Первый закон Ньютона

Всякое тело находится в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние.

Свойство тел сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения при отсутствии сил называется инерцией. Поэтому первый закон Ньютона называется законом инерции. Состояние покоя или равномерного прямолинейного движения обусловлено тем, что действующие на тело силы компенсируют друг друга, т.е. равнодействующая сила равна нулю .

Первый закон Ньютона выполняется не во всякой системе отсчета. Системы по отношению к которым он выполняется называются инерциальными системами отсчета.

Инерциальной системой отсчета является такая, которая либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно относительно какой-либо другой инерциальной системы отсчета.

С очень высокой степенью точности можно считать инерциальной гелиоцентрическую систему отсчета. В ней начало координат находится в центре Cолнца, а оси проведены в направлении определенных звезд. Система отсчета, связанная с Землей, строго говоря, неинерциальная. Однако, эффекты, обусловленные ее неинерциальностью (Земля вращается вокруг собственной оси и вокруг Солнца), пренебрежимо малы, поэтому при решении многих задач ее можно считать также инерциальной.

3.2. Второй закон ньютона. Масса. Импульс

Второй закон Ньютона является основным законом динамики. Он отвечает на вопрос - как изменяется механическое движение тела под действием силы в зависимости от массы этого тела.

2Ой закон Ньютона. Ускорение, приобретаемое телом, совпадает по направлению с действующей на него силой и равно отношению этой силы к массе тела

^(3.2.1)

Под действующей силой понимают равнодействующую всех сил, приложенных к телу.

_.

Из формулы определяется единица измерения силы – ньютон (Н): 1 ньютон (1 Н) – это сила, которая телу массой в 1 кг сообщает ускорение 1 м/с².(1 Н = 1 кг ^. 1м/с²).

Масса – одна из универсальных характеристик материи, определяющая ее инерционные (инертная масса) и гравитационные (гравитационная масса) свойства, также мера энергосодержания.

Опытным путем установлено, что телам большей массой равные по величине силы сообщают меньшие ускорения. Масса выступает как мера инертности. Под действием силы материальная точка изменяет свою скорость не мгновенно, а постепенно, т.е. приобретает конечное по величине ускорение, которое тем меньше, чем больше масса тела.

Чем больше масса материальной точки тела, тем больше проявляется способность ее притягивать к себе другие тела и быть притянутой самой. Масса – мера гравитации: С увеличением массы увеличивается запас кинетической потенциальной и вообще всех видов энергии (молекулярно-кинетической, электромагнитной, ядерной).

Механика Галилея-Ньютона изучает движение макротел со скоростями намного меньшими скорости света и не применима к движению со скоростью близкой к скорости света в вакууме. Это объясняется тем, что Ньютон и все его последователи считали, что .

Однако масса тела меняется в зависимости от скорости его движения:

где m – масса тела, движущегося со скоростью ;

m – масса покоя;

– скорость света в вакууме.

При << c членом по сравнению с 1 можно пренебречь, тогда

m = m₀ = const.

Учитывая, что и постоянство m, выражение (3.2.1) можно записать

, обозначим .

Векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость и имеющая направление скорости, называется импульсом (количеством движения) тела.

, кг ^. м/с (3.2.2)

Импульс – это мера механического движения тела с заданной массой.

С учетом последнего выражения второй закон Ньютона можно записать в виде:

(3.2.3)

Скорость изменения импульса равна действующей силе и имеет одинаковое с ней направление.