Первый закон Ньютона . Если на тело не действуют силы или их действие скомпенсировано, то данное тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

Свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на него других тел называется инерцией . Масса тела – количественная мера его инертности. В СИ она измеряется в килограммах.

Системы отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона, называются инерциальными . Системы отсчета, движущиеся относительно инерциальных с ускорением, называются неинерциальными .

Сила – количественная мера взаимодействия тел. Сила – векторная величина и измеряется в ньютонах (Н). Сила, которая производит на тело такое же действие, как несколько одновременно действующих сил, называется равнодействующей этих сил.

Второй закон Ньютона . Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе:

Если два тела взаимодействуют друг с другом, то ускорения этих тел обратно пропорциональны их массам.

Третий закон Ньютона . Силы, с которыми тела взаимодействуют друг с другом, равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны.

files.school-collection.edu.ru

Закон ньютана

1.7. Первый закон Ньютона. Масса. Сила

При движении тела его скорость может изменяться по модулю и направлению. Это означает, что тело двигается с некоторым ускорением . В кинематике не ставится вопрос о физической причине, вызвавшей ускорение движения тела. Как показывает опыт, любое изменение скорости тела возникает под влиянием других тел. Динамика рассматривает действие одних тел на другие как причину, определяющую характер движения тел.

Взаимодействием тел принято называть взаимное влияние тел на движение каждого из них.

Раздел механики, изучающий законы взаимодействия тел, называется динамикой.

Законы динамики были открыты в 1687 г. великим ученым И. Ньютоном. Сформулированные им закона динамики лежат в основе так называемой классической механики. Законы Ньютона следует рассматривать как обобщение опытных фактов. Выводы классической механики справедливы только при движении тел с малыми скоростями, значительно меньшими скорости света c .

Самой простой механической системой является изолированное тело , на которое не действуют никакие тела. Так как движение и покой относительны, в различных системах отсчета движение изолированного тела будет разным. В одной системе отсчета тело может находиться в покое или двигаться с постоянной скоростью, в другой системе это же тело может двигаться с ускорением.

Первый закон Ньютона (или закон инерции ) из всего многообразия систем отсчета выделяет класс так называемых инерциальных систем .

Существуют такие системы отсчета, относительно которых изолированные поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость неизменной по модулю и направлению.

Свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на него других тел называется инерцией . Поэтому первый закон Ньютона называют законом инерции .

Впервые закон инерции был сформулирован Г. Галилеем (1632 г.). Ньютон обобщил выводы Галилея и включил их в число основных законов движения.

В механике Ньютона законы взаимодействия тел формулируются для класса инерциальных систем отсчета.

При описании движения тел вблизи поверхности Земли системы отсчета, связанные с Землей, приближенно можно считать инерциальными. Однако, при повышении точности экспериментов, обнаруживаются отклонения от закона инерции, обусловленные вращением Земли вокруг своей оси.

Примером тонкого механического эксперимента, в котором проявляется неинерциальность системы, связанной с Землей, служит поведение маятника Фуко . Так называется массивный шар, подвешенный на достаточно длинной нити и совершающий малые колебания около положения равновесия. Если бы система, связанная с Землей, была инерциальной, плоскость качаний маятника Фуко относительно Земли оставалась бы неизменной. На самом деле плоскость качаний маятника вследствие вращения Земли поворачивается, и проекция траектории маятника на поверхность Земли имеет вид розетки (рис. 1.7.1).

С высокой степенью точности инерциальной является гелиоцентрическая система отсчета (или система Коперника), начало которой помещено в центр Солнца, а оси направлены на далекие звезды. Эту систему использовал Ньютон при формулировании закона всемирного тяготения (1682 г.).

Инерциальных систем существует бесконечное множество. Система отсчета, связанная с поездом, идущим с постоянной скоростью по прямолинейному участку пути, – тоже инерциальная система (приближенно), как и система, связанная с Землей. Все инерциальные системы отсчета образуют класс систем, которые движутся друг относительно друга равномерно и прямолинейно. Ускорения какого-либо тела в разных инерциальных системах одинаковы (см. §1.2).

