Законы Ньютона Лекция 1 Julia Kjahrenova Первый закон Ньютона. Масса. Сила При отсутствии взаимодействия или при компенсации взаимодействий тело находится в покое или движется равномерно и прямолинейно. I закон Ньютона (закон инерции) выделяет класс инерциальных систем. Это системы отсчета, относительно которых изолированные поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость неизменной по модулю и направлению. 2 Julia Kjahrenova Инерция Инерция - cвойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на него других тел. Системы отсчета, связанные с Землей, можно считать инерциальными. При повышении точности экспериментов, обнаруживаются отклонения от закона инерции, обусловленные вращением Земли вокруг своей оси. Причиной появления ускорения у тела является влияние других тел. 3 Julia Kjahrenova МАССА ТЕЛА Масса – это свойство тела, характеризующее его инертность. Масса – это количество вещества в теле. При одинаковом воздействии со стороны окружающих тел одно тело может быстро изменять свою скорость, а другое в тех же условиях – значительно медленнее. Второе из этих двух тел обладает большей инертностью, т.е второе тело обладает большей массой. 4 Julia Kjahrenova МАССА ТЕЛА 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. Массы взаимодействующих тел обратно пропорциональны ускорениям, приобретаемым телами в результате их взаимодействия. 5 Julia Kjahrenova Масса тела – скалярная величина. Ускорения взаимодействующих тел направлены в противоположные стороны (рис.). В СИ масса тела измеряется в килограммах (кг). 6 Julia Kjahrenova Сравнение масс двух тел 7 Julia Kjahrenova СИЛА Сила – это количественная мера взаимодействия тел. Сила является причиной изменения скорости тела. В механике Ньютона силы могут иметь различную физическую природу: сила трения, сила тяжести, сила упругости и т. д. Сила является векторной величиной. Векторная сумма всех сил, действующих на тело, называется равнодействующей силой. 8 Julia Kjahrenova СИЛА Эталонная сила в системе СИназывается ньютон (Н). Сила в 1 Н сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2 Для измерения сил используют откалиброванные пружины. Такие откалиброванные пружины называются динамометрами. Сила измеряется по растяжению динамометра (рис. ) 9 Julia Kjahrenova Измерение силы по растяжению пружины. При равновесии 10 Julia Kjahrenova ВТОРОЙ ЗАКОН НЬЮТОНА Второй закон Ньютона: ускорение тела прямо пропорционально действующей на него силе и обратно пропорционально массе тела. 𝑎 11 = 𝐹 𝑚 Julia Kjahrenova ВТОРОЙ ЗАКОН НЬЮТОНА Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение: 𝐹 =𝑚𝑎 Масса равна отношению силы к ускорению: 𝑚 12 ⁼ 𝐹 𝑎 Julia Kjahrenova ТРЕТИЙ ЗАКОН НЬЮТОНА Тела действуют друг на друга с силами, равными по абсолютной величине и противоположными по направлению. 𝐹1 = −𝐹2 𝐹1 = 𝐹2 , если силы одной природы, т.е между небесными телами – силы гравитации, между подошвой обуви и поверхностью земли-сила трения и т.д. 13 Julia Kjahrenova ТРЕТИЙ ЗАКОН НЬЮТОНА Силы не уравновешивают друг друга, т.к. приложены к разным телам. СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ Это падение тел, при котором сопротивление воздуха отсутствует. Условное обозначение ускорения свободного падения - g. Ускорение свободного падения на Земле: 𝒈 = 𝟗, 𝟖 м/𝒄𝟐 14 Julia Kjahrenova ЗАДАЧИ НА ЗАКОНЫ НЬЮТОНА 1. 2. 15 Поезд массой 1,5 тысячи тонн увеличил скорость с 5 м/с до 10 м/с в течение 2,5 мин. Определить силу, сообщающую поезду ускорение. Автодрезина ведет равноускоренно две платформы с силой тяги 2 кН. Масса первой платформы 12 тонн, второй - 8 тонн. С какой силой натянуто сцепление между платформами? Julia Kjahrenova ЗАДАЧИ НА ЗАКОНЫ НЬЮТОНА 3. 4. 16 Покоящаяся хоккейная шайба массой 250 г после удара клюшкой, длящегося 0,02 с, скользит по льду со скоростью 30 м/с. Определить среднюю силу удара. Два груза, массы которых 1 и 0,2 кг, связаны нитью и лежат на гладком столе. К левому грузу приложена сила 5 Н, к правому в противоположном направлении 3 Н. Чему равно натяжение нити(T)? Julia Kjahrenova