Mécanique Classique: Les Lois de Newton
Les lois de Newton décrivent le mouvement des corps et sont les fondements de la mécanique classique.
1. Première Loi (Principe d'Inertie)
"Un corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s'exercent sur lui se compensent."
- ΣF = 0 ⇒ v = constante
- Cas particulier: repos (v = 0)
- Référentiel galiléen requis
2. Deuxième Loi (Relation fondamentale)
"L'accélération d'un corps est proportionnelle à la résultante des forces et inversement proportionnelle à sa masse."
ΣF = m·a
| Symbole | Signification | Unité SI |
|---|---|---|
| ΣF | Somme des forces | Newton (N) |
| m | Masse | Kilogramme (kg) |
| a | Accélération | m·s⁻² |
3. Troisième Loi (Action-Réaction)
"À toute action correspond une réaction égale et opposée."
- FA→B = -FB→A
- Forces de même nature
- Appliquées sur des corps différents
Exercice: Une voiture de 1200 kg accélère de 0 à 100 km/h en 10 secondes. Calculez la force moyenne exercée par le moteur.
2. Accélération: a = Δv/Δt = 27,78/10 = 2,778 m/s²
3. Deuxième loi: F = m·a = 1200 × 2,778
4. Résultat: F = 3333,6 N ≈ 3,33 kN
Exercice: Un livre de 2 kg est posé sur une table. Identifiez les paires action-réaction.
• Action: Poids du livre sur la Terre (P = mg vers le bas)
• Réaction: Attraction de la Terre par le livre (vers le haut)
Paire 2:
• Action: Force du livre sur la table (vers le bas)
• Réaction: Force normale de la table sur le livre (vers le haut)
Classical Mechanics: Newton's Laws
Newton's laws describe the motion of bodies and are the foundations of classical mechanics.
1. First Law (Inertia)
"A body remains at rest or in uniform motion in a straight line unless acted upon by a net force."
- ΣF = 0 ⇒ v = constant
- Special case: rest (v = 0)
- Requires inertial reference frame
2. Second Law (Fundamental relation)
"The acceleration of a body is proportional to the net force and inversely proportional to its mass."
ΣF = m·a
| Symbol | Meaning | SI Unit |
|---|---|---|
| ΣF | Net force | Newton (N) |
| m | Mass | Kilogram (kg) |
| a | Acceleration | m·s⁻² |
3. Third Law (Action-Reaction)
"For every action, there is an equal and opposite reaction."
- FA→B = -FB→A
- Forces of same nature
- Applied to different bodies
Exercise: A 1200 kg car accelerates from 0 to 100 km/h in 10 seconds. Calculate the average force exerted by the engine.
2. Acceleration: a = Δv/Δt = 27.78/10 = 2.778 m/s²
3. Second law: F = m·a = 1200 × 2.778
4. Result: F = 3333.6 N ≈ 3.33 kN
Exercise: A 2 kg book rests on a table. Identify the action-reaction pairs.
