|
[[Tiedosto:Newtons laws in latin.jpg|thumb|right|200px|Newtonin ensimmäinen ja toinen peruslaki latinaksi ''[[Philosophiae Naturalis Principia Mathematica|Principia Mathematican]]'' ensipainoksessa 1687.]]
[[voima (fysiikka)|voimia]].
'''Mekaniikan peruslait''' eli '''Newtonin lait''' muotoili fyysikko [[Isaac Newton]]. Ne julkaistiin ensimmäisen kerran vuonna 1687 teoksessa ''[[Philosophiae Naturalis Principia Mathematica]]''. Mekaniikan peruslait käsittelevät kappaleiden liiketilan muutoksia, kun niihin vaikuttaa [[voima (fysiikka)|voimia]].
<ref>Kurki-Suonio 2000, s. 81.</ref>
== Mekaniikan I peruslaki ==
e
eli ''jatkavuuden laki'' tai ''liikkeen jatkavuuden laki'' (myös Newtonin I laki tai inertialaki)
:Kappale jatkaa [[tasainen liike|tasaista]] suoraviivaista liikettä vakionopeudella tai pysyy levossa, jos siihen ei vaikuta ulkoisia voimia.
Laki koskee vapaita kappaleita, jotka eivät ole vuorovaikutuksessa muiden kappaleiden kanssa.<ref>Kurki-Suonio 2000, s. 81.</ref>
== Mekaniikan II peruslaki ==
eli ''dynamiikan peruslaki'' (myös Newtonin II laki)
:Kappaleeseen vaikuttava kokonaisvoima F joka antaa kappaleelle [[kiihtyvyys|kiihtyvyyden]] a. Oli kappaleen suuruus mikä vain, mitä suurempi on kappaleeseen kohdistuva voima, sitä suurempi on kiihtyvyys, jonka se kappaleelle aiheuttaa. Kappaleeseen vaikuttava kokonaisvoima '''F''' antaa ''m''-[[massa]]iselle kappaleelle [[kiihtyvyys|kiihtyvyyden]] '''a''' siten, että
== JONNET TROLLAA :D ==
::<math> \mathbf{F}=m\mathbf{a}. \,\!</math>
: Voima ja kiihtyvyys ovat [[vektorisuure]]ita. Niillä on siis sekä suuruus että suunta.
Esimerkkejä: kun kahteen erimassaiseen kappaleeseen vaikutetaan samalla voimalla, saa pienempimassainen kappale suuremman kiihtyvyyden (sen nopeus muuttuu enemmän). Kun kaksi erimassaista kappaletta törmää toisiinsa kohtisuoraan ja täysin kimmoisasti, on pienempimassainen kappale se, jonka liiketila muuttuu enemmän. Kappaleen liike on tasaista (kiihtyvyys on nolla) tai se on paikallaan, jos siihen vaikuttavien voimien summa on nolla.
Edellinen käsittely on paikallaan klassisen fysiikan tapauksissa. Modernin fysiikan mukaan voima on [[liikemäärä]]n '''p''' muutos aikayksikössä eli liikemäärän [[derivaatta]] ajan suhteen
::<math> \mathbf{F}= \frac{d\mathbf{p}}{dt}. \,\!</math>
== M ==
Liikemäärä <math>\scriptstyle\mathbf{p} = m\mathbf{v}</math>, missä ''m'' on massa ja '''v''' on nopeus. Klassisessa kuvassa massa on vakio. Tällöin päädytään alussa esitettyyn lakiin, sillä <math>\scriptstyle\mathbf{a} = \frac{d\mathbf{v}}{dt}</math>. Relativistisessa tapauksessa, missä kappaleen nopeus lähenee [[valonnopeus|valon nopeutta]] tyhjiössä, täytyy kuitenkin ottaa huomioon [[erityinen suhteellisuusteoria|erityisen suhteellisuusteorian]] antamat korjaukset.
== Mekaniikan III peruslaki ==
eli ''voiman ja vastavoiman laki'' (myös Newtonin III laki)
:Newtonin kolmas laki sanoo, että jos kappaleeseen vaikuttaa toinen kappale jollain voimalla, niin samanaikaisesti kappaleen täytyy vaikuttaa toiseen kappaleeseen yhtä suurella, mutta suunnaltaan vastakkaisella voimalla.
Esimerkiksi lautanen aiheuttaa pöytään voiman, ja pöytä aiheuttaa lautaseen yhtä suuren mutta vastakkaissuuntaisen voiman.
Newtonin III. lain mukaista voimaa ja vastavoimaa ei pidä sekoittaa Newtonin II. laista johdettuun tasapainoyhtälöön, joka on usein algrebrallisesti samankaltainen, mutta jonka fysikaalinen merkitys on toinen. Oleellisena erona on se, että voima ja vastavoima vaikuttavat aina eri kappaleisiin. Esimerkiksi pöydän pinnan lautaseen kohdistama tukivoima, joka tasapainoyhtälössä kumoaa maan lautaseen kohdistaman painovoiman vaikutuksen, ei voi olla painovoiman vastavoima, sillä nämä molemmat voimat vaikuttavat samaan kappaleeseen. Todellisuudessa pöydän lautaseen kohdistaman tukivoiman vastavoima on voima, jolla lautanen vaikuttaa pöytään, ja maan lautaseen kohdistaman painovoiman vastavoima on painovoima, jolla lautanen vaikuttaa maahan. Voiman vastavoima on aina olemassa.<ref name=kappaleet>Kurki-Suonio 2000.</ref>
:
Mekaniikan III peruslaista seuraa, että kappaleiden vuorovaikutuksissa niiden yhteenlaskettu [[liikemäärä]] säilyy.
== Katso myösK ==
*
* [[Hamiltonin mekaniikka]]
*
* [[Lagrangen mekaniikka]]
== Lähteet ==
*
* {{Kirjaviite | Tekijä=Kurki-Suonio, Kaarle & Riitta | Nimeke=Vuorovaikuttavat kappaleet. Mekaniikan perusteet | Selite=5. painos | Julkaisupaikka=Helsinki | Julkaisija=Limes | Vuosi=2000 | Tunniste=ISBN 951-745-167-9}}
=== Viitteet ===
| 