Итак, причиной изменения скорости движения тела в инерциальной системе отсчета всегда является его взаимодействие с другими телами. Для количественного описания движения тела под воздействием других тел необходимо ввести две новые физические величины – инертную массу тела и силу .

Масса – это свойство тела, характеризующее его инертность. При одинаковом воздействии со стороны окружающих тел одно тело может быстро изменять свою скорость, а другое в тех же условиях – значительно медленнее. Принято говорить, что второе из этих двух тел обладает большей инертностью, или, другими словами, второе тело обладает большей массой.

Если два тела взаимодействуют друг с другом, то в результате изменяется скорость обоих тел, т. е. в процессе взаимодействия оба тела приобретают ускорения. Отношение ускорений двух данных тел оказывается постоянным при любых воздействиях. В физике принято, что массы взаимодействующих тел обратно пропорциональны ускорениям, приобретаемым телами в результате их взаимодействия.

В этом соотношении величины и следует рассматривать как проекции векторов и на ось OX (рис. 1.7.2). Знак «минус» в правой части формулы означает, что ускорения взаимодействующих тел направлены в противоположные стороны.

В Международной системе единиц (СИ) масса тела измеряется в килограммах (кг) .

Масса любого тела может быть определена на опыте путем сравнения с массой эталона ( m эт = 1 кг ). Пусть m 1 = m эт = 1 кг . Тогда

Масса тела – скалярная величина . Опыт показывает, что если два тела с массами m 1 и m 2 соединить в одно, то масса m составного тела оказывается равной сумме масс m 1 и m 2 этих тел:

physics.ru

Объединение учителей Санкт-Петербурга

Основные ссылки

Второй и третий законы Ньютона.

2-й закон Ньютона.

Ускорение, полученное телом в результате взаимодействия, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, и обратно пропорционально массе тела:. Выражение справедливо для любых сил любой природы.

Непосредственно решает основную задачу динамики.

Сила (равнодействующая сил) определяет только ускорение тела. Величины скорости и перемещения могут быть любыми в зависимости от начальных условий.

Третий закон Ньютона.

Из опыта: 1. .

2. Ускорения взаимодействующих тел направлены по одной прямой в противоположных направлениях. Вывод: или .

Любые два тела взаимодействуют силами одной природы направленными вдоль одной прямой, равными по величине и противоположными по направлению.

Свойства этих сил:

  • Всегда действуют парами.
  • Одной природы.
  • Приложены к разным телам! (F1— к первому телу, F2 – ко второму телу). Нельзя складывать! Не уравновешивают друг друга!

    • Система законов динамики. Законы Ньютона выполняются в системе, т.е. одновременно и только в инерциальных системах отсчета. 1-й закон позволяет отобрать ИСО. 2-й закон позволяет по известным силам найти ускорение тела. 3-й закон позволяет связать между собой взаимодействующие тела. Все эти законы следуют из опыта.

    www.eduspb.com

    Раздел механики, в котором изучают, как взаимодействие тел влияет на их движение, называют динамикой.

    Основные законы динамики открыли итальянский ученый Галилео Галилей и английский ученый Исаак Ньютон. Вы изучали эти законы в курсе физики основной школы. Напомним их.

    1. Первый закон ньютона (закон инерции)

    Повторим один из опытов, которые поставил итальянский ученый Галилео Галилей.

    Поставим опыт
    Будем скатывать шар по наклонной плоскости и наблюдать за его дальнейшим движением по горизонтальной поверхности.
    Если она посыпана песком, шар остановится очень скоро (рис. 13.1, а).
    Если она покрыта тканью, шар катится значительно дольше (рис. 13.1, б).
    А вот по стеклу шар катится очень долго (рис. 13.1, в).

