Download to read offline
Newtons laws of Motion
- 1. NNeewwttoonn’’ss LLaawwss ooff MMoottiioonn II.. LLaaww ooff IInneerrttiiaa IIII.. FF==mmaa IIIIII.. AAccttiioonn--RReeaaccttiioonn Presented By Soumya P.Nair Physical Science
- 2. WWhhiillee mmoosstt ppeeoopplleekknnooww wwhhaatt NNeewwttoonn''ss llaawwss ssaayy,, mmaannyy ppeeooppllee ddoo nnoott kknnooww wwhhaatt tthheeyy mmeeaann ((oorr ssiimmppllyy ddoo nnoott bbeelliieevvee wwhhaatt tthheeyy mmeeaann))..
- 3. NNeewwttoonn’’ss LLaawwss ooffMMoottiioonn 11sstt LLaaww –– AAnn oobbjjeecctt aatt rreesstt wwiillll ssttaayy aatt rreesstt,, aanndd aann oobbjjeecctt iinn mmoottiioonn wwiillll ssttaayy iinn mmoottiioonn aatt ccoonnssttaanntt vveelloocciittyy,, uunnlleessss aacctteedd uuppoonn bbyy aann uunnbbaallaanncceedd ffoorrccee.. 22nndd LLaaww –– FFoorrccee eeqquuaallss mmaassss ttiimmeess aacccceelleerraattiioonn.. 33rrdd LLaaww –– FFoorr eevveerryy aaccttiioonn tthheerree iiss aann eeqquuaall aanndd ooppppoossiittee rreeaaccttiioonn..
- 4. 11sstt LLaaww ooffMMoottiioonn ((LLaaww ooff IInneerrttiiaa)) AAnn oobbjjeecctt aatt rreesstt wwiillll ssttaayy aatt rreesstt,, aanndd aann oobbjjeecctt iinn mmoottiioonn wwiillll ssttaayy iinn mmoottiioonn aatt ccoonnssttaanntt vveelloocciittyy,, uunnlleessss aacctteedd uuppoonn bbyy aann uunnbbaallaanncceedd ffoorrccee..
- 5. 11sstt LLaaww IInneerrttiiaa iiss tthhee tteennddeennccyy ooff aann oobbjjeecctt ttoo rreessiisstt cchhaannggeess iinn iittss vveelloocciittyy:: wwhheetthheerr iinn mmoottiioonn oorr mmoottiioonnlleessss.. These pumpkins will not move unless acted on by an unbalanced force.
- 6. 11sstt LLaaww OOnnccee aaiirrbboorrnnee,, uunnlleessss aacctteedd oonn bbyy aann uunnbbaallaanncceedd ffoorrccee ((ggrraavviittyy aanndd aaiirr –– fflluuiidd ffrriiccttiioonn)),, iitt wwoouulldd nneevveerr ssttoopp!!
- 7. 11sstt LLaaww UUnnlleessss aacctteedd uuppoonn bbyy aann uunnbbaallaanncceedd ffoorrccee,, tthhiiss ggoollff bbaallll wwoouulldd ssiitt oonn tthhee tteeee ffoorreevveerr..
- 8. WWhhyy tthheenn,, ddoowwee oobbsseerrvvee eevveerryy ddaayy oobbjjeeccttss iinn mmoottiioonn sslloowwiinngg ddoowwnn aanndd bbeeccoommiinngg mmoottiioonnlleessss sseeeemmiinnggllyy wwiitthhoouutt aann oouuttssiiddee ffoorrccee?? IItt’’ss aa ffoorrccee wwee ssoommeettiimmeess ccaannnnoott sseeee –– ffrriiccttiioonn..
- 9. OObbjjeeccttss oonn eeaarrtthh,,uunnlliikkee tthhee ffrriiccttiioonnlleessss ssppaaccee tthhee mmoooonn ttrraavveellss tthhrroouugghh,, aarree uunnddeerr tthhee iinnfflluueennccee ooff ffrriiccttiioonn..
