Lëvizja është një temë kryesore në mekanikë.
Ka ligje të ndryshme që shpjegojnë lëvizjen dhe shkaqet e ndryshimeve në lëvizje. Më të famshmit nga këto ligje të mocioneve u propozuan nga Sir Issac Newton. Ai përpiloi të tre ligjet e lëvizjes në Parimet Matematikore të Filozofisë Natyrore (botuar në 1687).
Para se të fillojmë të diskutojmë Ligjet e Lëvizjes së Njutonit, le të shohim disa terma dhe koncepte themelore që përdoren për të përshkruar lëvizjen.
Forca është një shtytje ose tërheqje që vepron në një objekt për ta lëvizur atë ose për të ndryshuar lëvizjen e saj.
Shpejtësia njihet edhe si shpejtësia. Shpejtësia e një objekti ndikohet nga forcat.
Përshpejtimi është një masë se sa shpejtësia e një objekti ndryshon në një kohë të caktuar (një sekondë).
Masa është sasia e diçkaje të pranishme dhe matet në gram ose kilogram.
Momenti është sasia totale e lëvizjes së pranishme në një trup.
Ligji i parë i lëvizjes i Njutonit
Një trup vazhdon të jetë në gjendjen e tij të pushimit ose në lëvizje uniforme përgjatë një linje të drejtë, përveç nëse një forcë e jashtme është aplikuar në të. Pavarësisht nëse shtyjmë pedalet e biçikletës për të ngritur kodrën, shtyjmë në tokë për të ecur drejt parkut, ose tërheqim një sirtar të mbërthyer për ta bërë atë të hapur, forca që ne ushtrojmë i bën gjërat të lëvizin. Ligji i parë i Njutonit na tregon se kur vepron forca neto zero, shpejtësia e objektit duhet të mbetet konstante. Nëse objekti është në këmbë, ai vazhdon të qëndrojë i qetë. Nëse po lëviz fillimisht, ajo vazhdon të lëvizë në një vijë të drejtë me një shpejtësi konstante.
Ligji i parë i Njutonit përcakton inercinë dhe quhet me të drejtë Ligji i Inercisë . Për të hequr ketchup nga fundi i një shishe ketchup, shpesh është kthyer me kokë poshtë dhe futur poshtë me shpejtësi të lartë dhe më pas ndalet papritur.
Disa aplikime të ligjit të parë të lëvizjes së Njutonit janë si më poshtë:
- Në mënyrë që të kapim një autobus në lëvizje të sigurt, ne duhet të vrapojmë përpara në drejtim të lëvizjes së autobusit.
- Kurdoherë që kërkohet të hidhemi nga një autobus në lëvizje, duhet të vrapojmë gjithmonë për një distancë të shkurtër pasi të hipnim në rrugë për të na penguar të bien në drejtimin përpara.
- Gjaku nxiton nga koka juaj tek këmbët, ndërsa shpejt ndalet kur hipni në një ashensor zbritës.
- Koka e një çekiçi mund të shtrëngohet në dorezën prej druri duke zhurmuar pjesën e poshtme të dorezës kundër një sipërfaqeje të fortë.
- Shtyllat e kokës vendosen në makina për të parandaluar dëmtimet e kamzhikut gjatë përplasjeve në pjesën e pasme.
- Ndërsa hipni në një skateboard (ose kamionçinë ose biçikletë), ju fluturoni përpara jashtë bordit kur goditni një kthesë ose shkëmb ose ndonjë objekt tjetër që ndalon papritur lëvizjen e skateboardit.
Ligji i dytë i lëvizjes i Njutonit
Sipas ligjit të dytë të lëvizjes së Njutonit, shkalla e ndryshimit të momentit është drejtpërdrejt proporcionale me forcën e aplikuar dhe ky ndryshim gjithmonë ndodh në drejtim të forcës së aplikuar. Forca neto që vepron në një objekt është e barabartë me produktin e masës së objektit dhe përshpejtimin e tij.
Forca neto = nxitimi në masë * ose F = ma
Sa më shumë masë të ketë objekti, aq më shumë forcë duhet të përdoret për ta lëvizur atë.