    На основании этого и подобных опытов Галилей открыл закон инерции: если на тело не действуют другие тела или действия других тел скомпенсированы, то тлело движется равномерно и прямолинейно или покоится.

    Сохранение скорости тела, когда на него не действуют другие тела или действия других тел скомпенсированы, называют явлением инерции.

    ? 1. Почему при встряхивании мокрого зонта с него слетают капли воды?

    Особенно красиво смотрится явление инерции в фигурном катании (рис. 13.2).

    Закон инерции называют также первым законом Ньютона, потому что Ньютон включил его в качестве первого закона в систему трех законов динамики, которые называют «тремя законами Ньютона».

    Инерциальные системы отсчета

    Закон инерции выполняется с хорошей точностью в системе отсчета, связанной с Землей. Но он не выполняется, например, в системе отсчета, связанной с тормозящим автобусом: при резком торможении пассажиры отклоняются вперед, хотя на них не действуют направленные вперед силы.
    Системы отсчета, в которых выполняется закон инерции, называют инерциальными.

    Инерциальных систем отсчета бесконечно много. Ведь если некоторая система отсчета является инерциальной, то инерциальной будет любая другая система отсчета, движущаяся относительно нее прямолинейно и равномерно.

    Сформулируем теперь первый закон Ньютона с указанием систем отсчета, в которых он выполняется.

    Существуют системы отсчета (называемые инерциальными), относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела или действия других тел скомпенсированы.

    Изучать влияние взаимодействия тел на их движение удобнее всего именно в инерциальных системах отсчета, потому что в этих системах отсчета изменение скорости тела обусловлено только действием других тел на это тело.

    Принцип относительности Галилея

    Как показывает опыт, во всех инерциальных системах отсчета все механические явления протекают одинаково при одинаковых начальных условиях.

    Это утверждение называют принципом относительности Галилея.

    В справедливости принципа относительности Галилея легко убедиться, сидя в поезде, который плавно движется с постоянной скоростью. В таком случае все опыты с механическими явлениями, поставленные в вагоне, дадут одинаковые результаты независимо от того, едет поезд или стоит: например, лежащее на столе яблоко будет покоиться, а свободно падающие предметы будут падать вертикально вниз (относительно вагона!).

    Поэтому пассажир может определить, едет поезд или стоит на станции, только посмотрев в окно (рис. 13.3).

    2. Второй закон ньютона

    Равнодействующая

    Как вы уже знаете из курса физики основной школы, силы – векторные величины: каждая сила характеризуется числовым значением (модулем) и направлением. Силы измеряют с помощью динамометров. Единицей силы в СИ является 1 ньютон (Н). Определение ньютона мы дадим позже.

    Если на тело, которое можно считать материальной точкой, действуют несколько сил, то их можно заменить одной силой, которая является векторной суммой этих сил. Ее называют равнодействующей.

    На рисунке 13.4 показано, как найти равнодействующую двух сил: а

    ? 2. К телу приложены две силы, равные по модулю 1 Н и 2 Н. Отвечая на следующие вопросы, сделайте пояснительные чертежи.
    а) Какое наименьшее значение может принимать равнодействующая этих сил? Как направлены силы в этом случае?
    б) Какое наибольшее значение может быть у равнодействующей этих сил? Как направлены силы в атом случае?
    в) Может ли равнодействующая этих сил быть равной 2 Н?

    ? 3. К телу приложены две силы, равные по модулю 3 Н и 4 Н. Может ли их равнодействующая быть равной 5 Н? Если да, то чему в этом случае равен угол между приложенными силами?

    ? 4. К телу приложены три равные по модулю силы по 1 Н каждая. Как они должны быть направлены, чтобы:
    а) равнодействующая была равна 1 Н?
    б) равнодействующая была равна нулю?
    в) равнодействующая была равна 2 Н?

    Масса тела

    В курсе физики основной школы рассказывалось также об опытах, которые доказывают, что под действием постоянной силы тело движется с постоянным ускорением.

