Сила. Масса тела и импульс

Сила и ускорение. В инерциальных системах отсчета любое изменение скорости тела происходит под действием других тел. Описывая действие одного тела на другое, мы часто говорим о слабом, сильном или очень сильном действии. Но значение слов "сильный удар", "слабый удар", например, при описании действия клюшки хоккеиста на шайбу совершенно неопределенно, пока нет количественной меры действия одного тела на другое. В физике для количественного выражения действия одного тела на другое вводится понятие "сила".

Когда нужно знать ускорение только одного из двух взаимодействующих тел и можно не рассматривать второе тело, то влияние одного тела на другое, вызывающее возникновение ускорения, называют силой, действующей на тело.

Если к концу пружины прикрепить тележку и растянуть пружину, то под действием пружины тележка движется ускоренно. Следовательно, со стороны растянутой пружины на тележку действует сила. Эту силу называют силой упругости. Сила упругости зависит только от того, как растянута пружина, но не зависит от того, к какому телу она прикреплена.

Другой пример силы - сила тяжести, действующая на любое тело у поверхности Земли.

Взаимодействие тел может приводить к различным изменениям их скоростей как по модулю, так и по направлению. Поэтому сила характеризуется не только числом, но и направлением.

Сила - величина векторная, ее обозначают буквой .

За направление вектора силы принимается направление вектора ускорения тела, на которое действует сила.

В Международной системе единиц за единицу силы принимается сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/с². Эта единица называется ньютоном (Н):

.

Воздействие на данное тело со стороны других тел вызывает изменение его скорости, т.е. сообщает данному телу ускорение. Опыт показывает, что одинаковое воздействие сообщает различным телам разные по величине ускорения. Всякое тело противится попыткам изменить его состояние движения. Это свойство тел, как мы уже говорили, называется инертностью (следует из первого закона Ньютона). Мерой инертности тела является величина, называемая массой. Чтобы определить массу некоторого тела, нужно сравнить её с массой тела, принятого за эталон массы (или сравнить с телом уже известной массы). Масса – величина аддитивная (масса тела равна сумме масс частей, составляющих это тело). Система тел, взаимодействующих только между собой, называется замкнутой. Рассмотрим замкнутую систему тел массами m 1 и m 2 (рис. 3.1). Рис. 3.1 Столкнём эти два тела. Опыт показывает, что приращённые скорости и всегда имеют противоположное направление (отличное знаком), а модули приращений скорости относятся как (3.2.1)   (тело, обладающее большей массой, меньше изменяет скорость). Приняв во внимание направление скоростей, запишем: При v << c масса m = const (ньютоновская, классическая механика), тогда имеем: Произведение массы тела m на скорость называется импульсом тела : (3.2.2)