|

آیزاک نیوتون :

بررسی قوانین نیوتون در هوانوردی و هوافضا

آیزاک نیوتون ریاضیدان، فیزیک‌دان، اخترشناس و نویسنده انگلیسی است که در ۴ ژانویه ۱۶۴۳ چشم به جهان گشود، از او به عنوان یکی از مؤثرترین دانشمندان کل تاریخ و یک شخصیت کلیدی در انقلاب علمی یاد می‌شود. شاید کشف جاذبه زمین مشهورترین دستاوردهای نیوتون باشد اما نباید از تلاش‌های او در زمینه‌های مکانیک نیوتونی، حسابان، قوانین حرکت، نورشناسی حساب دیفرانسیل و انتگرال چشم‌پوشی کرد.

نیوتون در ۲۷ مارس ۱۷۲۷ درگذشت و در کلیسای وست مینستر لندن به خاک آرمیده شد.

قوانین حرکت سه قانون فیزیک، و بنیان مکانیک کلاسیک هستند،این قوانین رابطه نیروهای واردشده بر جسم و حرکت آن را نشان می‌دهند‌.

۱. قانون اول (اینرسی یا لختی): اگر برآیند نیروهای وارد بر جسم صفر باشد، اگر جسم در حالت سکون باشد تا ابد ساکن می‌ماند، و اگر جسم در حال حرکت (با سرعت ثابت) باشد تا ابد با همان سرعت و در همان جهت حرکت ادامه می‌دهد.

این قانون اساس حرکت فضاپیماها در خارج از جو است؛ در خلا هیچ نیرویی وجود ندارد بنابراین اگر فضاپیما با یک سرعت اولیه به سمت مسیر مورد نظر از جو خارج شود حرکت خود را ادامه می‌دهد.

از دیگر کاربردهای این قانون ثابت ماندن هلیکوپتر در هواست، در این حالا نیروهای لیفت و وزن اثر یکدیگر را خنثی کرده و تراست با درگ برابر هستند پس برآیند نیروها صفر بوده و هلیکوپتر در حالت سکون خود حفظ می‌کند.

۲. قانون دوم: در واقع رابطه شتاب با نیرویی که بر آن وارد می‌شود را بیان می‌کند. شتاب جسمی به جرم m که نیروی F بر آن وارد می‌شود هم جهت و متناسب با نیروی وارد بر آن است و با جرم جسم نسبت عکس دارد. (F=ma)

این قانون به سرعت هواپیما ارتباط دارد، هرچه نیروی تراست بیشتری وجود داشته باشد شتاب بیشتر شده پس سرعت بیشتر می‌شود.

همچنین می‌توان اینطور بررسی کرد که با نیروی ثابت هرچه جرم هواپیما کمتر باشد شتاب و سرعت بیشتر است، پس مهم بودن استفاده از مواد مرکب و موادی که به کاهش وزن هواپیما می‌انجامد را یادآوری می‌کند.

۳. قانون سوم (عمل و عکس‌العمل یا کنش و واکنش): هرگاه جسمی به یک جسم دیگر نیرو وارد کند جسم دوم نیز نیرویی به همان بزرگی ولی در خلاف جهت بر جسم اول وارد می‌کند.

این قانون اساس کار موتور هواپیماست، گازهای خروجی از موتور هواپیما به مولکول‌های هوا نیرو وارد کرده و آن‌ها را به عقب هل می‌دهند در واکنش مولکول‌های هوا هم به موتور هواپیما نیرو وارد کرده و موتور و به طبع هواپیما را به جلو هل می‌دهند.

 

ارسال نظر