    Коэффициент пропорциональности между силой и ускорением характеризует инертные свойства тела и называется массой тела. Чем больше масса тела, тем большую силу надо приложить к телу, чтобы сообщить ему то же ускорение.

    Единицей массы в СИ является 1 килограмм (кг). Это масса эталона, хранящегося в Международном бюро мер и весов (Франция). Приближенно можно считать, что одному килограмму равна масса 1 л воды.

    Обозначают массу буквой m.

    Второй закон Ньютона

    Соотношение между равнодействующей всех сил, приложенных к телу, массой тела и его ускорением Ньютон сформулировал как второй из трех основных законов механики.

    Равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна произведению массы тела на его ускорение:

    В инерциальной системе отсчета сила является причиной ускорения, поэтому второй закон Ньютона часто записывают так:

    Итак, приобретаемое телом ускорение прямо пропорционально равнодействующей приложенных к телу сил, одинаково с ней направлено и обратно пропорционально массе тела.

    Заметим, что второй закон Ньютона справедлив только в инерциальных системах отсчета. Напомним: в этих системах отсчета ускорение тела обусловлено только действием на него других тел.

    Единицу силы в СИ определяют на основе второго закона Ньютона: сила в 1 ньютон сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с 2 . Поэтому 1 Н = 1 кг * м/с 2 .

    Сила тяжести

    Как вы уже знаете, под действием притяжения Земли все тела падают с одинаковым ускорением – ускорением свободного падения . Силу притяжения, действующую на тело со стороны Земли, называют силой тяжести и обозначают т.

    Когда тело свободно падает, на него действует только сила тяжести, поэтому она и является равнодействующей всех приложенных к телу сил. При атом тело движется с ускорением , поэтому из второго закона Ньютона получаем:

    ? 5. С какой силой Земля притягивает:
    а) килограммовую гирю?
    б) человека массой 60 кг?

    Сила, скорость и ускорение – кто «третий лишний»?

    Неочевидное следствие второго закона Ньютона состоит в том, что он утверждает: направление ускорения тела совпадает с направлением равнодействующей приложенных телу сил. Скорость же вела может быть при этом направлена как угодно!

    Бросим шарик вниз, затем – вверх, а потом – под углом к горизонту (рис. 13.5)

    На шарик во время всего движения действует только направленная вниз сила тяжести. Однако в первом случае (а) скорость шарика совпадает по направлению с этой силой, во втором случае (б) – скорость вначале противоположна силе тяжести, а в третьем (в) – скорость направлена под углом к силе тяжести (например, в верхней точке траектории скорость перпендикулярна силе тяжести).

    ? 6. Тело равномерно движется по окружности. Чему равен угол между скоростью тела и равнодействующей?

    ? 7. Чему равен угол между скоростью автомобиля и равнодействующей приложенных к нему сил, когда автомобиль:
    а) разгоняется на прямой дороге?
    б) тормозит на прямой дороге?
    в) движется равномерно по дуге окружности?

    3. Третий закон ньютона

    Предложим первокласснику и десятикласснику посоревноваться в перетягивании каната, стоя на скейтбордах: тогда трением между колесами и полом можно пренебречь (схема опыта показана на рисунке 13.6).

    Мы увидим, что оба соперника движутся с ускорением. Значит, на каждого из них действу другого. Ускорения соперников направлено противоположно, причем ускорение первоклассника намного больше ускорения десятиклассника.

    Точные опыты, подобные описанном выше, показывают, что модули ускорений обратно пропорциональны массам тел:

    Поскольку ускорения направлены противоположно,

    Согласно второму закону Ньютона m11 = 1 и m22 = 2, где 1 – сила, действующая на первое тело со стороны второго, а 2 – сила, действующая на второе тело со стороны первого.

    Из соотношения (5) следует, что 1 = –2. Это и есть третий закон Ньютона.

