1. A mechanika axiómái:
a. Newton 1. törvénye: (tehetetlenség törvénye)1.megfogalmazás: Létezik inerciarendszer. ( Inerciarendszer olyan vonatkoztatási rendszer, amelyben a test mozgásállapotát csak külső hatásra változtatja meg. Pl egyenes pályán egyenletesen haladó autó inerciarendszernek tekinthető. Benne ülve a test nyugalomba marad, ha nem hat rá erő. De kanyarodáskor, fékezéskor a test külső erő nélkül elmozdul. Ekkor a jármű már nem inerciarendszer.)
2.megfogalmazása:Vannak olyan vonatkoztatási rendszerek, amelyekben minden test nyugalomban marad, vagy egyenes vonalú egyenletes mozgást végez, amíg más test vagy mező ennek megváltoztatására nem kényszeríti.
3.megfogalmazás: Minden test nyugalomba marad vagy egyenes vonalú egyenletes mozgást végez, míg erőhatás ennek megváltoztatására nem kényszeríti.
Megjegyzés: Ez az 1. törvény közismert alakja, de ebben a formában fizikai szempontból
így félreértelmezhető, mivel a 2. törvény indirekt állításával egyenértékű.
b. Newton 2. törvénye: (dinamika törvénye)
A teste ható erő és az általa létrehozott gyorsulás között egyenes arányosság van.
F~ a
Megjegyzések:
- A mozgásállapot-változás mértéke a gyorsulás, oka az erő. ( Az erő a mozgásállapot-változást és/vagy alakváltozást létrehozó hatások nagyságát és irányát kifejező fizikai vektormennyiség. Jele F, mértékegysége az 1 N (nyúton)).
- Newton 2. törvényének képletei F= m×a (Galilei formulája)
F=DI/Dt ( Newton formulája)
A két képlet egymással egyenértékű, egymásba átalakítható. A newtoni formula
az általánosabb. ( I a lendület jele, nagysága I=m×v, mértékegysége 1 kgm/s)
c. Newton 3. törvénye: (Akció-reakció törvénye)
Az erők párosával lépnek fel, amelyek azonos nagyságúak, ellentétes irányúak. Az egyik
erő az egyik testre, az ellenerő a vele kölcsönhatásban lévő ( pl ütköző) másik testre hat.
Megjegyzések:Az erő és ellenerő bár azonos nagyságú és ellentétes irányú, NEM egyenlíti ki egymást, mert nem ugyanarra a testre hatnak.( Két erő akkor egyenlíti ki egymást, ha azonos nagyságúak, ellentétes irányúak és ugyanarra a testre hatnak. Ekkor ugyanis a két erő vektori összege nulla. Ha a két erő kiegyenlíti egymást, a test egyensúlyban van, azaz nyugalomba marad, vagy egyenes vonalú egyenletes mozgást végez)
c. Newton 4. törvénye: (Erők függetlenségének elve)
Ha egy testre több erő hat, ezek helyettesíthetők egyetlen erővel, az eredővel, amely a
testre ható többi erő vektori összege.
Megjegyzés:
- Az m tömegű test az eredőerő ( jele Fe vagy SF)irányában gyorsul, a
gyorsulás nagysága Fe/m.
- A dinamika alapegyenlete: SF=m×a
2. Ütközések
a. Ütközésről beszélünk, amikor testek rövid ideig történő érintkezés során fejtenek ki
egymásra nagy erőt.
Az ütközéseket sok szempont szerint lehet csoportosítani. Pl Rugalmas az az ütközés, ha az ütközés után a testek külön folytatják mozgásukat. Rugalmatlan ütközésnél a testek az ütközés után összeragadva haladnak.
b. Tökéletesen rugalmatlan egyenes vonalú ütközésnél a lendületmegmaradás törvénye
alapján határozhatjuk meg az ütközés utáni közös sebességet:
m1×v1+ m2× v2=(m1+m2) × v közös
c. Tökéletesen rugalmas egyenes vonalú ütközés a lendületmegmaradás és a mechanikai energia megmarásának törvényét is használni kell az ütközések utáni sebességek meghatározásánál.
m1×v1+ m2× v2= m1×u1+ m2× u2
1/2× m1×v1 2+1/2×m2×v22=1/2× m1×u1 2+1/2×m2×u22
Az m1 és m2 az ütköző testek tömege, v1,v2 az ütközés előtti, u1 és u2 az ütközések utáni sebességek.