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.