Determinarea forței

In fizica, o forta este ceea ce determina un obiect cu masa sa isi modifice viteza. Forta are atat modul, cat si directie, ceea ce o face sa fie marime vectoriala. A doua lege a lui Newton afirma ca un obiect cu masa constanta va fi accelerat proportional cu forta rezultanta ce actioneaza asupra sa si invers proportional cu masa sa. Echivalent, forta rezultanta ce actioneaza asupra unui obiect este egala cu viteza cu care i se modifica impulsul.

Definitia generala a fortei poate fi gasita in legea a doua a lui Newton si este egala cu viteza de modificare a impulsului:

.

Prima lege a lui Newton

Prima lege a miscarii a lui Newton afirma ca obiectele continua sa se deplaseze cu viteza constanta daca nu se actioneaza asupra lor cu o forta externa rezultanta nenula. Aceasta lege este o extensie a observatiilor lui Galilei ca viteza constanta este asociata cu lipsa unei forte rezultante. Newton a avansat ideea ca orice obiect cu masa are o inertie innascuta care functioneaza ca stare naturala de echilibru fundamental in locul ideii aristoteliene a starii naturale de repaus. Prima lege contrazice astfel credinta aristoteliana intuitiva ca o forta rezultanta este necesara pentru a pastra un obiect in miscare cu viteza constanta. Facand din repaus acelasi lucru cu viteza constanta, prima lege Newton leaga in mod direct inertia cu conceptul de viteza relativa. Anume, in sisteme in care obiectele se deplaseaza cu viteze diferite, este imposibil de determinat care obiect este ,,in miscare" si care este ,,in repaus". Cu alte cuvinte, intr-un limbaj mai tehnic, legile fizicii sunt aceleasi in orice sistem de referinta inertial, adica in toate sistemele de referinta legate intre ele de o transformare galileana.

De exemplu, la deplasarea intr-un vehicul cu viteza constanta, legile fizicii nu sunt altele decat in repaus. Cineva poate arunca un obiect direct in sus si il poate prinde cand cade fara sa-si faca griji despre aplicarea unei forte pe directia de deplasare a vehiculului. Aceasta este adevarata, chiar daca altcineva care observa vehiculul in miscare considera traiectoria obiectului aruncat ca fiind o curba parabolica pe directia de deplasare a vehiculului. Inertia obiectului asociata cu viteza sa constanta pe directia de deplasare a vehiculului asigura ca obiectul continua sa se deplaseze chiar daca este aruncat in sus si cade inapoi.

A doua lege a lui Newton

O formulare moderna a celei de-a doua legi a lui Newton este o ecuatie diferentiala vectoriala:

unde este impulsul sistemului, iar este forta totala. La echilibru, forta rezultanta este zero prin definitie, dar fortele pot fi totusi prezente (si pot avea ca efect modificari egale si de sens contrar ale impulsului). Legea a doua afirma ca o forta neechilibrata ce actioneaza asupra unui obiect va avea ca rezultat modificarea in timp a impulsului.

A doua lege a lui Newton afirma ca forta este proportionala cu masa si acceleratia. Acceleratia se poate defini prin masuratori cinematice. Desi cinematica este bine descrisa prin analiza sistemelor de referinta in fizica avansata, raman intrebari profunde, cum ar fi definitia corecta a masei. Relativitatea generala ofera o echivalenta intre spatiu-timp si masa, dar ii lipseste o teorie coerenta a gravitatiei cuantice, si nu este clar cum si daca aceasta legatura mai este relevanta la scara microscopica. Cu unele justificari, a doua lege a lui Newton poate fi luata ca definitie cantitativa a masei, scriind legea ca o egalitate; unitatile relative de forta si masa sunt, in acest caz, fixe.

A treia lege a lui Newton

A treia lege a lui Newton rezulta din aplicarea simetriei in situatiile in care fortele pot fi atribuite prezentei unor obiecte. Pentru orice doua obiecte (1 si 2), a treia lege a lui Newton afirma ca orice forta aplicata obiectului 1 datorita actiunii obiectului 2 este automat insotita de o forta aplicata obiectului 2 si datorata actiunii obiectului 1.

Aceasta lege inseamna ca fortele apar intotdeauna in perechi actiune-reactiune.Daca obiectul 1 si obiectul 2 sunt considerate a fi parte a aceluiasi sistem, forta rezultanta asupra sistemului, datorata interactiunii dintre obiectele 1 si 2 este zero deoarece

1.Senzori si traductoare de Constantin Vlaicu si Costin Cepisca, editura Bucuresti 2001 ;

2.Indrumar pentru electronisti de C. Constantinescu, editura Tehnica Bucuresti 1986 ;

3.Curs ''Masurari neelectrice'' de Valentin Dogaru