Сумма действующих сил определяет скорость изменения во времени

Первый закон Ньютона.

Второй закон Ньютона.

Третий закон Ньютона.

Уравнение колебаний пружинной подвески автомобиля.

Природа механических сил.

Кинематика устанавливает законы движения материальной точки, но не указывает причины вызвавшие это движение, а также факторы, влияющие на его параметры.

Законы Ньютона, сформулированные более 300 лет назад, явились результатом обобщения большого количества наблюдений и экспериментов. Эти законы имеют фундаментальное значение и в наше время.

 

Первый закон Ньютона.

Формулировка:

Существуют такие системы отсчета, в которых всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействия со стороны других тел не заставят его изменить это состояние.

Физический смысл сформулированного первого закона Ньютона состоит в том, что для механики нет различия между состоянием покоя и равномерного прямолинейного движения. Он подчеркивает относительность движения.

Определение 1.

Свойство тела сохранять свое состояние неизменным называют инерцией, а системы отсчета, в которых выполняется этот закон, - инерциальными.

Определение 2.

Массой тела называют физическую величину, являющуюся мерой его инерционных свойств.

 

Причина изменения состояния тела, т.е. появление ускорения связана с введением понятия силы.

Определение 3.

Силой называют количественную меру простого воздействия на тело со стороны других тел, в во время действия которого тело или его части получают ускорения.

В международной системе единиц СИ силу измеряют в Ньютонах (Н).

Однако существуют метрические внесистемные единицы: грамм, килограмм и тонна. Эти единицы используются при определении веса тела.

На практике для измерения величины силы используют динамометр - тарированную (градуированную) пружину, снабженную шкалой.

Второй закон Ньютона.

Формулировка:

если на тело с массой «» действует несколько сил – , то ускорение тела – пропорционально их геометрической сумме:

, (1)

 

Ускорение – вектор, масса – величина скалярная (число), поэтому сила тоже есть вектор, направление которого совпадает с направлением ускорения. Уравнение (1) представляет одну из форм записи второго закона Ньютона.

В механике это уравнение принято называть уравнением движения.

Второй закон Ньютона может быть сформулирован несколько другим способом с помощью понятия импульса тела.

 

Определение 1.

Импульсом называется величина , где скорость тела.

В ньютоновской механике предполагается, что масса тела постоянна и не зависит от скорости, поэтому левую часть уравнения (1) можно переписать в виде:

. (2)

 

С учетом (2) уравнение (1) принимает вид:

 

. (3)

 

Интерпретация:

Сумма действующих сил определяет скорость изменения во времени

импульса тела.

 

Третий закон Ньютона.

Из опыта следует, что при силовых взаимодействиях все тела надо рассматривать как равноправные, т.е. если одно тело воздействует на другое, то и это другое тело воздействует на первое.

Третий закон Ньютона устанавливает соотношение между этими воздействиями.

Формулировка.