esso, motivo per cui i buchi neri sono veramente neri e prendono il nome di conseguenza. Gli scienziati ritengono che le grandi stelle si trasformino in buchi neri alla fine della loro vita e crescano, assorbendo gli oggetti circostanti entro un certo raggio.

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Siamo tutti abituati nella vita a usare la parola forza in termini comparativi, dicendo che gli uomini sono più forti delle donne, un trattore è più forte di un'auto, un leone è più forte di un'antilope.

La forza in fisica è definita come la misura della variazione della velocità di un corpo che si verifica quando i corpi interagiscono. Se la forza è una misura e possiamo confrontare l'applicazione di forze diverse, allora è una quantità fisica che può essere misurata. In quali unità viene misurata la forza?

Unità di forza

In onore del fisico inglese Isaac Newton, che fece ricerche approfondite sulla natura dell'esistenza e sull'uso di vari tipi di forza, 1 newton (1 N) fu adottato come unità di forza in fisica. Cos'è la forza di 1 N? In fisica, le unità di misura non vengono scelte così, ma viene effettuato un coordinamento speciale con quelle unità già accettate.

Sappiamo dall'esperienza e dagli esperimenti che se un corpo è a riposo e su di esso agisce una forza, allora il corpo, sotto l'influenza di questa forza, cambia la sua velocità. Di conseguenza, per misurare la forza, è stata scelta un'unità che caratterizzerebbe la variazione della velocità del corpo. E non dimenticare che esiste anche la massa corporea, poiché è noto che con la stessa forza l’impatto su oggetti diversi sarà diverso. Possiamo lanciare una palla lontano, ma un sasso volerà via per una distanza molto più breve. Cioè, tenendo conto di tutti i fattori, arriviamo alla conclusione che ad un corpo verrà applicata una forza di 1 N se un corpo che pesa 1 kg sotto l'influenza di questa forza cambia la sua velocità di 1 m/s in 1 secondo .

Unità di gravità

Siamo interessati anche all'unità di gravità. Poiché sappiamo che la Terra attrae tutti i corpi sulla sua superficie, significa che esiste una forza attrattiva e può essere misurata. E ancora, sappiamo che la forza di gravità dipende dalla massa del corpo. Quanto maggiore è la massa di un corpo, tanto più fortemente la Terra lo attrae. Questo è stato stabilito sperimentalmente La forza di gravità che agisce su un corpo di 102 grammi è 1 N. E 102 grammi equivalgono a circa un decimo di chilogrammo. Per essere più precisi, se dividiamo 1 kg in 9,8 parti, otterremo circa 102 grammi.

Se su un corpo che pesa 102 grammi agisce una forza di 1 N, su un corpo che pesa 1 kg agisce una forza di 9,8 N. L'accelerazione di gravità è indicata con la lettera g. E g è pari a 9,8 N/kg. È la forza che agisce su un corpo del peso di 1 kg, accelerandolo di 1 m/s ogni secondo. Si scopre che un corpo che cade da una grande altezza acquisisce una velocità molto elevata durante il volo. Perché allora i fiocchi di neve e le gocce di pioggia cadono con calma? Hanno una massa molto piccola e la Terra li attira a sé molto debolmente. E la resistenza dell'aria per loro è piuttosto elevata, quindi volano verso la Terra a una velocità non molto elevata, piuttosto uniforme. Ma i meteoriti, ad esempio, quando si avvicinano alla Terra, acquisiscono una velocità molto elevata e all'atterraggio si forma un'esplosione decente, che dipende rispettivamente dalle dimensioni e dalla massa del meteorite.

La fisica come scienza che studia le leggi del nostro Universo utilizza metodi di ricerca standard e un determinato sistema di unità di misura. È consuetudine denotare N (newton). Cos'è la forza, come trovarla e misurarla? Studiamo questo problema in modo più dettagliato.

Isaac Newton è un eccezionale scienziato inglese del XVII secolo che ha dato un contributo inestimabile allo sviluppo delle scienze matematiche esatte. È il capostipite della fisica classica. Riuscì a descrivere le leggi che governano sia gli enormi corpi celesti che i piccoli granelli di sabbia portati via dal vento. Una delle sue principali scoperte è la legge di gravitazione universale e le tre leggi fondamentali della meccanica che descrivono l'interazione dei corpi in natura. Successivamente altri scienziati riuscirono a derivare le leggi dell'attrito, della quiete e dello scorrimento solo grazie alle scoperte scientifiche di Isaac Newton.

