Newtoni seadused

Allikas: Vikipeedia

Newtoni seadused on kolm fundamentaalset füüsikalist seadust, mis panevad aluse dünaamikale ja üldisemalt kogu klassikalisele mehaanikale. Need kirjeldavad kehale mõjuvat jõudu ja keha liikumist sellele mõjuvate jõudude toimel.

Newtoni esimene seadus ehk inertsiseadus väidab, et keha liigub ühtlaselt sirgjooneliselt või seisab paigal, kui talle mõjuv resultantjõud on null. Resultantjõu nulliga võrdumine tähendab seda, et kehale ei mõju üldse jõude või sellele mõjuvad jõud tasakaalustavad üksteist. Sellist nähtust, kus keha püüab oma liikumisseisundit säilitada, nimetatakse inertsiks. Just sel põhjusel nimetatakse Newtoni esimest seadust ka inertsiseaduseks. Sümbolites võib esimese Newtoni seaduse üles märkida järgmiselt:
kui , siis ehk kui , siis .

Newtoni teine seadus ehk dünaamika põhiseadus väidab, kui kehale mõjuv resultantjõud on nullist erinev, siis liigub keha kiirendusega, mis on võrdeline ja samasuunaline resultantjõuga ning pöördvõrdeline keha massiga. Valemi kuju näeb välja järgmine:
.

Newtoni teisest seadusest järeldub, et keha kiirenduse määramiseks on vaja teada kehale mõjuvat jõudu ja keha massi:
.

Newtoni kolmas seadus ehk mõju ja vastasmõju seadus väidab, et kaks keha mõjutavad teineteist jõududega, mis on suuruselt võrdsed ja vastassuunalised.

Newtoni seadused on väga üldised, sest lubavad arvutada paljude erinevate süsteemide liikumisi olenemata sellest, mis tüüpi jõude vaadeldakse. Mõjuvateks jõududeks võivad olla: raskusjõud, hõõrdejõud, elastsusjõud, elektromagnetilised jõud. Uuritavad süsteemid võivad olla oma mõõtmeteltki erinevad - argielus puutume kokku esemete ja olenditega, kelle liikumised alluvad kõik Newtoni seadustele. Samas suudavad Newtoni seadused kirjeldada ka taevakehi ja nende süsteeme ning lausa aatomeid või molekule. Kuid siiski pole Newtoni seaduste kehtivusulatus absoluutne, sest nad kehtivad piisava täpsusega vaid valguse kiirusest olulisemalt aeglasemalt liikuvate kehade korral. Vastasel korral tuleb kasutada Einsteini relatiivsusteooriat.

Ajalugu[muuda | muuda lähteteksti]

Kreeka filosoof Aristoteles uskus, et igal kehal on universumis oma, loomulik koht. Tema sõnul tahavad rasked esemed, nagu kivid, olla maa peal, kerged, näiteks suits, õhus, ja taevakehad taevas. Ta arvas, et kui kehale ei mõju ükski jõud, on keha puhkeolekus. Selleks, et keha liiguks ühtlaselt ja sirgjooneliselt, peab talle mõjuma terve selle ajaühiku jooksul mõni resultantjõud - vastasel juhul jääks keha seisma.

Galileo Galilei aga mõistis, et resultantjõud on vajalik vaid selleks, et muuta keha liikumiskiirust. Teisisõnu, ta väitis, et jõu puudumisel keha jätkab liikumist senise liikumiskiirusega. Seda teadmist kasutaski Newton, kes sõnastas selle oma esimese seadusena, mida tuntakse ka inertsiseaduse nime all - keha liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt või seisab paigal, kui talle mõjuv resultantjõud on null. Resultantjõu nulliga võrdumine tähendab seda, et kehale ei mõju üldse jõude või sellele mõjuvad jõud tasakaalustavad üksteist. Kuna Galileo Galilei oli see, kes selle seaduse tegelikult esimesena sõnastas, andis Newton tunnustuse viisakalt talle.

Newton esitas oma seadused teoses ,,Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica" (,,Natuurfilosoofia matemaatilised printsiibid"), mis ilmus 1687. aastal. Ta ise rakendas oma seadusi selleks, et kirjeldada erinevate objektide ja süsteemide liikumist.