Понятие силы. Первый закон Ньютона.
Как показывает опыт, все материальные тела взаимодействуют друг с другом. В результате такого взаимодействия тела изменяют свою скорость, т.е. приобретают ускорение.
▼ Сила является векторной, количественной мерой взаимодействия между телами.
Все законы Ньютона являются обобщением большого числа опытных фактов.
▼ 1 закон Ньютона - существуют системы отсчёта, в которых свободные тела могут двигаться равномерно и прямолинейно или находиться в состоянии покоя.
▼ Свободными называют тела, на которые не действуют силы со стороны других тел, либо они компенсируют друг друга для любого момента времени ( ).
▼ Система отсчета, о существовании которой утверждает 1 закон Ньютона, называется инерциальной системой отсчета (Пример - система Коперника).
▼ Система отсчета, которая движется с ускорением относительно инерциальной системой отсчета, называется неинерциальной системой отсчета (Пример - наша Земля).
Понятие массы тела. Второй закон Ньютона.
Из опыта следует, что если на разные тела подействовать одинаковой силой, то скорость их изменяется по-разному. Тела как бы по-разному сопротивляются, когда изменяют их скорость (Пример: теннисный шарик и гиря).
▼ Свойство тела оказывает сопротивление при изменении его скорости, называется инертностью тела.
▼ Масса теля является количественной, скалярной мерой инертности тела.
2 закон Ньютона.
▼ Импульсом тела (или кол-вом движения) называется векторная величина импульса, равная произведению массы тела на его скорость (1).
▼ 2 закон Ньютона для МТ записывается в виде (2), где
- равнодействующая всех сил, действующих на МТ.
Закон в виде (2) справедлив также и для тел с переменной массой.
Рассмотрим случай, когда m = const (3).
Подставим (1) в (2) и учтем (3) : ,
(4).
▼ 2 закон Ньютона имеет вид (4) для тел с постоянной массой. [F] = 1H = кг * м/cᶺ².
Left(4) = =
=
=
=
(5)
- 2 закон Ньютона
Третий закон Ньютона.
Проиллюстрируем вывод 3 закона Ньютона для системы двух изолированных частиц. Две частицы взаимодействуют друг с другом.
▼ Замкнутая система - система МТ на которую не действуют внешние силы.
Опыт показывает, что для такой системы справедлив закон сохранения импульса (1), где
и
импульсы тел зависящих от времени (
).
Продифференцируем неравенство (1) : (2), к формуле (2) применим 2 закон Ньютона.
и
(3)
,
(4)
▼ Силы двух взаимодействующих МТ равны по величине, противоположны по направлению и действуют вдоль прямой соединяющей эти точки.
(5)– 3 закон Ньютона
▼ Ньютон назвал F1 действием, а другую силу F2 противодействием.
▼ Поэтому иногда 3 закон Ньютона формулируется в следующем виде : сила действия равна и противоположна по направлению силе противодействия.
Обратим внимание, что эти силы приложены к разным телам, значит, о равновесии не может быть и речи.
Равновесие МТ – состояние МТ, при котором сумма всех сил, действующих на МТ, равна нулю.