- 10. WWhhaatt iiss tthhiissuunnbbaallaanncceedd ffoorrccee tthhaatt aaccttss oonn aann oobbjjeecctt iinn mmoottiioonn?? There are ffoouurr mmaaiinn ttyyppeess ooff ffrriiccttiioonn:: SSlliiddiinngg ffrriiccttiioonn:: ice skating RRoolllliinngg ffrriiccttiioonn:: bowling FFlluuiidd ffrriiccttiioonn ((aaiirr oorr lliiqquuiidd)):: air or water resistance SSttaattiicc ffrriiccttiioonn:: initial friction when moving an object
- 11. SSlliiddee aa bbooookk aaccrroossss aa ttaabbllee aanndd wwaattcchh iitt sslliiddee ttoo aa rreesstt ppoossiittiioonn.. TThhee bbooookk ccoommeess ttoo aa rreesstt bbeeccaauussee ooff tthhee pprreesseennccee ooff aa ffoorrccee -- tthhaatt ffoorrccee bbeeiinngg tthhee ffoorrccee ooff ffrriiccttiioonn -- wwhhiicchh bbrriinnggss tthhee bbooookk ttoo aa rreesstt ppoossiittiioonn..
- 12. In theabsence of a force ooff ffrriiccttiioonn,, tthhee bbooookk wwoouulldd ccoonnttiinnuuee iinn mmoottiioonn wwiitthh tthhee ssaammee ssppeeeedd aanndd ddiirreeccttiioonn -- ffoorreevveerr!! ((OOrr aatt lleeaasstt ttoo tthhee eenndd ooff tthhee ttaabbllee ttoopp..))
- 13. NNeewwttoonnss’’ss 11sstt LLaawwaanndd YYoouu DDoonn’’tt lleett tthhiiss bbee yyoouu.. WWeeaarr sseeaatt bbeellttss.. BBeeccaauussee ooff iinneerrttiiaa,, oobbjjeeccttss ((iinncclluuddiinngg yyoouu)) rreessiisstt cchhaannggeess iinn tthheeiirr mmoottiioonn.. WWhheenn tthhee ccaarr ggooiinngg 8800 kkmm//hhoouurr iiss ssttooppppeedd bbyy tthhee bbrriicckk wwaallll,, yyoouurr bbooddyy kkeeeeppss mmoovviinngg aatt 8800 mm//hhoouurr..
- 14.
- 15. 22nndd LLaaww TThheenneett ffoorrccee ooff aann oobbjjeecctt iiss eeqquuaall ttoo tthhee pprroodduucctt ooff iittss mmaassss aanndd aacccceelleerraattiioonn,, oorr FF==mmaa..
- 16. 22nndd LLaaww WWhheenn mmaassss iiss iinn kkiillooggrraammss aanndd aacccceelleerraattiioonn iiss iinn mm//ss//ss,, tthhee uunniitt ooff ffoorrccee iiss iinn nneewwttoonnss ((NN)).. OOnnee nneewwttoonn iiss eeqquuaall ttoo tthhee ffoorrccee rreeqquuiirreedd ttoo aacccceelleerraattee oonnee kkiillooggrraamm ooff mmaassss aatt oonnee mmeetteerr//sseeccoonndd//sseeccoonndd..
- 17. 22nndd LLaaww ((FF== mm xx aa)) How much force is needed to accelerate a 1400 kilogram car 2 meters per second/per second? WWrriittee tthhee ffoorrmmuullaa F = m x a FFiillll iinn ggiivveenn nnuummbbeerrss aanndd uunniittss F = 1400 kg x 2 meters per second/second SSoollvvee ffoorr tthhee uunnkknnoowwnn 2800 kg-meters/second/second or 2800 N
- 18. If mass remainsconstant, doubling the acceleration, doubles the force. If force remains constant, doubling the mass, halves the acceleration.