Una piccola teoria

Una quantità fisica è stata chiamata in onore dello scienziato. Newton è un'unità di forza. La definizione stessa di forza può essere descritta come segue: “la forza è una misura quantitativa dell’interazione tra corpi, ovvero una quantità che caratterizza il grado di intensità o tensione dei corpi”.

L'entità della forza viene misurata in newton per un motivo. Furono questi scienziati a creare tre leggi incrollabili del “potere” che sono ancora attuali. Studiamoli con esempi.

Prima legge

Per comprendere appieno le domande: “Che cos’è un newton?”, “Un’unità di misura per cosa?” e “Qual è il suo significato fisico?”, vale la pena studiare attentamente i tre principali

Il primo dice che se il corpo non è influenzato da altri corpi, allora sarà a riposo. E se il corpo fosse in movimento, in completa assenza di qualsiasi azione su di esso, continuerà il suo movimento uniforme in linea retta.

Immagina che un certo libro con una certa massa si trovi su una superficie piana del tavolo. Dopo aver designato tutte le forze che agiscono su di esso, troviamo che questa è la forza di gravità, che è diretta verticalmente verso il basso, e (in questo caso del tavolo), diretta verticalmente verso l'alto. Poiché entrambe le forze bilanciano le reciproche azioni, l'entità della forza risultante è zero. Secondo la prima legge di Newton, questo è il motivo per cui il libro è fermo.

Seconda Legge

Descrive la relazione tra la forza che agisce su un corpo e l'accelerazione che riceve a causa della forza applicata. Isaac Newton, nel formulare questa legge, fu il primo a utilizzare un valore costante di massa come misura della manifestazione dell'inerzia e dell'inerzia di un corpo. L'inerzia è la capacità o proprietà dei corpi di mantenere la loro posizione originaria, cioè di resistere alle influenze esterne.

La seconda legge è spesso descritta dalla seguente formula: F = a*m; dove F è la risultante di tutte le forze applicate al corpo, a è l'accelerazione ricevuta dal corpo e m è la massa del corpo. La forza è infine espressa in kg*m/s2. Questa espressione è solitamente indicata in newton.

Cos'è Newton in fisica, qual è la definizione di accelerazione e come è correlata alla forza? A queste domande risponde la formula della seconda legge della meccanica. Dovrebbe essere chiaro che questa legge funziona solo per quei corpi che si muovono a velocità molto inferiori a quella della luce. A velocità vicine alla velocità della luce funzionano leggi leggermente diverse, adattate da una sezione speciale della fisica sulla teoria della relatività.

La terza legge di Newton

Questa è forse la legge più comprensibile e semplice che descrive l'interazione di due corpi. Dice che tutte le forze sorgono in coppia, cioè se un corpo agisce su un altro con una certa forza, allora anche il secondo corpo, a sua volta, agisce sul primo con una forza di uguale grandezza.

La stessa formulazione della legge da parte degli scienziati è la seguente: "... le interazioni di due corpi l'uno sull'altro sono uguali tra loro, ma allo stesso tempo sono dirette in direzioni opposte".

Scopriamo cos'è Newton. In fisica, è consuetudine considerare tutto sulla base di fenomeni specifici, quindi forniremo diversi esempi che descrivono le leggi della meccanica.

1. Gli uccelli acquatici come anatre, pesci o rane si muovono dentro o attraverso l'acqua proprio interagendo con essa. La terza legge di Newton afferma che quando un corpo agisce su un altro, si verifica sempre una reazione, uguale in forza alla prima, ma diretta nella direzione opposta. Sulla base di ciò, possiamo concludere che il movimento delle anatre avviene a causa del fatto che spingono indietro l'acqua con le zampe e nuotano in avanti a causa dell'azione di risposta dell'acqua.
2. La ruota dello scoiattolo è un esempio lampante di dimostrazione della terza legge di Newton. Probabilmente tutti sanno cos'è una ruota di scoiattolo. Questo è un design abbastanza semplice, che ricorda sia una ruota che un tamburo. Viene installato in gabbie in modo che animali domestici come scoiattoli o ratti decorativi possano correre in giro. L'interazione di due corpi, una ruota e un animale, porta al fatto che entrambi questi corpi si muovono. Inoltre, quando lo scoiattolo corre veloce, la ruota gira ad alta velocità e quando rallenta, la ruota inizia a girare più lentamente. Ciò dimostra ancora una volta che azione e reazione sono sempre uguali tra loro, sebbene siano dirette in direzioni opposte.
3. Tutto ciò che si muove sul nostro pianeta si muove solo per “l'azione di risposta” della Terra. Questo può sembrare strano, ma in realtà quando camminiamo esercitiamo solo uno sforzo per spingere il terreno o qualsiasi altra superficie. E andiamo avanti perché la terra ci respinge.

