Newton-en lehenengo legeak gorputzean inolako indarrik eragiten ez duenean gertatzen dena azaltzen digu. Baina, zer gertatuko da gorputzean indar erresultante ez-nuluak eragitean?

Pausagunean zegoen gorputz bati ondoz ondo indar desberdinak aplikatzean lorturiko emaitzak azaltzen dira alboko taulan.

Indar horietako emaitza modura, gorputza higidura zuen uniformeki azeleratuaz desplazatzen da. Ikus sorturiko azelerazioa desberdina dela kasu bakoitzean.

Gorputzak jasaten duen indar erresultantearen eta indar horren kausaz gorputzak lortzen duen azelerazioaren arteko zatidura, konstante bat da, gorputzaren masa hain zuzen.

Gertaera horren baieztapena Newton-en bigarren legearen edo dinamikaren oinarrizko legearen enuntziatua da.

Gorputz batean indar erresultante bat eragiten bada, gorputzak aplikaturiko indarraren zuzenki proportzionala den azelerazioa lortzen du, proportzionaltasun-konstantea gorputzaren masa izanik.

Sorturiko azelerazioak eragiten ari den indar erresultantearen norabide eta noranzko berberak ditu. Horregatik, dinamikaren funtsezko legea era honetan idazten da:

Edo egokiago oraindik:

• : gorputzean eragiten ari den indar erresultantea
• m: gorputzaren masa
• : gorputzak lorturiko azelerazioa. (A)

Momentu lineala edo higidura-kantitatea

Azpiko irudian, higitzen ari den automobiletako batek bat-batean balaztatzen du. Kasu horretan, balaztek egin dezaketen galgatzen indarrik handiena ezartzen dute gurpilen gainean.

F1-eko pilotuek badakite, egoera bera errepikatuz, baina ibilgailuaren abiadura eta masa aldatuz (bestelako baldintzak berdin mantenduz), balaztatzen duten bitartean egingo duten distantzia handitu egingo dela abiadura handitzen denean edo ibilgailuaren masa handitzen denean.

Beraz, masak eta abiadurak gorputz baten higidurari buruzko informazio baliotsua ematen digute. Hori dela eta, Newton-ek gorputz higikor baten  momentu lineala edo higidura kantitatea gorputz horren masa eta abiaduraren arteko biderkadura moduan definitu zuen.

Ikusten denez, higidura kantitatea magnitude bektorial bat da.

• Modulua: p=m·v
• Norabidea: gorputzak duen abiadura bektorearen berbera
• Noranzkoa: gorputzaren abiadura bektorearen berbera
• Aplikazio-puntua: gorputzaren abiadura bektorearen berbera

Hain zuzen ere, gorputzean aplikaturiko  indar erresultantearen efektua higidura-kantitatea aldatzean datza. Gertaera horri esker, dinamikaren funtsezko legea higidura-kantitatearen funtzioan adieraz daiteke.

Azelerazioa abiaduraren aldakuntzaren eta pasaturiko denbora-tartearen arteko zatidura dela kontuan hartuz:

Gorputzean aplikaturiko indar guztien erresultantea, higidura-kantitatearen eta pasaturiko denbora-tartearen arteko zatidura da.

Higidura-kantitateak higitzen ari den gorputza geldiarazteko zailtasunaren neurria ematen digu, nolabait. Era berean, gorputzaren abiaduran aldaketa sortarazteko egin beharreko indarrarekin zuzenean erlazionatuta dago. (B)

Kontutan hartzekoak

A) Gorputzen portaera dinamikoa aztertu aurretik, kontzeptu berri bat ikasiko dugu: puntu materiala edo partikula fisikoa.Eduki berri honek gorputzaren portaera dinamikoaren ikasketa asko erraztuko digu.

Puntu materiala dimentsiorik ez duen eta masa duen izate ideal bat da (puntu bat da)

B) Goiko adierazpen matematikoan  ordezkatu dugu. Hau da, batezbesteko azelerazioaren adierazpena ordezkatu dugu Newton-en bigarren legean. Horrela, higidura kantitatearen aldaketa batesbesteko moduan lortuko dugu ere. Gorputzaren gainean eragiten duen indarra konstantea baldin bada, gorputzaren gaineko azelerazioa konstantea izango eta, ondorioz, edozein denbora tartean momentu linealaren aldakuntza berdina izango. Hori ez da gertatuko baldin eta gorputzaren gainean eragiten duen indarraren balioa denborarekin aldakorra bada.

SIko unitateak

Momentu linealaren unitatea SI sisteman kg·m·s-1 da.

Proposatutako Ariketak

2.- "Gorputz baten higidura eragiten duten indarren erresultantearen norabidean gertatzen da beti". Egia ala gezurra? Ondo arrazoitu. (TW402)

3.- Ondoko grafikoa aztertuz, nolakoak izango dira azelerazioak eta indarrak? (TW403)