2 закон Ньютона

Определение 1

Второй закон Ньютона представляет собой основной закон динамики. Данный закон может выполняться только в инерциальных системах отсчета.

Формулируя второй закон, стоит обратить внимание на то, что в динамике вводятся масса тела mm и сила →FF→, а также способы их измерения. Масса является количественной характеристикой инертных свойств тела и показывает реакцию тела на внешнее воздействие. Сила же →FF→ представляет из себя количественную меру действия одного объекта на другой.

2-ой закон Ньютона, определение и формула

Второй закон Ньютона – фундаментальный закон природы, являющийся обобщением опытных фактов, подразделяющихся на две категории:

Если на обладающие разной массой тела подействовать одной и той же силой, то приобретаемые телами ускорения окажутся обратно пропорциональны их массам:

a~1ma~1m,при F=constF=const.

Если силами различной величины подействовать на одно тело, то ускорения тела окажутся прямо пропорциональными приложенным силам:

→a~→Fa→~F→,при m=constm=const.

Основной закон динамики был сформулирован Ньютоном путем обобщения данных фактов:

Определение 2

Сила, которая оказывает воздействие на тело, эквивалентна произведению массы тела на сообщаемое данной силой ускорение:

→F=m→aF→=ma→.

Приведенное выражение и представляет собой второй закон Ньютона.

С помощью него стало возможным вычисление ускорение тела в случае, если известна его масса m и действующая на него сила →FF→: 

→a=F'ma→=F'm.

Определение 3

В Международной системе единиц (СИ)(СИ) в качестве единицы силы считают такую силу, которая сообщающая телу массой 1 кг1 кг ускорение 1 м/с21 м/с2. Данная единица называется ньютоном (Н)(Н). В (СИ)(СИ) ее принимают за эталон силы.

1 Н=1кг⋅мс21 Н=1кг·мс2.

{{ banner }}

Равнодействующая сила

В том случае, если на тело одновременно воздействуют несколько сил, как например, −→F1, −→F2F1→, F2→ и −→F3F3→, то силой →FF→ в формуле второго закона Ньютона считается равнодействующая всех сил это величина, выражающаяся в виде формулы: 

→F=−→F1+−→F2+−→F3F→=F1→+F2→+F3→.

Рисунок 1. Сила →FF→ – равнодействующая силы тяжести →FТF→Т и силы нормального давления −→FNFN→, действующих на лыжницу на гладкой горе. Сила →FF→ вызывает ускорение лыжника.

В случае же, когда равнодействующая сила →F=0F→=0, тело будет пребывать в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Выходит, что формально второй закон Ньютона включает в себя в качестве частного случая первый закон Ньютона. Но первый закон Ньютона обладает более глубоким физическим значением. Он обуславливает существование инерциальных систем отсчета.

Рисунок 2. Модель движения тел на легком блоке.