Законы Ньютона.

Лекция № 2

Тема 1 Основные законы движения

Занятие 1/6 Динамика

Санкт-Петербург 2010

Кафедра «Математика и физика»

Н.А. Леонова

Содержание

Введение

Цель: раскрыть фундаментальный характер сил существующих в природе

Основная часть

Вопросы: 1. Основные понятия.

2. Законы Ньютона.

3. Применение основного закона динамики.

Выводы

Список используемой литературы

1. Савельев И.В. «К Ф» т. 1 стр. 34-54

Наглядные пособия

1. Электронные слайды

2. Плакаты

Введение

Динамика является основным разделом механики, в ее основе лежат три закона Ньютона, сформулированные им в 1687 году. Законы Ньютона играют исключительную роль в механике и являются обобщением результатов огромного человеческого опыта.

Основные понятия.

Относительно разных СО движения имеет неодинаковый характер. Относительно вагона точка на ободе колеса движется по окружности, в то время как относительно Земли она движется по сложной кривой, называется циклоидой.

Среди всех возможных СО существуют такие, относительно, которых движение тела оказывается особенно простым. В частности тела, движутся относительно таких систем без ускорения, т.е. прямолинейно и равномерно. Эти особые СО называются инерциальными. Существование ИС установлено из опыта и представляет собой законы природы.

Опытным путем установлено, что инерциальной является СО, начало которой совмещено с центром Солнца, а оси направлены на неопределенные звезды. Эта система называется гелио-центрической (гелиос – по-гречески солнце).

СО связанная с Землей, неинерциальная. Ускорение, с которым движется Земля, настолько мало, что при решении многих задач СО, связанную с Землей, можно считать инерциальной.

Утверждение о существовании ИСО Ньютон сформулировал в виде закона инерции.

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

Основные понятия: сила, масса и импульс.

Силой называется векторная величина, характеризующая воздействие на данное тело со стороны других тел. Модуль этой величины определяет «интенсивность» воздействия, а направление совпадает с направлением ускорения, сообщаемого телу данным воздействием.

Масса – мера инертности тела. Под инертностью понимают неподатливость тела действию силы, т.е. свойство тела противиться изменению скорости под действием силы.

Массу определяют, сравнивая с эталоном

сравнение масс шариков

Практически невозможно изолировать сравнимые тела от внешних воздействий. Однако можно сделать так, чтобы воздействия уравновешивали друг друга. Импульс – количество движения тела - произведение массы на его скорость . Данное выражение определяет импульс материальных точек движущихся пос -

тупательно, если скорость много меньше скорости тела. Согласно, СТО импульс определяется

Законы Ньютона.

Второй закон Ньютона утверждает, что скорость изменения импульса частицы равна действующей на частицу силе :

- уравнение движения частицы.

Если принимать во внимание m = const, , то соотношение примет вид .

Произведение массы частицы на ее ускорение равно силе, действующей на частицу. Если на тело действует несколько сил, необходимо учитывать и результат.

При (т.е. в отсутствие воздействий на данное тело других тел) ускорение равно нулю, т.е. тело движется прямолинейно и равномерно (Первый закон Ньютона, казалось бы входит во второй закон как его частный случай, однако первый закон формулируется независимо от второго, поскольку в нем содержится утверждение о существование в природе ИСО).

Третий закон Ньютона. Воздействие тел друг на друга всегда носит характер воздействия. Если тело 2 действует на тело 1, действует на тело 1 ссилой , то и тело 1 действует на тело 2 с силой .

Третий закон Ньютона утверждает, что силы, с которыми взаимодействуют два тела, равны по модулю и противоположны по направлению = .

Третий закон Ньютона справедлив лишь в ИСО. Отступление от третьего закона Ньютона наблюдается в случае движения тел со скоростями, сравнимымыми со скоростью света.