Cos'è un newton: un'unità di misura o una grandezza fisica?

La definizione stessa di “newton” può essere descritta come segue: “è un’unità di misura della forza”. Qual è il suo significato fisico? Quindi, in base alla seconda legge di Newton, si tratta di una quantità derivata, definita come una forza capace di modificare la velocità di un corpo del peso di 1 kg di 1 m/s in appena 1 secondo. Si scopre che Newton è, cioè ha una sua direzione. Quando applichiamo una forza a un oggetto, ad esempio spingendo una porta, impostiamo contemporaneamente la direzione del movimento che, secondo la seconda legge, sarà la stessa direzione della forza.

Se segui la formula, risulta che 1 Newton = 1 kg*m/s2. Quando si risolvono vari problemi di meccanica, spesso è necessario convertire i newton in altre quantità. Per comodità, quando si trovano determinati valori, si consiglia di ricordare le identità di base che collegano i newton con altre unità:

• 1 N = 10 5 dyne (dyne è un'unità di misura del sistema GHS);
• 1 N = 0,1 kgf (il chilogrammo-forza è un'unità di forza nel sistema MKGSS);
• 1 N = 10 -3 muri (unità di misura nel sistema MTS, 1 muro è pari alla forza che imprime un'accelerazione di 1 m/s 2 a qualsiasi corpo del peso di 1 tonnellata).

Legge di gravità

Una delle scoperte più importanti dello scienziato, che ha cambiato la comprensione del nostro pianeta, è la legge di gravità di Newton (leggi sotto per sapere cos'è la gravità). Naturalmente, prima di lui c'erano tentativi di svelare il mistero della gravità terrestre. Ad esempio, è stato il primo a suggerire che non solo la Terra ha una forza attrattiva, ma che anche i corpi stessi sono in grado di attrarre la Terra.

Tuttavia, solo Newton riuscì a dimostrare matematicamente la relazione tra la forza di gravità e la legge del moto planetario. Dopo molti esperimenti, lo scienziato si rese conto che in realtà non solo la Terra attrae gli oggetti a sé, ma anche tutti i corpi sono magnetizzati l'uno verso l'altro. Derivò la legge di gravità, che afferma che tutti i corpi, compresi i corpi celesti, sono attratti da una forza pari al prodotto di G (costante gravitazionale) e delle masse di entrambi i corpi m 1 * m 2, diviso per R 2 (la quadrato della distanza tra i corpi).

Tutte le leggi e le formule derivate da Newton hanno permesso di creare un modello matematico olistico, che viene ancora utilizzato nella ricerca non solo sulla superficie della Terra, ma anche ben oltre i confini del nostro pianeta.

Conversione di unità

Quando risolvi i problemi, dovresti ricordare quelli standard che vengono utilizzati anche per le unità di misura "newtoniani". Ad esempio, nei problemi relativi agli oggetti spaziali, dove le masse dei corpi sono grandi, è spesso necessario semplificare i valori grandi in valori più piccoli. Se la soluzione fornisce 5000 N, sarà più conveniente scrivere la risposta sotto forma di 5 kN (kiloNewton). Esistono due tipi di tali unità: multipli e sottomultipli. Ecco quelli più utilizzati: 10 2 N = 1 ettoNewton (gN); 10 3 N = 1 kiloNewton (kN); 10 6 N = 1 megaNewton (MN) e 10 -2 N = 1 centiNewton (cN); 10 -3 N = 1 milliNewton (mN); 10 -9 N = 1 nanoNewton (nN).

Isaac Newton nacque il 4 gennaio 1643 nel piccolo villaggio britannico di Woolsthorpe, situato nella contea del Lincolnshire. Un fragile ragazzo, uscito prematuramente dal grembo materno, venne al mondo alla vigilia della guerra civile inglese, poco dopo la morte del padre e poco prima della celebrazione del Natale.

