Второй закон Ньютона.

Массой тела называют физическую величину, являющуюся мерой его инерционных свойств.

Свойство тела сохранять свое состояние неизменным называют инерцией, а системы отсчета, в которых выполняется этот закон, - инерциальными.

Определение 2.

Причина изменения состояния тела, т.е. появление ускорения связана с введением понятия силы.

Определение 3.

Силой называют количественную меру простого воздействия на тело со стороны других тел, во время действия которого тело или его части получают ускорения.

В международной системе единиц СИ силу измеряют в Ньютонах ( Н ).

Однако существуют метрические внесистемные единицы: грамм, килограмм и тонна. Эти единицы используются при определении веса тела.

На практике для измерения величины силы используют динамометр - тарированную (градуированную) пружину, снабженную шкалой.

Второй закон Ньютона – дифференциальный закон движения, описывающий взаимосвязь между приложенной к материальной точке силой и получающимся от этого ускорением этой точки. Фактически, второй закон Ньютона вводит массу как меру проявления инертности материальной точки в выбранной инерциальной системе отсчёта.

Формулировка:

Ускорение, приобретаемое материальной точкой в инерциальной системе отсчета:
- прямо пропорционально действующей на точку (равнодействующей) силе;
- обратно пропорционально массе точки; и
- направлено в сторону действия силы.

, (1)

 

Ускорение – вектор, масса – величина скалярная (число), поэтому сила тоже есть вектор, направление которого совпадает с направлением ускорения. Уравнение (1) представляет одну из форм записи второго закона Ньютона.

В механике это уравнение принято называть уравнением движения.

В случае, когда масса материальной точки меняется со временем, второй закон Ньютона формулируется с использованием понятия импульс:

Определение 1.

Импульсом называется величина, где скорость тела.

В ньютоновской механике предполагается, что масса тела постоянна и не зависит от скорости, поэтому левую часть уравнения (1) можно переписать в виде:

. ( 2 )

 

С учетом ( 2 ) уравнение ( 1 ) принимает вид:

 

. ( 3 )

Интерпретация: