Другий закон Ньютона
ФІЗИКА
Частина 1 МЕХАНІКА
Розділ 2 ДИНАМІКА МАТЕРІАЛЬНОЇ ТОЧКИ
2.5. Другий закон Ньютона
У 1687 р. І. Ньютон у своїх “Математичних началах натуральної філософії” сформулював усі основні закони механіки. Узагальнюючи численні досліди, він установив зв’язок між масою і прискоренням тіла та силою, що діє на нього,
Де 
– векторна сума всіх сил, що діють на тіло; m – маса тіла; 
– прискорення. Співвідношення (2.4) називають другим законом Ньютона,
Слід зазначити, що закон інерції є наслідком другого закону Ньютона. Справді, нехай на тіло не діє сила, тоді ліва частина рівності (2.4) дорівнює нулю. Оскільки m ≠ 0, то нулю дорівнює прискорення.
Звідси випливає, що 
= const, або 
що є математичним виразом закону інерції. Істотним є у цьому разі сталість вектора швидкості, що забезпечує прямолінійність руху. Вираз (2.4) ще називають рівнянням руху тіла.
Основне завдання механіки полягає у тому, щоб за
Другому закону Ньютона можна дати більш загальне визначення. Виконаємо деякі перетворення з рівнянням (2.4):
Або
Тут m = const.
Якщо маса тіла змінюється, то
Де Dt – елементарний імпульс сили, що відповідає досить малому проміжку часу dt; d
– елементарна зміна імпульсу тіла; mυ – імпульс, або кількість руху. Отже, другий закон Ньютона можна сформулювати так: імпульс сили, що діє на тіло протягом малого проміжку часу, дорівнює зміні імпульсу тіла за цей самий проміжок часу.
Запишемо рівняння (2.6) у такому вигляді:
Це дає змогу дати другому закону Ньютона більш загальне формулювання: зміна імпульсу тіла за секунду в певний момент часу дорівнює прикладеній силі й відбувається в тому самому напрямі, в якому діє ця сила. Або: перша похідна за часом від імпульсу тіла дорівнює прикладеній силі.
У другому законі Ньютона є дві фізичні величини: сила та маса. Сила кількісно характеризує числове значення і напрям дії на певне тіло інших тіл. Маса є кількісною характеристикою інертності.
Одиницю сили в СІ називають ньютоном (Н). Згідно з рівністю (2.4) ньютон дорівнює силі, під дією якої тіло масою 1 кг дістає прискорення 1 м/с2. Одиницю сили в системі СГС називають диною (дин). Одна дина дорівнює силі, під дією якої тіло масою 1 г дістає прискорення 1 см/с2. Між ньютоном та диною існує таке співвідношення:
1Н = 1кг · 1м/с2 = 105 г · см/с2 = 105 дин.
У другому законі Ньютона йдеться про сили, що діють на певне (одне) тіло, але не відображено ролі другого тіла, з боку якого діє сила. Сила характеризує взаємодію принаймні двох тіл; роль другого тіла в динамічних явищах визначена третім законом Ньютона.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...