Il bambino era così debole che per molto tempo non fu nemmeno battezzato. Tuttavia, il piccolo Isaac Newton, dal nome di suo padre, sopravvisse e visse una vita molto lunga nel diciassettesimo secolo: 84 anni.

Il padre del futuro brillante scienziato era un piccolo agricoltore, ma di grande successo e ricco. Dopo la morte di Newton Sr., la sua famiglia ricevette diverse centinaia di acri di campi e boschi con terreno fertile e l'impressionante somma di 500 sterline.

La madre di Isaac, Anna Ayscough, si risposò presto e diede al suo nuovo marito tre figli. Anna prestò maggiore attenzione alla sua prole più giovane, e la nonna di Isaac, e poi suo zio William Ayscough, furono inizialmente coinvolte nell'allevare il suo primogenito.

Da bambino, Newton era interessato alla pittura e alla poesia, inventava altruisticamente un orologio ad acqua, un mulino a vento e realizzava aquiloni di carta. Allo stesso tempo, era ancora molto malaticcio, ed anche estremamente poco socievole: Isaac preferiva i propri hobby ai giochi divertenti con i suoi coetanei.

Fisico in gioventù

Quando il bambino fu mandato a scuola, la sua debolezza fisica e le scarse capacità di comunicazione una volta lo fecero addirittura picchiare fino a svenire. Newton non poteva sopportare questa umiliazione. Ma, ovviamente, non poteva acquisire una forma fisica atletica dall'oggi al domani, quindi il ragazzo ha deciso di soddisfare la sua autostima in modo diverso.

Se prima di questo incidente studiava piuttosto male e chiaramente non era il preferito degli insegnanti, in seguito iniziò a distinguersi seriamente in termini di rendimento scolastico tra i suoi compagni di classe. A poco a poco, divenne uno studente migliore e iniziò anche a interessarsi alla tecnologia, alla matematica e ai fenomeni naturali sorprendenti e inspiegabili ancora più seriamente di prima.

Quando Isaac compì 16 anni, sua madre lo riportò nella tenuta e cercò di affidare alcune delle responsabilità della gestione della casa al figlio maggiore (anche il secondo marito di Anna Ayscough era morto a quel tempo). Tuttavia, il ragazzo non fece altro che costruire meccanismi ingegnosi, “inghiottire” numerosi libri e scrivere poesie.

L'insegnante di scuola del giovane, il signor Stokes, così come suo zio William Ayscough e il suo conoscente Humphrey Babington (membro part-time del Trinity College di Cambridge) di Grantham, dove frequentava la scuola il futuro scienziato di fama mondiale, convinsero Anna Ayscough a permettere suo figlio dotato di continuare i suoi studi. Come risultato della persuasione collettiva, Isaac completò i suoi studi a scuola nel 1661, dopo di che superò con successo gli esami di ammissione all'Università di Cambridge.

Inizio della carriera scientifica

Da studente, Newton aveva lo status di "sizar". Ciò significava che non pagava per la sua istruzione, ma doveva svolgere vari compiti all'università o fornire servizi agli studenti più ricchi. Isaac resistette coraggiosamente a questa prova, anche se continuava a ritenere estremamente antipatico sentirsi oppresso, era asociale e non sapeva come fare amicizia.

A quel tempo, la filosofia e le scienze naturali venivano insegnate nella famosa Cambridge, anche se a quel tempo erano già state mostrate al mondo le scoperte di Galileo, la teoria atomica di Gassendi, le audaci opere di Copernico, Keplero e altri eminenti scienziati. Isaac Newton assorbì avidamente tutte le possibili informazioni di matematica, astronomia, ottica, fonetica e persino teoria musicale che riuscì a trovare. Allo stesso tempo, spesso si dimenticava del cibo e del sonno.

Isaac Newton studia la rifrazione della luce

Il ricercatore iniziò la sua attività scientifica indipendente nel 1664, compilando un elenco di 45 problemi della vita umana e della natura che non erano ancora stati risolti. Allo stesso tempo, il destino ha unito lo studente al talentuoso matematico Isaac Barrow, che ha iniziato a lavorare nel dipartimento di matematica del college. Successivamente, Barrow divenne il suo insegnante, nonché uno dei suoi pochi amici.

