Основные понятия и законы

Существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не влияют другие тела (или влияния других тел компенсируются).

Математически этот закон записывается в виде а = 0, если F_рез = 0, где а – ускорение , F_рез – векторная сумма всех сил, действующих на тело. Первый закон Ньютона выполняется только в инерциальных системах отсчёта. Системы отсчёта, относительно которых тело при компенсации внешних воздействий движется равномерно и прямолинейно, называются инерциальными системами.

Само явление сохранения скорости тела или состояния покоя при компенсации внешних воздействий на тело называют инерцией. Поэтому первый закон Ньютона называют законом инерции.

При воздействии одних тел на другие тела изменяют свою скорость – приобретают ускорение. При этом разные тела при данном воздействии приобретают разное ускорение.

Свойство тел приобретать определённое ускорение при данном воздействии называется инертностью. Инертность – это свойство, присуще всем телам. Масса тела – количественная мера его инертности. Чем большей массой обладает тело, тем меньшее ускорение оно получает при взаимодействии.Поэтому в физике принято, что отношение масс взаимодействующих тел равно обратному отношению модулей ускорений.

Ньютон сформулировал важнейший закон движения, то есть II закон Ньютона, который гласит: в инерциальной системе отсчёта ускорение тела прямо пропорционально векторной сумме всех действующих на тело сил и обратно пропорционально массе тела:

                   
    Третий закон Ньютона: тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

   Этот закон свидетельствует о том, что силы в природе всегда возникают парами, как результат взаимодействия между двумя телами.

Итак, третий закон можно записать математически следующим образом:

Силы, входящие в третий закон Ньютона, приложены к разным телам. Сила F₁ называется силой реакции по отношению к F₂, а сила F₂ – силой реакции по отношению к F₁.

Задание 1. Ответьте на вопросы:

1.   Какие основные законы динамики вы знаете?

2.   Какие системы называются инерциальными системами отсчёта?

3. Что такое инерция?

4. Что называется инертностью?

5. Что такое масса тела?

Задание 2. Решите количественные задачи

Задача 1. Координата x тела, движущегося прямолинейно, изменяется с течением времени по закону x=x (t). Масса тела m. Вычислите модуль равнодействующей сил, приложенных к телу.

Задача 2. Пассажирский лифт начинает движение из состояния покоя и двигаясь равноускоренно вверх (вниз), за время t проходит путь s. При таком движении лифта вес пассажира массой m равен Р. Определите значение величины, обозначенной «?». Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с².

Задача 3. Тепловоз массой M тянет вагон массой m с ускорением α. Сила тяги тепловоза F_т, сила натяжения сцепки между тепловозом и вагоном F_к. Определите значения величин, обозначенных «?». Силой сопротивления можно пренебречь.

Задача 4. Два тела массами m₁ и m₂ подвешены на нерастяжимой нити через блок. Найти значения и направления ускорений грузов a₁ и а₂ и силу натяжения нити T. Определите значения величин, обозначенных «?».

Задача 5. По гладкой наклонной плоскости длиной L и высотой h небольшой брусок соскальзывает с ускорением α. Определите значения величин, обозначенных «?». Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с².