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Studiennotizen zu Newtons Bewegungsgesetzen
Dies ist eine Studiennotiz über Newtons Bewegungsgesetze in der Hochschulphysik. Es geht um mehrere gemeinsame Kräfte, drei Gesetze, die drei Keplerschen Gesetze, Trägheits- und Nicht-Trägheitssysteme.
Edited at 2021-09-28 19:51:13
Studiennotizen zu Newtons Bewegungsgesetzen
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Newtons Bewegungsgesetze
Mehrere gemeinsame Kräfte
Schwere
Definition: Zwischen jedem Objekt mit Masse besteht eine Anziehungskraft.
Das Gesetz der universellen Gravitation: Zwei Teilchen mit einer bestimmten Masse ziehen sich entlang der sie verbindenden Linie an. Die Größe der Anziehung ist direkt proportional zum Produkt der Massen der beiden Teilchen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen.
Formel:
Anwendbare Bedingungen: Das Gesetz der universellen Gravitation gilt nur für die Wechselwirkung zwischen zwei Materiepunkten.
Die Schwerkraft ist die Komponente der Schwerkraft
Formel:
Elastizität
Definition: Die Kraft, die von Objekten erzeugt wird, die sich aufgrund des Kontakts miteinander verformen. Einschließlich der elastischen Kraft der Feder, des Überdrucks und der Spannung des Seils.
Formel:
Reibung
statische Reibung
Definition: Wenn zwei in Kontakt stehende Objekte relativ stationär zueinander bleiben und dazu neigen, sich entlang der Kontaktfläche relativ zueinander zu bewegen, wird zwischen den Kontaktflächen ein Kräftepaar erzeugt, um den oben genannten Bewegungstrend zu verhindern.
Formel:
Gleitreibung
Definition: Wenn zwei Objekte miteinander in Kontakt stehen und relativ zueinander gleiten, behindert die interaktive Kraft, die am Kontaktpunkt zwischen den beiden Objekten auftritt, die Bewegung der Objekte.
Formel:
Flüssigkeitswiderstand
Definition: Wenn sich ein Objekt in einer Flüssigkeit (Flüssigkeit oder Gas) befindet und sich relativ zur Flüssigkeit bewegt, erfährt das Objekt einen Widerstand durch die Flüssigkeit.
Wenn die Relativgeschwindigkeit klein ist:
Wenn die Relativgeschwindigkeit groß ist:
Endgeschwindigkeit: Der Flüssigkeitswiderstand nimmt mit der Geschwindigkeit zu. Im Gleichgewicht mit der Schwerkraft fällt das Objekt mit konstanter Geschwindigkeit und der Endgeschwindigkeit.
Oberflächenspannung
Definition: Die Kraft zwischen verschiedenen Teilen der Flüssigkeitsoberfläche, die sich gegenseitig fest anzieht. Die Richtung verläuft entlang der Flüssigkeitsoberfläche und senkrecht zur Grenzlinie der Flüssigkeitsoberfläche.
vier Grundkräfte der Natur
Keplers drei Gesetze
Erster Hauptsatz: Die Bahnen aller Planeten um die Sonne sind Ellipsen, und die Sonne steht im Brennpunkt aller Ellipsen.
Zweites Gesetz: Für jeden Planeten überstreicht die Linie, die die Sonne und den Planeten verbindet, in gleichen Zeiten dieselbe Fläche.
Für jeden Planeten die Fläche, die von der Verbindungslinie zwischen Sonne und Planet in gleicher Zeitspanne überstrichen wird
Drittes Gesetz: Das Quadrat der Umlaufzeit eines Planeten ist proportional zur dritten Potenz seines Umlaufradius.
Schritte zur Problemlösung
1. Bestimmen Sie die Kraftanalyse des Objekts
2. Erstellen Sie ein Koordinatensystem
3. Machen Sie Gleichungen
4. Komplementäre Gleichungen
5. Lösen Sie zuerst mit Symbolen und dann mit Daten
Trägheits- und Nicht-Trägheitsrahmen
Trägheit: Es ist die Eigenschaft jedes Objekts, stationär zu bleiben oder sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit geradlinig zu bewegen.