Interessandosi ancora di più alla matematica grazie a un insegnante di talento, Newton eseguì l'espansione binomiale per un esponente razionale arbitrario, che divenne la sua prima brillante scoperta in campo matematico. Nello stesso anno, Isaac ha conseguito la laurea.

Nel 1665-1667, quando la peste, il Grande Incendio di Londra e la guerra estremamente costosa con l'Olanda travolsero l'Inghilterra, Newton si stabilì brevemente a Woesthorpe. In questi anni indirizza la sua attività principale verso la scoperta dei segreti ottici. Cercando di capire come liberare i telescopi con lenti dall'aberrazione cromatica, lo scienziato è arrivato allo studio della dispersione. L'essenza degli esperimenti condotti da Isaac era uno sforzo per comprendere la natura fisica della luce, e molti di essi vengono ancora condotti in istituti scolastici.

Di conseguenza, Newton arrivò al modello corpuscolare della luce, decidendo che può essere considerato come un flusso di particelle che volano fuori da una certa sorgente luminosa e compiono un movimento rettilineo verso l'ostacolo più vicino. Sebbene un tale modello non possa rivendicare l'oggettività ultima, divenne comunque uno dei fondamenti della fisica classica, senza il quale non sarebbero apparse idee più moderne sui fenomeni fisici.

Tra coloro che amano raccogliere fatti interessanti, c'è stata a lungo l'idea sbagliata che Newton avesse scoperto questa legge fondamentale della meccanica classica dopo che una mela gli era caduta in testa. In effetti, Isacco si avviò sistematicamente verso la sua scoperta, come risulta chiaramente dai suoi numerosi appunti. La leggenda della mela fu resa popolare dall'allora autorevole filosofo Voltaire.

Fama scientifica

Alla fine degli anni Sessanta del Seicento, Isaac Newton tornò a Cambridge, dove ricevette lo status di maestro, la sua stanza in cui vivere e persino un gruppo di giovani studenti per i quali lo scienziato divenne insegnante. Tuttavia, l’insegnamento non era chiaramente il punto forte del ricercatore di talento, e la partecipazione alle sue lezioni era notevolmente scarsa. Allo stesso tempo, lo scienziato inventò un telescopio riflettore, che lo rese famoso e permise a Newton di unirsi alla Royal Society di Londra. Attraverso questo dispositivo sono state fatte molte scoperte astronomiche sorprendenti.

Nel 1687 Newton pubblicò forse la sua opera più importante, un’opera intitolata “Principi matematici della filosofia naturale”. Il ricercatore aveva già pubblicato i suoi lavori, ma questo era di fondamentale importanza: divenne la base della meccanica razionale e di tutte le scienze naturali matematiche. Conteneva la famosa legge della gravitazione universale, le tre leggi della meccanica finora conosciute, senza le quali la fisica classica è impensabile, furono introdotti concetti fisici chiave e il sistema eliocentrico di Copernico non fu messo in discussione.

In termini di livello matematico e fisico, i "Principi matematici della filosofia naturale" erano un ordine di grandezza superiore alla ricerca di tutti gli scienziati che hanno lavorato su questo problema prima di Isaac Newton. Non esisteva una metafisica non dimostrata con ragionamenti lunghi, leggi infondate e formulazioni poco chiare, che era così comune nelle opere di Aristotele e Cartesio.

Nel 1699, mentre Newton lavorava in posizioni amministrative, il suo sistema mondiale cominciò ad essere insegnato all'Università di Cambridge.

Vita privata

Le donne, né allora né nel corso degli anni, mostrarono molta simpatia per Newton, e per tutta la sua vita non si sposò mai.

La morte del grande scienziato avvenne nel 1727 e quasi tutta Londra si riunì per il suo funerale.

Le leggi di Newton

• La prima legge della meccanica: ogni corpo è a riposo o rimane in uno stato di moto traslatorio uniforme finché questo stato non viene corretto dall'applicazione di forze esterne.
• La seconda legge della meccanica: la variazione della quantità di moto è proporzionale alla forza applicata e avviene nella direzione della sua influenza.
• La terza legge della meccanica: i punti materiali interagiscono tra loro lungo una linea retta che li collega, con forze uguali in grandezza e opposte in direzione.
• Legge di gravità: La forza di attrazione gravitazionale tra due punti materiali è proporzionale al prodotto delle loro masse moltiplicato per la costante gravitazionale e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra questi punti.

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