Второй закон Ньютона.

Системы отсчета, по отношению к которым выполняется закон инерции, называются инерциальными системами отсчета.

Первый закон Ньютона.

Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор пока воздействие со стороны других тел не заставят его изменить это состояние.

Свойство тел сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью. I - закон обычно называют законом инерции, а движение тела, свободного от внешних воздействий – движением по инерции.

I - закон выполняется не во всякой системе отсчета координат. Например, тела лежащие на гладком полу поезда, идущего с постоянной скоростью по прямолинейному участку пути, начинают двигаться, если поезд тормозит или ускоряется или выходит на криволинейный участок.

Системы отсчета, движущиеся с ускорением относительно инерциальных систем, называются неинерциальными.

С большой степенью точности инерциальной можно считать гелиоцентрическую систему. Начало системы связано с Солнцем, а оси проведены в направлении трех удаленных звезд. Любая другая система, движущаяся относительно гелиоцентрической без ускорения будет также инерциальной. Так как Земля вращается вокруг собственной оси, система отсчета жестко связанная с Землей не будет инерциальной. Однако вращение Земли происходит медленно, поэтому в большинстве задач неинерциальностью этой системы можно пренебречь.

Важной особенностью инерциальных систем отсчета является, то что в них время однородно, а пространство однородно и изотропно. Однородность времени означает, что протекание физических процессов в разное время одинаково (в одних и тех же условиях). Однородность пространства – физические процессы протекают одинаково во всех его точках. Изотропность – во всех направлениях физические явления протекают одинаково.

В неинерциальных системах отсчета пространство неоднородно и неизотропно, а время неоднородно.

Если тело при взаимодействии с другим телом изменяет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения и начинает двигаться ускоренно, то говорят, что на это тело действует сила . Таким образом, сила характеризует действие одного тела на

 

другое. Сила – величина векторная, имеющая величину и точку приложения. Если на тело действует несколько сил, то их действие эквивалентно равнодействующей силе, являющейся векторной суммой составляющих сил.

 

Масса. Всякое тело оказывает сопротивление при любых попытках изменить его скорость. Это свойство называют инертностью. Физическая величина, характеризующая меру инертности тела, называется массой.

Если с одной и той же силой действовать на тела с разной массой, то большее ускорение получит тело с меньшей массой, то есть . Если на тело с массой действовать с разными силами, то . Обобщая эти два опыта, сформулируем 2-й закон Ньютона.

Ускорение тела прямо пропорционально вызывающей его силе и обратно пропорционально массе тела:

.

Из второго закона следует, что

.

Введем другое определение силы через импульс или количество движения, равное

. Величина в классической механике постоянна, а - ускорение. Тогда , то есть, сила есть производная импульса тела по времени, или. Это основное уравнение динамики. В этой форме 2 закон Ньютона остается справедливым и в релятивистской мезханике.