- 19. Newton’s 2nd Lawproves that different masses accelerate to the earth at the same rate, but with different forces. • We know that objects with different masses accelerate to the ground at the same rate. • However, because of the 2nd Law we know that they don’t hit the ground with the same force. FF == mmaa 9988 NN == 1100 kkgg xx 99..88 mm//ss//ss FF == mmaa 99..88 NN == 11 kkgg xx 99..88 mm//ss//ss
- 21. CChheecckk YYoouurr UUnnddeerrssttaannddiinngg 11.. WWhhaatt aacccceelleerraattiioonn wwiillll rreessuulltt wwhheenn aa 1122 NN nneett ffoorrccee aapppplliieedd ttoo aa 33 kkgg oobbjjeecctt?? AA 66 kkgg oobbjjeecctt?? 22.. AA nneett ffoorrccee ooff 1166 NN ccaauusseess aa mmaassss ttoo aacccceelleerraattee aatt aa rraattee ooff 55 mm//ss22.. DDeetteerrmmiinnee tthhee mmaassss.. 33.. HHooww mmuucchh ffoorrccee iiss nneeeeddeedd ttoo aacccceelleerraattee aa 6666 kkgg sskkiieerr 11 mm//sseecc//sseecc?? 44.. WWhhaatt iiss tthhee ffoorrccee oonn aa 11000000 kkgg eelleevvaattoorr tthhaatt iiss ffaalllliinngg ffrreeeellyy aatt 99..88 mm//sseecc//sseecc??
- 22. CChheecckk YYoouurr UUnnddeerrssttaannddiinngg 11.. WWhhaatt aacccceelleerraattiioonn wwiillll rreessuulltt wwhheenn aa 1122 NN nneett ffoorrccee aapppplliieedd ttoo aa 33 kkgg oobbjjeecctt?? 1122 NN == 33 kkgg xx 44 mm//ss//ss 22.. AA nneett ffoorrccee ooff 1166 NN ccaauusseess aa mmaassss ttoo aacccceelleerraattee aatt aa rraattee ooff 55 mm//ss22.. DDeetteerrmmiinnee tthhee mmaassss.. 1166 NN == 33..22 kkgg xx 55 mm//ss//ss 33.. HHooww mmuucchh ffoorrccee iiss nneeeeddeedd ttoo aacccceelleerraattee aa 6666 kkgg sskkiieerr 11 mm//sseecc//sseecc?? 6666 kkgg--mm//sseecc//sseecc oorr 6666 NN 44.. WWhhaatt iiss tthhee ffoorrccee oonn aa 11000000 kkgg eelleevvaattoorr tthhaatt iiss ffaalllliinngg ffrreeeellyy aatt 99..88 mm//sseecc//sseecc?? 99880000 kkgg--mm//sseecc//sseecc oorr 99880000 NN
- 24. 33rrdd LLaaww FFoorreevveerryy aaccttiioonn,, tthheerree iiss aann eeqquuaall aanndd ooppppoossiittee rreeaaccttiioonn..
- 25. 33rrdd LLaaww AAccccoorrddiinnggttoo NNeewwttoonn,, wwhheenneevveerr oobbjjeeccttss AA aanndd BB iinntteerraacctt wwiitthh eeaacchh ootthheerr,, tthheeyy eexxeerrtt ffoorrcceess uuppoonn eeaacchh ootthheerr.. WWhheenn yyoouu ssiitt iinn yyoouurr cchhaaiirr,, yyoouurr bbooddyy eexxeerrttss aa ddoowwnnwwaarrdd ffoorrccee oonn tthhee cchhaaiirr aanndd tthhee cchhaaiirr eexxeerrttss aann uuppwwaarrdd ffoorrccee oonn yyoouurr bbooddyy..
- 26. 33rrdd LLaaww TThheerreeaarree ttwwoo ffoorrcceess rreessuullttiinngg ffrroomm tthhiiss iinntteerraaccttiioonn -- aa ffoorrccee oonn tthhee cchhaaiirr aanndd aa ffoorrccee oonn yyoouurr bbooddyy.. TThheessee ttwwoo ffoorrcceess aarree ccaalllleedd aaccttiioonn aanndd rreeaaccttiioonn ffoorrcceess..
