Второй закон Ньютона
Второй закон Ньютона – основной закон динамики. Этот закон выполняется только в инерциальных системах отсчета.
Приступая к формулировке второго закона, следует вспомнить, что в динамике вводятся две новые физические величины – масса тела \( m \) и сила \( \vec{F} \), а также способы их измерения.
Первая величина – масса \( m \) – является количественной характеристикой инертных свойств тела. Она показывает, как тело реагирует на внешнее воздействие.
Вторая величина – сила \( \vec{F} \) – является количественной мерой действия одного тела на другое.
Второй закон Ньютона – это фундаментальный закон природы; он является обобщением опытных фактов, которые можно разделить на две категории:
Если на тела разной массы подействовать одинаковой силой, то ускорения, приобретаемые телами, оказываются обратно пропорциональны массам: \( a \sim \dfrac{1}{m} \), при \( F = const\).
Если силами разной величины подействовать на одно и то же тело, то ускорения тела оказываются прямо пропорциональными приложенн силам: \( \vec{a} \sim \vec{F} \), при \( m = const \) .
Обобщая подобные наблюдения, Ньютон сформулировал основной закон динамики:
Второй закон Ньютона Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение
\[ \LARGE \vec{F} = m \cdot \vec{a} \]
Это и есть второй закон Ньютона. Он позволяет вычислить ускорение тела, если известна его масса \( m \) и действующая на тело сила \( \vec{F} \)
Основной закон динамики Ускорение тела прямо пропорционально сумме действующих на него сил и обратно пропорционально массе тела.
\[ \LARGE \vec{a} =\dfrac{\sum{\vec{F} } }{m} \]
1 Ньютон В Международной системе единиц (СИ) за единицу силы принимается сила, которая сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2. Эта единица называется ньютоном (Н). Ее принимают в СИ за эталон силы :
\[ 1\text{Н} = 1\dfrac{\text{кг}\cdot \text{м}}{\text{с}^2} \]
Если на тело одновременно действуют несколько сил (например, \( \vec{F_1} \), \( \vec{F_2} \) и \( \vec{F_3} \) то под силой \( \vec{F} \) в формуле, выражающей второй закон Ньютона, нужно понимать равнодействующую всех сил: \( \vec{F} = \vec{F_1} + \vec{F_2} + \vec{F_3} \).
Если равнодействующая сила \( \vec{F} = 0 \), то тело будет оставаться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Таким образом, формально второй закон Ньютона включает как частный случай первый закон Ньютона, однако первый закон Ньютона имеет более глубокое физическое содержание – он постулирует существование инерциальных систем отсчета.
