В основе динамики лежат три закона Ньютона. Первый закон Ньютона (закон инерции) касается движения тел, не испытывающих внешних воздействий: всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние. Системы отсчета, жестко связанные с такими (свободными) телами, называются инерциальными системами отсчета (ИСО).
Для количественного описания воздействия тел друг на друга вводится понятие силы. Сила — векторная величина , которая определяется величиной или модулем F, направлениемв пространстве и точкой приложения. Если к материальной точке приложено несколько сил, их действие эквивалентно действию одной силы: { принцип суперпозиции).
Сила называется равнодействующей сил
Второй закон Ньютона утверждает, что быстрота изменения скорости движения тела (ускорение) пропорциональна приложенной силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует: или ;коэффициент пропорциональности т называется массой тела, а сила является равнодействующей всех сил, приложенных к телу.
|
|
В механике масса – основная характеристика тела, показывающая его способность противостоять ускоряющим силам, т.е. масса характеризует инертность материального тела. Масса тела зависит от его размеров и природы вещества. В механике масса – величина скалярная, положительная, аддитивная и постоянная. В единицах СИ масса измеряется в килограммах (кг), а сила – в ньютонах (Н).
Второму закону Ньютона можно придать другую форму, учитывая определение ускорения: или .
Если ввести понятие импульса материальной точки (это основная характеристика поступательного движения), товторой закон Ньютона принимает вид: , т.е. быстрота изменения импульса тела равна силе, вызывающей это изменение.
Второй закон Ньютона является уравнением движения материальной точки. Решая его можно определить зависимость координат и скорости материальной точки от времени. При этом, помимо вида функции F(x,y,z,t), должны быть заданы начальные условия: положение и скорость частицы в начальный момент времени.
Третий закон Ньютона указывает, что воздействие тел друг на друга носит характер взаимодействия: силы, с которыми действуют друг на друга взаимодействующие тела, равны по величине, противоположны по направлению и никогда не уравновешивают друг друга, так как приложены к разным телам: .