Закони Ньютона

Динаміка. Закони Ньютона

Ісаак Ньютон

• Під інерцією розуміють властивість тіл зберігати свою швидкість по величині та напрямку або стан спокою при відсутності дії зі сторони інших тіл.

• Під дією інших тіл дане тіло, намагаючись зберегти свій попередній стан, змінює попереднє значення швидкості не відразу, а поступово.

• Системи відліку в яких виконується закон інерції називають інерціальними системами відліку (ІСВ).

• У всіх інерціальних системах відліку закони механіки однакові ( всі ІСВ рівноправні) – принцип відносності Галілея.

Перший закон Ньютона:

Існують інерціальні системи відліку відносно яких тіла зберігають свою швидкість сталою, коли на них не діють інші тіла або дія інших тіл скомпенсована.

Фізичний зміст першого закону Ньютона:

закон постулює існування ІСВ, а за своєю сутністю є законом інерції.

Другий закон Ньютона 

(встановлений на основі узагальнення численних експериментів):

Відношення величини сили, котра діє на тіло, до величини прискорення, яке викликане дією цієї сили, є величина стала для  даного тіла. Цю величину називають інертною масою.

F_R = ma

Фізичний зміст другого закону Ньютона:

- сила, як міра взаємодії тіл, є причиною зміни руху тіл (виникнення прискорення); 

- інертна та гравітаційні маси тіла рівні між собою. 

Особливості другого закону Ньютона: 

1. другий закон Ньютона виконується лише в ІСВ;

2. другий закон Ньютона справедливий для сил любої природи;

3. сила є причиною прискорення тіла та визначає величину та напрям цього прискорення;

4. у випадку дії на тіло декількох сил, другий закон Ньютона записують так:

F_R = ma, де F_R = F₁ + F₂ + F₃ + … 

-векторна сума сил, котрі діють на тіло;

5. якщо (F = 0) → (а = 0) → (Δv = 0) → (v = const);

Останні записи є першим законом Ньютона.

Третій закон Ньютона:

Для довільних двох взаємодіючих тіл сила F₂₁, з якою перше тіло діє на друге, рівна по величині і протилежна за напрямком силі F₁₂, з якою друге тіло діє на перше

F₂₁ = - F₁₂

(сили F₂₁, F₁₂ додавати не можна, оскільки вони прикладені до різних тіл).

Фізичний зміст третього закону Ньютона:

В природі всі сили виникають парами і кожна пара сил є однієї природи.

Особливості третього закону Ньютона:

1. сили, як міра взаємодії тіл, завжди виникають парами;

2. сили, пов’язані третім законом Ньютона є однієї природи;

3. сили, пов’язані третім законом Ньютона не зрівноважуються, оскільки прикладені до різних тіл;

4. третій закон Ньютона справедливий для сил любої природи;

5. третій закон Ньютона виконується у ІСВ.