Newtonovi zakoni gibanja

Stanje gibanja nekog tijela povezano je s međudjelovanjem tijela i okoline. Sila je vektorska fizikalna veličina pomoću koje se opisuju međudjelovanja tijela. Silom se izražava jakost, smjer i orijentacija međudjelovanja.

Djelovanje sile može biti dvojako:

• sila može promijeniti stanje gibanja tijela (ubrzati ga / usporiti ga) – dinamičko,
• sile mogu promijeniti oblik tijela (deformirati ga) – statičko.

Silu označavamo s F, a njena mjerna jedinica je njutn (Newton), oznake N.

Kako je sila vektorska veličina, možemo ju grafički prikazati vektorskim prikazom.

Djeluje li na tijelo više sila, zbrajamo ih kao vektore.

Pojedinačne sile tada nazivamo komponente, a ukupnu silu nazivamo rezultanta sila i rezultanta.

Na sljedećim slikama prikazana su pravila za zbrajanje sila.

Ako na tijelo djeluje više sila koje su jednako usmjerene i leže na istom pravcu, vrijedi zbroj tih sila.

Ako na tijelo djeluje više sila koje su suprotno usmjerene vrijedi razlika tih sila, a rezultanta je usmjerena kao i sila većeg iznosa. 

Ako sile ne leže na istom pravcu možemo upotrijebiti pravilo paralelograma.

Ako sile ne leže na istom pravcu možemo upotrijebiti pravilo trokuta.

Masa je svojstvo tijela koje određuje njezino ponašanje pri djelovanju sile: što je masa tijela veća, teže mu je promijeniti stanje gibanja. Svojstvo tijela da održava svoje stanje gibanja (posebno mirovanja) zove se tromost (ustrajnost, inercija), a masa je fizička veličina kojom iskazujemo tromost tijela.

Posljedično, zakon tromosti možemo iskazati: 

Svako tijelo ostaje u stanju mirovanja ili jednolikog gibanja po pravcu sve dok se to djelovanjem vanjske sile ne promjeni.

Zakon tromosti može se i ovako izreći:

Ako je ukupna sila kojom se na tijelo djeluje jednaka nuli, tada tijelo ostaje u mirovanju, a tijelo koje se giba nastavlja se gibati jednoliko po pravcu.

Prema prvom Newtonovom zakonu tijelo je u mirovanju ili jednolikom pravocrtnom gibanju ako je rezultanta vanjska sila na njega jednaka nuli.

Proizlazi da, ako tijelo ima akceleraciju, bilo da ubrzava ili usporava, na tijelo djeluje rezultanta sila različita od nule.

Također, ako silama jednakih iznosa djelujmo na tijela različitih masa, akceleracija tijela će biti toliko puta manja koliko puta je veća masa tijela.

Drugi Newtonov zakon možemo izraziti na nekoliko načina:

Akceleracija tijela je izravno razmjerna rezultantnoj sili kojom se na tijelo djeluje i istog je smjera, a obrnuto je razmjerna masi tijela.

Ili, rezultanta sila kojom se na tijelo djeluje jednaka je umnošku njegove mase i akceleracije dobivene tim vanjskim djelovanjem:

Razmislite: na koji način se klizač odgurne od ograde klizališta?

Klizač gura ogradu djelujući na nju silom. Pri tome, ograda djeluje na klizača silom jednakog iznosa ali suprotne orijentacije. Kada je ta sila veća od sile trenja između klizaljki i leda, klizač se pokreće.

Sile se uvijek pojavljuju u paru, zbog toga i govorimo o međudjelovanju tijela.