Disa aplikime të ligjit të dytë të lëvizjes së Njutonit janë si më poshtë:
- Nëse përdorni të njëjtën forcë për të shtyrë një kamion dhe për të shtyrë një makinë, makina do të ketë më shumë nxitim sesa kamioni, sepse kamioni ka më pak masë.
- Shtë më e lehtë të shtyni një shportë bosh sesa një të plotë sepse karroca e plotë e blerjes ka më shumë masë se ajo e zbrazët. Kjo do të thotë se kërkohet më shumë forcë për të shtyrë karrocën e plotë të blerjes.
- Një lojtar kriket ul duart e tij ndërsa kap topin. Nëse një lojtar nuk i ul duart gjatë kapjes së topit, koha për të ndaluar topin është shumë e vogël. Pra, duhet të përdoret një forcë e madhe për të ulur shpejtësinë e topit në zero ose për të ndryshuar momentin e topit. Kur një lojtar ul duart e tij, koha e marrë për të ndaluar topin është rritur dhe kështu, duhet të aplikohet më pak forcë për të shkaktuar të njëjtin ndryshim në momentin e topit. Prandaj, duart e lojtarit nuk janë lënduar.
- Një lojtar karatesh thyen grumbujt e pllakave ose tullave me një goditje të vetme. Kur një lojtar karatesë godet shtyllat e pllakave me duart e tij, ai e bën atë sa më shpejtë që të jetë e mundur, Me fjalë të tjera, koha e marrë për të goditur grumbujt e pllakave është shumë e vogël. Ndërsa momenti i dorës së një lojtari karatesë zvogëlohet në zero kur duart e tij godasin grumbujt e pllakave në një interval shumë të vogël kohor, prandaj, një forcë shumë e madhe ushtrohet në grumbullin e pllakave. Kjo forcë është e mjaftueshme për të prishur grumbullin e pllakave.
Ligji i tretë i lëvizjes i Njutonit
Ligji i tretë i lëvizjes thotë se për çdo veprim ekziston një reagim i barabartë dhe i kundërt që vepron me të njëjtën vrull dhe shpejtësi të kundërt. Deklarata do të thotë që në çdo ndërveprim, ekziston një palë forcash që veprojnë në dy objektet ndërvepruese. Madhësia e forcave në objektin e parë është e barabartë me madhësinë e forcës në objektin e dytë. Drejtimi i forcës në objektin e parë është i kundërt me drejtimin e forcës në objektin e dytë. Forcat vijnë gjithmonë në çifte - çifte të forcave të reagimit të barabarta dhe të kundërta.
Disa aplikime të ligjit të tretë të lëvizjes së Njutonit janë si më poshtë:
- Kur ajri nxiton nga një tullumbace, reagimi i kundërt është se tullumbace fluturon lart.
- Kur zhyteni nga një bord zhytjeje, ju shtyheni në trampolinë. Bordi buron prapa dhe ju detyron në ajër.
- Mendoni se si peshqit notojnë nëpër ujë. Një peshk përdor pendët e tij për të shtyrë ujin prapa. Uji gjithashtu shtyn peshkun përpara duke shtyrë peshkun nëpër ujë. Madhësia e forcës në ujë është e barabartë me madhësinë e forcës në peshk; drejtimi i forcës mbi ujë (prapa) është i kundërt me drejtimin e forcës mbi peshkun (përpara). Për çdo veprim, ekziston një forcë reagimi e barabartë (në madhësi) dhe e kundërt (në drejtim). Pairsiftet e forcave të veprimit-reagimit bëjnë të mundur që peshqit të notojnë.
- Shqyrtoni lëvizjen fluturuese të zogjve. Një zog fluturon duke përdorur krahët e tij. Krahët e një zogu shtyjnë ajrin poshtë. Meqenëse forcat vijnë nga ndërveprimet e ndërsjella, ajri gjithashtu duhet të shtyjë zogun lart. Madhësia e forcës në ajër është e barabartë me madhësinë e forcës në zog; drejtimi i forcës në ajër (poshtë) është i kundërt me drejtimin e forcës në zog (lart). Këto çifte forcash veprimi-reagimi bëjnë të mundur që zogjtë të fluturojnë.