    Тела взаимодействуют друг с другом с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

    Свойстве сил, с которыми тела взаимодействуют друг с другом:
    – эти силы обусловлены одним и тем же взаимодействием и поэтому имеют одну и ту же физическую природу;
    – эти силы направлены вдоль одной прямой;
    – эти силы приложены к разным телам и поэтому не могут уравновешивать друг друга.

    Примеры проявления третьего закона Ньютона

    Когда камень падает на Землю, на него действует сила тяжести 1 со стороны Земли, а на Землю – сила 2 притяжения со стороны камня (рис. 13.7, для наглядности масштаб не соблюден). Обе эти силы относятся к силам всемирного тяготения.

    ? 8. Согласно третьему закону Ньютона F1 = F2. Почему же ускорение камня заметно, а ускорение Земли – нет?

    Когда камень лежит на Земле, на него кроме силы тяжести, которую будем обозначать теперь т, действует еще направленная вверх сила давления со стороны опоры (рис. 13.8, а). Она направлена перпендикулярно поверхности опоры, поэтому ее называют силой нормальной реакции (перпендикуляр называют часто нормалью). (Когда тело можно считать материальной точкой, все действующие на него силы желательно изображать на чертежах приложенными в одной точке.)

    Когда камень покоится, его ускорение равно нулю. Значит, согласно второму закону Ньютона равнодействующая приложенных к камню сил и т, равна нулю (будем говорить, что в таком случае силы уравновешивают друг друга):

    Отсюда следует:

    Опора давит на камень силой , направленной вверх, а камень, по третьему закону Ньютона, давит на опору силан , направленной вниз (рис. 13.8, 6). Обе эти силы – силы упругости.

    Силу, с которой тело вследствие действия на него силы тяжести давит на горизонтальную опору или растягивает вертикальный поднес, называют весом тела.

    Итак, – это вес камня. По третьему закону Ньютона

    Из формул (8) и (9) следует:

    Итак, вес покоящегося тела равен действующей на это тело силе тяжести. Однако несмотря на это вес и сила тяжести существенно отличаются друг от друга:
    – эти силы приложены к разным телам: вес действует на опору или поднес, а сила тяжести – на само тело;
    – эти силы имеют разную физическую природу: вес – это сила упругости, а сила тяжести – проявление сил всемирного тяготения.

    Кроме того, как мы увидим несколько позже (§ 16), вес может быть не равен силе тяжести и даже быть равным нулю.

    Дополнительные вопросы и задания

    9. Ускорение тела в некоторой инерциальной системе отсчета равно 3 м/с2 и направлено вдоль оси x. Чему равно ускорение этого тела в инерциальной системе отсчета, движущейся относительно заданной со скоростью 4 м/с, направленной вдоль оси y? Есть ли здесь лишние данные?

    10. Брусок массой 0,5 кг соскальзывает с наклонной плоскости с углом наклона 30º. Скорость бруска увеличивается. Ускорение бруска равно 2 м/с2. Изобразите на чертеже равнодействующую приложенных к бруску сил. Чему она равна? Есть ли в задаче лишние данные?

    11. Зависимость координаты x автомобиля от времени выражается в единицах СИ формулой x = 20 – 10t + t 2 . Ось x направлена вдоль дороги, масса автомобиля 1 т.
    а) Чему равна равнодействующая приложенных к автомобилю сил?
    б) Как она направлена в начальный момент – в направлении скорости автомобиля или противоположно ей?

    12. Автомобиль массой 1 т едет со скоростью 72 км/ч по выпуклому мосту, имеющему форму дуги окружности радиусом 50 м. Сделайте чертеж и ответьте на вопросы.
    а) Чему равна и как направлена равнодействующая сил, приложенных к автомобилю в верхней точке моста?
    б) Какие силы действуют на автомобиль в этой точке? Как они направлены и чему они равны?
    в) Во сколько раз вес автомобиля в верхней точке моста меньше действующей на автомобиль силы тяжести?

    phscs.ru

    Сила. Три закона Ньютона

    Понятие силы в механике — это ключевое понятие. Ключевое — значит основное. Как чупа-чупс без палочки станет обычной никому не интересной карамелькой, так и механика (а точнее — динамика) без силы будет набором непонятной абракадабры.