• Action: Weight of book on Earth (P = mg downward)
• Reaction: Earth's attraction by the book (upward)
Pair 2:
• Action: Force of book on table (downward)
• Reaction: Normal force of table on book (upward)
经典力学:牛顿定律
牛顿定律描述物体的运动,是经典力学的基础。
1. 第一定律(惯性定律)
"物体将保持静止或匀速直线运动,除非受到合外力的作用。"
- ΣF = 0 ⇒ v = 常数
- 特殊情况:静止 (v = 0)
- 需要惯性参考系
2. 第二定律(基本关系)
"物体的加速度与合外力成正比,与质量成反比。"
ΣF = m·a
| 符号 | 含义 | SI单位 |
|---|---|---|
| ΣF | 合外力 | 牛顿 (N) |
| m | 质量 | 千克 (kg) |
| a | 加速度 | m·s⁻² |
3. 第三定律(作用-反作用)
"对于每个作用力,都有一个大小相等、方向相反的反作用力。"
- FA→B = -FB→A
- 力的性质相同
- 作用于不同物体
练习: 一辆1200公斤的汽车在10秒内从0加速到100公里/小时。计算发动机施加的平均力。
2. 加速度: a = Δv/Δt = 27.78/10 = 2.778 m/s²
3. 第二定律: F = m·a = 1200 × 2.778
4. 结果: F = 3333.6 N ≈ 3.33 kN
练习: 一本2公斤的书放在桌子上。识别作用-反作用力对。
• 作用: 书对地球的重力 (P = mg 向下)
• 反作用: 地球对书的引力 (向上)
力对 2:
• 作用: 书对桌子的力 (向下)
• 反作用: 桌子对书的支持力 (向上)
មេកានិកបុរាណ៖ ច្បាប់ញូតុន
ច្បាប់ញូតុនពិពណ៌នាអំពីចលនារបស់រាងកាយ និងជាមូលដ្ឋាននៃមេកានិកបុរាណ។
១. ច្បាប់ទី១ (គោលការណ៍និចលភាព)
"រាងកាយនៅតែស្ងៀម ឬធ្វើចលនាឯកស្រួលត្រង់ លុះត្រាតែមានកម្លាំងសុទ្ធធ្វើសកម្មភាពលើវា។"
- ΣF = 0 ⇒ v = ថេរ
- ករណីពិសេស៖ ស្ងៀម (v = 0)
- ត្រូវការប្រព័ន្ធយោងនិចលភាព
២. ច្បាប់ទី២ (ទំនាក់ទំនងមូលដ្ឋាន)
"ការបង្កើនល្បឿនរបស់រាងកាយគឺសមាមាត្រទៅនឹងកម្លាំងសុទ្ធ និងច្រាសសមាមាត្រទៅនឹងម៉ាស់របស់វា។"
ΣF = m·a
| សញ្ញា | អត្ថន័យ | ឯកតា SI |
|---|---|---|
| ΣF | កម្លាំងសុទ្ធ | ញូតុន (N) |
| m | ម៉ាស់ | គីឡូក្រាម (kg) |
| a | ការបង្កើនល្បឿន | m·s⁻² |
៣. ច្បាប់ទី៣ (សកម្មភាព-ប្រតិកម្ម)
"ចំពោះសកម្មភាពគ្រប់យ៉ាង មានប្រតិកម្មស្មើគ្នា និងផ្ទុយគ្នា។"
- FA→B = -FB→A
- កម្លាំងធម្មជាតិដូចគ្នា
- អនុវត្តលើរាងកាយផ្សេងគ្នា
លំហាត់៖ រថយន្តមួយគ្រឿងមានម៉ាស់ 1200 kg បង្កើនល្បឿនពី 0 ទៅ 100 km/h ក្នុងរយៈពេល 10 វិនាទី។ គណនាកម្លាំងមធ្យមដែលម៉ាស៊ីនអនុវត្ត។
2. ការបង្កើនល្បឿន: a = Δv/Δt = 27,78/10 = 2,778 m/s²
3. ច្បាប់ទី២: F = m·a = 1200 × 2,778
4. លទ្ធផល: F = 3333,6 N ≈ 3,33 kN
លំហាត់៖ សៀវភៅមួយក្បាលមានម៉ាស់ 2 kg ដាក់នៅលើតុ។ កំណត់គូសកម្មភាព-ប្រតិកម្ម។
• សកម្មភាព: ទំងន់សៀវភៅលើផែនដី (P = mg ចុះក្រោម)
• ប្រតិកម្ម: ការទាក់ទាញផែនដីដោយសៀវភៅ (ឡើងលើ)
គូទី២:
• សកម្មភាព: កម្លាំងសៀវភៅលើតុ (ចុះក្រោម)
• ប្រតិកម្ម: កម្លាំងធម្មតាតុលើសៀវភៅ (ឡើងលើ)