Законы Ньютона (выполняются в ИСО)

Законы Ньютона (выполняются в ИСО)

Первый закон

         Существуют такие системы отсчета, называющиеся инерциальными, в которых свободные тела движутся поступательно, равномерно и прямолинейно или покоятся, если действия всех внешних сил скомпенсированы.

                                                                                                 (1)

Второй закон

                                                                                                                   (2)

         Ускорение прямо пропорционально внешней силе и обратно пропорционально массе.

Масса:

· Мера инертности тела, т.е. способности тела приобретать ускорение

Рекомендуемые материалы

· Количество вещества в теле и в классической механике масса – величина постоянная

· Выполняется закон сохранения массы

· В релятивистском случае

                                                                                                 (3),

Где m_o – масса покоя, v – скорость движения тела, с – скорость распространения света в вакууме

Основное уравнение динамики,

                                                                    (4),

Где - импульс – количество движения материальной точки, величина относительная.

Второй закон Ньютона в дифференциальной форме.

Для того чтобы найти конечный импульс в любой момент времени нужно воспользоваться формулой:

Третий закон

         Тела действуют друг на друга силами, равными по модулю и противоположными по значению.

Однако силы приложены к разным телам, поэтому полностью они уравнять друг друга не могут.

        Комментарии к законам Ньютона:

1)Сила инерции:

Обратите внимание на лекцию "15 Цвет в декоративной композиции".

        Законы Ньютона, строго говоря, справедливы только в инерциальных системах отсчета. Если мы честно запишем уравнение движения тела в неинерциальной системе отсчета, то оно будет по виду отличаться от второго закона Ньютона. Однако часто, для упрощения рассмотрения, вводят некую фиктивную «силу инерции», и тогда эти уравнения движения переписываются в виде, очень похожем на второй закон Ньютона. Математически здесь всё корректно (правильно), но с точки зрения физики новую фиктивную силу нельзя рассматривать как нечто реальное, как результат некоторого реального взаимодействия. Ещё раз подчеркнём: «сила инерции» — это лишь удобная параметризация того, как отличаются законы движения в инерциальной и неинерциальной системах отсчета.

2)Законы Ньютона и Лагранжева механика:

         Законы Ньютона — не самый глубокий уровень формулирования классической механики. В рамках Лагранжевой механики имеется одна-единственная формула (запись механического действия) и один-единственный постулат (тела движутся так, чтобы действие было стационарным), и из этого можно вывести все законы Ньютона. Более того, в рамках Лагранжевого формализма можно легко рассмотреть гипотетические ситуации, в которых действие имеет какой-либо другой вид. При этом уравнения движения станут уже непохожими на законы Ньютона, но сама классическая механика будет по-прежнему применима…

3)Решение уравнений движения:

          Уравнение  является дифференциальным уравнением: ускорение есть вторая производная от координаты по времени. Это значит, что эволюцию механической системы во времени можно однозначно определить, если задать её начальные координаты и начальные скорости.

          Заметим, что если бы уравнения, описывающие наш мир, были бы уравнениями первого порядка, то из нашего мира исчезли бы такие явления, как инерция, колебания, волны.