    Из жизни мы знаем, что тела могут действовать друг на друга: мальчик толкает тележку, Солнце притягивает Землю, магнит притягивает железные предметы и т.д.

    Сила — это физическая величина, которая как раз таки и характеризует взаимодействие между телами. Сила показывает:

  1. в каком направлении одно тело действует на другое;
  2. насколько сильно одно тело действует на другое.

    Итак, сила — это направление и величина. Где-то у нас такое уже было. Конечно, было: это же все вектора у нас имеют направление и величину (длину). А это значит, что сила — это вектор. Обозначается сила (если это не какая-то конкретная сила) буквой F ⃗ \vec F ⃗ .

    Но на одно и то же тело может действовать несколько тел сразу. Например, тот же железный болт может одновременно притягиваться двумя магнитами:

    Логика и наш жизненный опыт подсказывают нам, что притягивать будут оба магнита одновременно. И болт будет притягиваться некоторой «средней силой» так, как будто вместо этих двух магнитов действует один магнит, расположенный примерно посередине между двумя настоящими магнитами.

    Все верно. Именно так и будет. А результирующая сила (мы для понятности назвали ее «средняя сила») — это сумма двух сил:

    Напомним вам, что силы — это векторы. А векторы складываются двумя способами:

  3. по правилу треугольника
  4. по правилу параллелограмма.

В нашем примере мы сложили силы по правилу параллелограмма. Если вам непонятен способ сложения векторов, рекомендуем посмотреть тему » Два вида физических величин: скалярные величины и векторные величины «.

Правильное название «средней силы» — равнодействующая сила . Равнодействующую силу находят в том случае, если на тело действует сразу несколько сил. Фактически равнодействующая сила — это результат суммарного действия всех сил.

На тело, находящееся на горизонтальной плоскости, действуют две горизонтальные силы (см. рисунок, вид сверху).

Три закона Ньютона

Три закона Ньютона определяют «правила жизни» в механике. Обычно в школе их излагают в прямой последовательности — от первого закона к третьему. Мы поступим по-другому. Мы изложим их в обратном порядке. Нам кажется, что так будет понятнее. Приступим.

Третий закон Ньютона . Попробуйте надавить рукой на стол. При этом ладонью своей руки вы почувствуете поверхность стола. И вы также почувствуете некоторое сопротивление со стороны стола. Будто и сам стол давит на вас. При этом, если бы вы не давили на стол, а держали руку неподвижно, а поверхность стола приближалась бы к вашей руке и сама давила на вашу руку, то ощущения были бы точно такими же .

Можно предположить, что когда тело А воздействует на другое тело — тело B (например, вы действуете на стол), — то и тело B действует на тело А.

Рассмотрим другой пример. Девочка А и девочка B стоят на коньках на льду. Девочка А начинает толкать девочку B. Наш жизненный опыт подсказывает нам, что девочка B будет двигаться в ту сторону, куда ее толкает девочка А. Но! Жизненный опыт нам подсказывает, что и девочка А начнет двигаться так, будто ее толкнула девочка B.

Это подтверждает нашу догадку, что когда тело А действует с некоторой силой на тело B, то и тело B действует на тело А.

Оказывается, что наше предположение — верное. Более того, силы, с которыми тела действуют друг на друга, одинаковые (!).

Итак, третий закон Ньютона звучит следующим образом:

Силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению: F ⃗ 1 → 2 = − F ⃗ 2 → 1 . \vec_<1\to 2>=-\vec_<2\to 1> <.>F ⃗ 1 → 2 ​ = − F ⃗ 2 → 1 ​ .

Второй закон Ньютона . Представьте себе ситуацию: на столе неподвижно стоит мячик. Мы толкаем его, то есть мы действуем силой . При этом мячик начинает двигаться. Значит, у него появилась скорость .