- 27. NNeewwttoonn’’ss 33rrdd LLaawwiinn NNaattuurree CCoonnssiiddeerr tthhee pprrooppuullssiioonn ooff aa ffiisshh tthhrroouugghh tthhee wwaatteerr.. AA ffiisshh uusseess iittss ffiinnss ttoo ppuusshh wwaatteerr bbaacckkwwaarrddss.. IInn ttuurrnn,, tthhee wwaatteerr rreeaaccttss bbyy ppuusshhiinngg tthhee ffiisshh ffoorrwwaarrddss,, pprrooppeelllliinngg tthhee ffiisshh tthhrroouugghh tthhee wwaatteerr.. TThhee ssiizzee ooff tthhee ffoorrccee oonn tthhee wwaatteerr eeqquuaallss tthhee ssiizzee ooff tthhee ffoorrccee oonn tthhee ffiisshh;; tthhee ddiirreeccttiioonn ooff tthhee ffoorrccee oonn tthhee wwaatteerr ((bbaacckkwwaarrddss)) iiss ooppppoossiittee tthhee ddiirreeccttiioonn ooff tthhee ffoorrccee oonn tthhee ffiisshh ((ffoorrwwaarrddss))..
- 28. 33rrdd LLaaww FFllyyiinnggggrraacceeffuullllyy tthhrroouugghh tthhee aaiirr,, bbiirrddss ddeeppeenndd oonn NNeewwttoonn’’ss tthhiirrdd llaaww ooff mmoottiioonn.. AAss tthhee bbiirrddss ppuusshh ddoowwnn oonn tthhee aaiirr wwiitthh tthheeiirr wwiinnggss,, tthhee aaiirr ppuusshheess tthheeiirr wwiinnggss uupp aanndd ggiivveess tthheemm lliifftt..
- 29. Consider theflying motion of bbiirrddss.. AA bbiirrdd fflliieess bbyy uussee ooff iittss wwiinnggss.. TThhee wwiinnggss ooff aa bbiirrdd ppuusshh aaiirr ddoowwnnwwaarrddss.. IInn ttuurrnn,, tthhee aaiirr rreeaaccttss bbyy ppuusshhiinngg tthhee bbiirrdd uuppwwaarrddss.. TThhee ssiizzee ooff tthhee ffoorrccee oonn tthhee aaiirr eeqquuaallss tthhee ssiizzee ooff tthhee ffoorrccee oonn tthhee bbiirrdd;; tthhee ddiirreeccttiioonn ooff tthhee ffoorrccee oonn tthhee aaiirr ((ddoowwnnwwaarrddss)) iiss ooppppoossiittee tthhee ddiirreeccttiioonn ooff tthhee ffoorrccee oonn tthhee bbiirrdd ((uuppwwaarrddss)).. AAccttiioonn--rreeaaccttiioonn ffoorrccee ppaaiirrss mmaakkee iitt ppoossssiibbllee ffoorr bbiirrddss ttoo ffllyy..
- 31. OOtthheerr eexxaammpplleess ooffNNeewwttoonn’’ss TThhiirrdd LLaaww TThhee bbaasseebbaallll ffoorrcceess tthhee bbaatt ttoo tthhee lleefftt ((aann aaccttiioonn));; tthhee bbaatt ffoorrcceess tthhee bbaallll ttoo tthhee rriigghhtt ((tthhee rreeaaccttiioonn))..
- 32. 33rrdd LLaaww CCoonnssiiddeerr tthhee mmoottiioonn ooff aa ccaarr oonn tthhee wwaayy ttoo sscchhooooll.. AA ccaarr iiss eeqquuiippppeedd wwiitthh wwhheeeellss wwhhiicchh ssppiinn bbaacckkwwaarrddss.. AAss tthhee wwhheeeellss ssppiinn bbaacckkwwaarrddss,, tthheeyy ggrriipp tthhee rrooaadd aanndd ppuusshh tthhee rrooaadd bbaacckkwwaarrddss..
- 33. 33rrdd LLaaww TThheerreeaaccttiioonn ooff aa rroocckkeett iiss aann aapppplliiccaattiioonn ooff tthhee tthhiirrdd llaaww ooff mmoottiioonn.. VVaarriioouuss ffuueellss aarree bbuurrnneedd iinn tthhee eennggiinnee,, pprroodduucciinngg hhoott ggaasseess.. TThhee hhoott ggaasseess ppuusshh aaggaaiinnsstt tthhee iinnssiiddee ttuubbee ooff tthhee rroocckkeett aanndd eessccaappee oouutt tthhee bboottttoomm ooff tthhee ttuubbee.. AAss tthhee ggaasseess mmoovvee ddoowwnnwwaarrdd,, tthhee rroocckkeett mmoovveess iinn tthhee ooppppoossiittee ddiirreeccttiioonn..