Ο ΔΕΥΤΕΡΟΣ ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ ΝΕΥΤΩΝΑ

ΟΙ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΟΥ ΒΑΡΟΥΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΜΑΖΑΣ

Τί γνωρίζετε για το Δεύτερο Νόμο του Νεύτωνα;

Η επιτάχυνση ενός σώματος και η συνισταμένηδύναμη που ασκείται σε αυτό

έχουν σχέση αιτίου-αποτελέσματος και είναι μεγέθη ανάλογα. Δηλαδή η επιτάχυνση

είναι ανάλογη της δύναμης που ασκείται σε ένα σώμα.

Ο Δεύτερος Νόμος του Νεύτωνα διατυπώνεται ως εξής: Αν σε ένα σώμα ασκείται

σταθερή συνισταμένη δύναμη, το σώμα αποκτά στεθερή επιτάχυνση, ανάλογη με

τη δύναμη αυτή και με την ίδια κατεύθυνση. Δηλαδή το σώμα εκτελεί ευθύγραμμη

ομαλά μεταβαλλόμενη κίνηση.

Μπορούμε λοιπόν να γράψουμε: . Η σχέση απότελεί τη μαθηματική

διατύπωση του Θεμελιώδη Νόμου της Μηχανικής ή του δεύτερου νόμου του

Νεύτωνα. Επειδή η κατεύθυνση της επιτάχυνσης είναι η ίδια με την κατεύθυνση της

δύναμης, η παραπάνω σχέση γράφεται αλγεβρικά: F=mα.

Ο συντελεστής αναλογίας m ονομάζεται αδρανειακή μάζα του σώματος ή μάζα και

ορίζεται ως: m=ΣF/α.

Για m=1kg και α=1m/s2 παίρνουμε τη μονάδα μέτρησης της δύναμης, το 1Ν.

1Ν=1kg.m/s2

Aπό τον Θεμελιώδη Νόμο της Μηχανικής εξάγονται τα παρακάτω συμπεράσματα:

1) η επιτάχυνση έχει την ίδια διεύθυνση και φορά με τη δύναμη που ασκείται στο

σώμα

2) η επιτάχυνση είναι ανάλογη της δύναμης που ασκείται στο σώμα

3) η επιτάχυνση είναι αντιστρόφως ανάλογη της αδρανειακής μάζας όταν η δύναμη

είναι σταθερή

Να γίνει διερεύνηση σρο Θεμελιώδη Νόμο της Μηχανικής.

Διακρίνουμε τις παρακάτω περιπτώσεις:

Αν Σ = τότε = και ή σταθερή.

Δηλαδή αν στο σώμα δεν ασκούνται δυνάμεις ή αν ασκούνται η συνισταμένη

τους είναι ίση με μηδέν, τότε η επιτάχυνση είναι μηδέν οπότε το σώμα ηρεμεί ή

κινείται ευθύγραμμα και ομαλά.

Αν Σ =σταθερή τότε =σταθερή

Δηλαδή αν η συνισταμένη των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα είναι

σταθερή, τότε η επιτάχυνση που αποκτά το σώμα είναι σταθερή. Εδώ έχουμε

δύο περιπτώσεις:

α) αν η συνισταμένη των δυνάμεων έχει ίδια φορά με την ταχύτητα, το σώμα

εκτελεί ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση

β) αν η συνισταμένη των δυνάμεων έχει αντίθετη φορά από την ταχύτητα, το

σώμα εκτελεί ευθύγραμμη ομαλά επιβραδυνόμενη κίνηση.

Αν Σ ≠σταθερή τότε η επιτάχυνση του σώματος θα μεταβάλλεται ανάλογα

με τη δύναμη και η κίνηση του σώματος θα είναι μη ομαλά μεταβαλλόμενη.

Η έννοια του βάρους

Ένα σώμα που πέφτει, πέφτει με την επιτάχυνση της βαρύτητας g=9,81m/s2

και αφού έχει επιτάχυνση θα ενεργεί σε αυτό δύναμη ή (δεύτερος

νόμος της μηχανικής). Τη δύναμη αυτή την ονομάζουμε βάρος και συμβολίζεται με

. Ένα σώμα μάζας 1kg έχει βάρος Β=1kg.9,81m/s2 ή Β=9,81Ν.

Πολλές φορές σαν μονάδα μέτρησης του βάρους χρησιμοποιείται το kp

(κιλοπόντ) ή χιλιογραμμάριο, ισχύει ότι 1kp=9,81m/s2.

Παρατηρήσεις:

Το βάρος ενός σώματος εξαρτάται από το υψόμετρο. Όσο απομακρυνόμαστε

από την επιφάνεια της γης τόσο ελαττώνεται το βάρος.

Το βάρος ενός σώματος εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος σε αντίθεση

με τη μάζα. Το βάρος μεταβάλλεται από τόπο σε τόπο.

Η έννοια της μάζας

Το σταθερό πηλίκο της δύναμης που ασκείται σε ένα σώμα προς την

επιτάχυνση που αποκτά το σώμα, ονομάζεται αδρανειακή μάζα ή μάζα του σώματος

και ορίζεται m = F /α.

Η αδρανειακή μάζα εκφράζει την ιδιότητα του σώματος να αντιστέκεται στη

μεταβολή της κινητικής του κατάστασης. Δηλαδή αποτελεί μέτρο της αδράνειάς του.

Σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας του Αινστάιν η αδρανειακή

μάζα του σώματος αυξάνει όταν η ταχύτητά του πλησιάζει την

ταχύτητα του φωτός (c=300.000km/s).