Для описания законов динамики вводят динамические параметры – массу m, силу и момент силы . Масса тела – мера количества вещества, содержащегося в теле. Масса проявляется в двух свойствах:
а) в гравитации – в свойстве притягивать к себе другие тела и притягиваться ими;
б) в инерции – в способности сохранять свое первоначальное состояние при действии сил.
Для массы в замкнутой системе выполняется закон сохранения:
Масса тела m, содержащаяся в единице объема V тела называется плотностью ρ вещества:
Сила – результат взаимодействия и тел, при котором тела приобретают ускорения или деформируются, или имеет место и то и другое одновременно.
О наличии сил можно судить:
а) по их динамическому проявлению – по ускорению;
б) по статическому проявлению – по деформации.
Если тело не может свободно перемещаться в пространстве, а может лишь вращаться вокруг неподвижной оси, то эффект действия силы зависит не только от её величины, но и от того, в каком направлении она действует и к какой точке тела она приложена. Для характеристики этого вводится понятие момента силы (вращающего момента).
В основе динамики лежат три закона Ньютона:
Первый закон Ньютона (закон инерции):
а) для поступательного движения – тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, если результирующая всех действующих на тело сил равна нулю:
Второй закон Ньютона (основной закон динамики):
а) для поступательного движения – тело получает ускорение пропорционально действующей на него результирующей всех сил и обратно пропорционально его массе:
где
Если учесть, что произведение массы m тела (материальной точки) на его скорость есть импульс тела :
то второй закон Ньютона можно записать в более общей форме
где ∆t – время действия силы, – изменение импульса тела (материальной точки);
Третий закон Ньютона (закон действия и противодействия):
для поступательного движения – силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по величине, противоположны по направлению и никогда не компенсируют друг друга, так как приложены к разным телам
где – сила, действующая на первое тело со стороны второго, – сила, действующая на второе тело со стороны первого;