Современная формулировка. В современной физике первый закон Ньютона принято формулировать в следующем виде[1]: Существуют такие системы отсчёта

В современной физике первый закон Ньютона принято формулировать в следующем виде[1]:

Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальная точкапри отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своей скоростинеограниченно долго.

Закон верен также в ситуации, когда внешние воздействия присутствуют, но взаимно компенсируются (это следует из 2-го закона Ньютона, так как скомпенсированные силы сообщают телу нулевое суммарное ускорение).

 

 

ри подходящем выборе единиц измерения, этот закон можно записать в виде формулы:

 

где — ускорениематериальной точки;
— сила, приложенная к материальной точке;
— массаматериальной точки.

Или в более известном виде:

 

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

В инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна равнодействующей всех приложенных к ней сил.

где — импульсточки,

 

где — скоростьточки;

— время;
— производнаяимпульса по времени.

Когда на тело действуют несколько сил, с учётом принципа суперпозициивторой закон Ньютона записывается:

 

или

 

Второй закон Ньютона действителен только для скоростей, много меньших скорости светаи в инерциальных системах отсчёта. Для скоростей, приближенных к скорости света, используются законы теории относительности.

Нельзя рассматривать частный случай (при) второго закона как эквивалент первого, так как первый закон постулирует существование ИСО, а второй формулируется уже в ИСО.

 

Сила. Примеры сил в природе.

Си́ла — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел, а также полей. Приложенная к массивному телу сила является причиной изменения его скорости или возникновения в нём деформаций.

Сила как векторная величина характеризуется модулем, направлением и «точкой» приложения силы. Последним параметром понятие о силе, как векторе в физике, отличается от понятия о векторе в векторной алгебре, где равные по модулю и направлению векторы, независимо от точки их приложения, считаются одним и тем же вектором. В физике эти векторы называются свободными векторами. В механике чрезвычайно распространено представление о связанных векторах, начало которых закреплено в определённой точке пространства или же может находиться на линии, продолжающей направление вектора (скользящие векторы).

 

Сила

 

Гравитационные и электромагнитные силы нельзя свести к другим, более простым силам, поэтому их называют фундаментальными.

Законы фундаментальных сил просты и выражаются точными формулами. Для примера можно привести формулу гравитационной силы взаимодействия двух материальных точек, имеющих массы m ₁ и m ₂:

(3.4.1)

где r – расстояние между точками, γ – гравитационная постоянная.
В качестве второго примера можно привести формулу для определения силы электростатического взаимодействия двух точечных зарядов q ₁ и q ₂:

(3.4.2)

где k ₀ – коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц.
Как видно, формулы для фундаментальных сил являются простыми и точными. Для других сил, например для упругих сил и сил трения, можно получить лишь приближенные, эмпирические формулы.