Другий закон Ньютона
У першому законі Ньютона розглядалося тіло, що знаходиться дуже далеко від всіх інших тіл Всесвіту. Таке тіло не може змінити свою швидкість відносно Сонця і віддалених зірок і тому зберігає щодо них або свій стан спокою, або стан рівномірного і прямолінійного руху.
Ми будемо пов'язувати систему відліку з Землею. Розглядаючи рух тіл поблизу її поверхні, можна помітити, що швидкість тел щодо Землі змінюється лише тоді, коли на них починають діяти інші тіла. Проілюструємо це кількома прикладами.
Штовхаючи вагонетку, її приводять в рух (рис. 10). У цьому випадку швидкість вагонетки змінюється під дією руки людини.
Опустимо на воду пробку, на якій лежить залізна скріпка. Магніт. притягаючи скріпку, призводить її та пробку в рух (рис. 11). В цьому випадку магніт - то тіло, яке змінює швидкість скріпки і пробки.
При дії руки на кулю витки пружини починають рухатися, і пружина стискається (рис. 12, а). Відпустивши її, ми побачимо, як пружина, розпрямляючись, призводить в рух куля (рис. 12, б). Спочатку чинним тілом тут була рука людини. Потім чинним на кулю тілом стала пружина.
В усіх наведених прикладах причиною зміни швидкості тіла (і, отже, появи у нього прискорення) було дію, який чиниться на нього іншими тілами.
Мірою цієї дії є векторна фізична величина, яка називається силою.
Якщо сила до тіла яких не прикладено (F = 0), то це означає, що ніякого дії на нього не виявляється, і тому швидкість такого гела щодо Землі (а також щодо будь-якої іншої системи відліку) буде залишатися незмінною. Якщо ж, навпаки, сила РФ0, то тіло відчуває деякий вплив і його швидкість буде змінюватися. Прискорення, яке набуває при цьому тіло, залежить як від прикладеної сили, так і від маси даного тіла. Нагадаємо, що маса т характеризує інертність тіла.
Зв'язок між прискоренням, силою і масою виражаетвторой закон Ньютона:
Твір маси тіла на його прискорення дорівнює силі, з якою на нього діють оточуючі тіла.
Математично другий закон Ньютона записується у вигляді такої формули:
ma = F (8.1)
Якщо до тіла (матеріальної точки) докладено кілька сил, то під F у формулі (8.1) слід розуміти їх рівнодіюча. Коли рівнодіюча F прикладених до тіла сил дорівнює нулю, швидкість тіла відносно Землі залишається незмінною. Якщо ж ця рівнодіюча відмінна від нуля, то у тіла з'являється прискорення, напрямок якого збігається з напрямком рівнодіюча сили.
Висловимо з другого закону Ньютона прискорення. отримуємо
Звідси можна вивести два слідства:
1. Чим більше сила, прикладена до даного тіла, тим більше його прискорення і, отже, тим швидше змінюється швидкість руху цього тіла.
2. Чим більше маса тіла, тим менше прискорення воно отримує в результаті дії даної сили і тому тим повільніше змінює свою швидкість.
На підставі другого закону Ньютона вводиться одиниця сили - ньютон (1 Н). 1 Н - це сила, з якою потрібно діяти на тіло масою 1 кг, щоб повідомити йому прискорення 1 м / с 2.
На практиці застосовуються і інші одиниці сили, наприклад кілоньютон і мілліньютон:
1кН = 1000 Н, 1 мН = 0,001 Н.
Другий закон Ньютона іноді називають основним законом динаміки. Після його відкриття стало можливим вирішувати такі завдання про рух тіл, які до Ньютона здавалися нерозв'язними. Багато, що здавалися раніше незрозумілими явища тепер були пояснені на основі ясних і чітких законів фізики.
. 1. Що є причиною зміни швидкості тіл? Наведіть приклади. 2. Мірою чого є сила? 3. Сформулюйте другий закон Ньютона. 4. Що можна сказати про швидкість і прискорення тіла, до якого не прикладена ніяка сила (F = 0)? 5. Які два слідства випливають з другого закону Ньютона? 6. Як називається одиниця сили?
Відіслано Новомосковсктелямі з інтернет-сайтів
Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, напишіть нам.
Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - Освітній форум.