Bei den sogenannten Kernkompetenzen handelt es sich um einen speziellen Satz von Wissenssystemen. Jede Position erfordert Kernkompetenzen, Es besteht keine Notwendigkeit, Wissen abzugleichen; Kernkompetenzen sind für jeden wichtig, und manche Menschen erkennen das Wissen nicht an.
Trägheitsbezugssystem: Ein durch das erste Newtonsche Gesetz definiertes Bezugssystem, in dem ein Objekt ohne Kraft in Ruhe bleibt oder sich geradlinig mit gleichmäßiger Geschwindigkeit bewegt.
Nicht-Trägheitsrahmen: Alle Referenzrahmen, die eine beschleunigte Bewegung erfahren (d. h. eine Beschleunigung haben).
Trägheitskraft
Definition: Eine Kraft, die sich von Schwerkraft, elastischer Kraft, Druck und Spannung usw. unterscheidet. Sie hat kein kraftausübendes Objekt und keine Reaktionskraft. Sie ist eine virtuelle Kraft.
1. Trägheitskraft im translatorischen Beschleunigungsbezugssystem:
2. Trägheitskraft (Trägheitszentrifugalkraft) in einem gleichmäßig rotierenden Bezugssystem:
3. Coriolis-Kraft: In einem rotierenden nicht-inertialen System muss die Coriolis-Kraft eingeführt werden, bevor das Newtonsche Gesetz angewendet werden kann.
Richtung des Winkelgeschwindigkeitsvektors: Die vier Finger drehen sich in Richtung des Objekts und der Daumen zeigt in die Richtung der Winkelgeschwindigkeit.
drei Gesetze
Anwendbare Bedingungen: konstante Qualität, niedrige Geschwindigkeit
Erstes Gesetz (Trägheitsgesetz)
Definition: Jedes Objekt bleibt in Ruhe oder bewegt sich geradlinig mit gleichmäßiger Geschwindigkeit, bis eine Kraft es zwingt, diesen Zustand zu ändern.
Formel:
Zweites Gesetz
Definition: Wenn auf ein Objekt eine äußere Kraft einwirkt, ist die Größe der von einem Objekt erhaltenen Beschleunigung proportional zur äußeren Kraft und umgekehrt proportional zur Masse des Objekts die Vektorsumme der äußeren Kraft.
Formel:
Anwendbare Bedingungen
1. Newtons zweites Gesetz gilt nur für Teilchen.
2. Es besteht ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen der äußeren Nettokraft und der Beschleunigung.
Das Prinzip der Kräfteüberlagerung: Wenn mehrere äußere Kräfte gleichzeitig auf ein Objekt einwirken, ist die durch die kombinierte äußere Kraft erzeugte Beschleunigung gleich der Vektorsumme der durch jede äußere Kraft erzeugten Beschleunigung.
Drittes Gesetz
Definition: Objekt A wirkt auf Objekt B mit der Kraft Fab, und Objekt B muss gleichzeitig auf A mit der Kraft Fba einwirken. Die beiden Kräfte wirken auf derselben Geraden und sind gleich groß und entgegengesetzt gerichtet.
Formel:
Aktions- und Reaktionskräfte
1. Sie erscheinen immer paarweise, steigen und sterben gemeinsam. Zwischen ihnen besteht eine Eins-zu-Eins-Entsprechung.
2. Sie wirken jeweils auf zwei Objekte und sind keineswegs eine ausgleichende Kraft.
Ganzheit und Zusammenhänge
1. Newtons erstes Gesetz offenbart die Trägheit, legt das Trägheitsbezugssystem fest und liefert Bedingungen für die Aufstellung des zweiten Gesetzes.
2. Newtons drittes Gesetz ermöglicht uns den Übergang von der Untersuchung einzelner Teilchen zur Untersuchung interagierender Verbundsysteme.
3. Keines der drei Hauptgesetze stellt besondere Anforderungen an die Kraft, und es kann kein spezifischer Zahlenwert ermittelt werden.