Итак, сначала мячик покоился и у него была нулевая скорость: V 1 = 0 V_1=0 V 1 ​ = 0 . А затем мячик двигался, и его скорость была уже не нулевой: V 2 ≠ 0 V_2\neq 0 V 2 ​ ≠ 0 . То есть скорость изменилась (!). У нас есть изменение скорости. А это значит, что есть ускорение.

Итак, можно сделать вывод, что сила придает телу ускорение, она «создает» ускорение тела. Логично будет предположить, что бОльшая сила даст мячику бОльшее ускорение: ускорение тела тем больше, чем больше сила. Но это еще не все.

Возьмем два мячика: легкий шарик для пинг-понга и тяжелый железный шарик из подшипника. Подействуем на них одинаковой силой. Оба они получат ускорение. Но ускорение будет разное. Это подсказывает нам жизненный опыт.

Более тяжелый (массивный, с большей массой ) стальной шарик получит небольшую скорость; его ускорение будет небольшим.

Легкий (с меньшей массой ) шарик для пинг-понга получит большую скорость; ускорение у него будет большим.

Как правильно записать связь ускорения, массы и силы?

Итак, мы готовы к тому, чтобы записать второй закон Ньютона. Он звучит так:

Куда в этот момент направлен вектор действующей на точку силы?

Первый закон Ньютона . Наконец-то мы дошли до первого закона Ньютона. Напомним, что

  • третий закон Ньютона говорит нам о том, как тела взаимодействуют друг с другом ;
  • второй закон Ньютона говорит о том, что происходит с самим телом при действии силы;
  • а вот первый закон Ньютона.

    • А первый закон Ньютона говорит о том, где (при каких условиях) работают 3-й и 2-й законы Ньютона. Оказывается, 2-й и 3-й законы Ньютона работают только в инерциальных системах отсчета.

    Инерциальные системы отсчета — это системы отсчета, в которых тела двигаются равномерно, прямолинейно и поступательно (или же находятся в состоянии покоя), если на тела не действуют никакие другие тела или действие этих тел скомпенсировано.

    «Ух, как сложно», — можете сказать вы. «Да, вы правы», — ответим мы вам. Если говорить по-простому, то инерциальные системы — это системы, в которых тела, на которые не действуют силы (или их суммарное действие равно нулю), будут либо стоять на месте, либо двигаться с постоянной скоростью в неизменном направлении. В таких системах любое изменение скорости (то есть наличие ускорения) связано только с действием силы. Скорость не может меняться, если нет силы.

    А вот в НЕинерциальных системах скорость тела может меняться без силы. То есть может меняться беспричинно.

    Пример: представьте, что вы стоите в центре автобуса с полностью затонированными стеклами. И этот «пацанский» автобус равномерно едет по идеально ровной дороге. Находясь внутри, вы даже не чувствуете, что автобус едет.

    В какой-то момент автобус резко тормозит. Что будет происходить с вами? Жизненный опыт подсказывает нам, что что вы резко «полетите» вперед. При этом на вас не действует никакая сила. То есть вы начинаете двигаться относительно автобуса без всякой причины. Автобус — это пример неинерциальной системы отсчета. Неинерциальные системы отсчета — это системы, которые двигаются с ускорением. В них не работают законы Ньютона. Тела в таких системах отсчета могут беспричинно менять свою скорость. С такими системами мы работать не будем.

    Нашу Землю можно условно отнести к инерциальным системам отсчета. Почему? Земля на самом деле неинерциальна. Неинерциальна она потому, что Земля вращается. А это значит, что Земля двигается с центростремительным ускорением. А такие системы (двигающиеся с ускорением) являются неинерциальными. Но так как Земля вращается достаточно медленно, то и центростремительное ускорение получается небольшим. Поэтому условно Землю можно считать инерциальной системой отсчета.

    lampa.io