Zasady dynamiki Newtona: Różnice pomiędzy wersjami

[[Plik:Newtons laws in latin.jpg|thumb|250px|Pierwsza i druga zasada dynamiki Newtona w oryginalnym wydaniu [[PhilosophiaeMatematyczne naturaliszasady principiafilozofii mathematicanaturalnej|Principia Mathematica]] z 1687 roku.]]

'''Zasady dynamiki Newtona''' – trzy [[zasada (fizyka)|zasady]] leżące u podstaw [[mechanika klasyczna|mechaniki klasycznej]] sformułowane przez [[Isaac Newton|Isaaca Newtona]] i opublikowane w ''[[PhilosophiaeMatematyczne naturaliszasady principiafilozofii mathematicanaturalnej|Philosophiae Naturalis Principia Mathematica]]'' w [[1687]] roku. Zasady dynamiki określają związki między ruchem ciała a [[siła]]mi działającymi na nie, dlatego zwane są też prawami ruchu.

W [[mechanika kwantowa|mechanice kwantowej]] przeważnie nie mają zastosowania<ref>Rozpatruje się np. ruch fotonów w kontekście III zasady dynamiki -– [http://www.nature.com/nphys/journal/v9/n12/full/nphys2777.html Optical diametric drive acceleration through action–reaction symmetry breaking, Nature Physics, 2013].</ref>, w [[Szczególna teoria względności|mechanice relatywistycznej]] obowiązują w ograniczonym zakresie.

Zasady dynamiki Newtona są stosowane do [[punkt materialny|punktów materialnych]], które są idealizacją rzeczywistych ciał, w tym sensie, że wielkość i kształt ciała obiektu są zaniedbane. Odpowiada to ciałom, które są małe w porównaniu do odległości między nimi, a odkształcenia i obrót ciała są bez znaczenia. W ten sposób, nawet planeta może być traktowana jako punkt materialny przy analizie ruchu orbitalnego wokół swojej gwiazdy.

W swojej oryginalnej postaci, zasady dynamiki Newtona nie są odpowiednie do charakterystyki [[Mechanika ośrodków ciągłych|ruchu ciał rozciągłych]] (a zwłaszcza ciał odkształcalnych). Uogólnieniem zasad Newtona dla [[bryła sztywna|sztywnych]] nie-punktowychniepunktowych ciał są [[prawa ruchu Eulera]]<ref>[http://emweb.unl.edu/NEGAHBAN/EM373/note19/note19.htm Equations of motion for a rigid body (Euler’s laws)].</ref> (można je również odnieść do [[ruch obrotowy|ruchu obrotowego]]<ref>[http://www.real-world-physics-problems.com/euler-equations.html Euler Equations Derivation Of The Euler Equations Of Motion For A Rigid Body].</ref>).

Pierwsza zasada dynamiki Newtona jest rozwinięciem idei [[Galileusz]]a, który zauważył, że jeżeli usuniemy przeszkody ruchu, to zniknie potrzeba podtrzymywania ruchu przez jakąkolwiek siłę. Ruch jednostajny prostoliniowy będzie się odbywać sam przez siebie, bez żadnej pomocy z zewnątrz, o takim ruchu mówimy czasem jako o ruchu swobodnym. Galileusz stwierdza, że z każdym obiektem można związać układ odniesienia i że opisy tego samego ruchu w każdym układzie są równoważne. Stwierdzenie to nazywane jest [[Zasada względności|zasadą względności]]<ref name="ilf">{{Cytuj stronę | url = https://ilf.fizyka.pw.edu.pl/podrecznik/2/2/1 | tytuł = Fizyka. 2.1 Pierwsza zasada dynamiki Newtona | data dostępu = 2015-12-27}}</ref>. Galileusz opisał także sposób zamiany wielkości opisujących ruch, gdy zmieniany jest układ odniesienia, zwany [[Transformacja Galileusza|transformacją Galileusza]].

Pierwsza zasada dynamiki zakłada istnienie inercjalnego układu odniesienia, nie wskazuje jak należy szukać takiego układu, dlatego jest [[Aksjomat|postulatem]] istnienia inercjalnego układu odniesienia{{odn|Wróblewski|Zakrzewski|s=256}}.

:: <math>\vec{a}=\frac 1 m \vec{F}_{w} = \frac {\vec{F}_{w}} m .</math>

:: <math>\vec F=\frac{d\vec p}{dt}=\frac d {dt} (m \vec v)=m \frac {d\vec v} {dt}=m \vec a </math>

Po raz pierwszy drugą zasadę dynamiki Newtona zapisał wzorem matematycznym [[Jakob Hermann]] w swoim dziele ''Phoronomia'' z 1716 roku<ref>[http://gsjournal.net/Science-Journals/Research Papers-Mechanics / Electrodynamics/Download/5561 Second Law of Motion, F=ma, was discovered after 48 years of death of Newton, Ajay Sharma].</ref>.

Przeważnie w mechanice klasycznej III zasada dynamiki Newtona i [[zasada zachowania pędu]] są równoważne<ref>Wymieniane warunki równoważności to: obowiązuje II zasada dynamiki Newtona, czas biegnie w ten sam sposób dla wszystkich obserwatorów w układzie inercyjnym, pęd całego układu jest przenoszony przez jego elementy (a nie pola), sygnał transmitowany podczas oddziaływania jest przenoszony natychmiastowo. Jeśli któryś z tych warunków nie jest spełniony, to III zasada dynamiki Newtona nie obowiązuje, jednak zasada zachowania pędu owszem -– [https://arxiv.org/abs/physics/0405099 The relation between momentum conservation and Newton'sNewton’s third law revisited].</ref>. Obie nie obowiązują gdy układ fizyczny nie jest [[układ odosobniony|odosobniony]] czy podczas [[kreacja par|kreacji par]] [[cząstka wirtualna|cząstek wirtualnych]].

; Pierwsza zasada dynamiki:

; Druga zasada dynamiki:

== Zobacz też ==

* [[Zmodyfikowanazmodyfikowana dynamika newtonowska]]

== Bibliografia ==

* {{cytuj książkę |nazwisko=Wróblewski |imię=A.K.|nazwisko2=Zakrzewski | imię2=J.A.|nazwisko2=Zakrzewski |tytuł=Wstęp do fizyki |wydawca=Państwowe Wydawnictwo Naukowe PWN |miejsce=Warszawa |data=1976, 1984 |tom=1 |odn=tak |autor link=Andrzej Kajetan Wróblewski |autor link2=Janusz Zakrzewski |odn=tak}}