Законы Ньютона
Третий закон Ньютона. Формула. Определение. Примеры опытов.
Третий закон Ньютона
Третий закон Ньютона. Формула. Определение. Примеры опытов.
Третий закон Ньютона. Формула. Определение. Примеры опытов.
Третий закон Ньютона. Формула. Определение. Примеры опытов.
Первый закон Ньютона постулирует существование инерциальных систем отсчета. Поэтому он также известен как Закон инерции. Чтобы изменить скорость движения тела, на него необходимо подействовать с некоторой силой. Естественно, результат действия одинаковых по величине сил на различные тела будет различным. Таким образом, говорят, что тела обладают разной инертностью. Величина инертности характеризуется массой тела. В современной физике первый закон Ньютона принято формулировать в следующем виде [3]:. Существуют такие системы отсчёта , называемые инерциальными , относительно которых материальные точки , когда на них не действуют никакие силы или действуют силы взаимно уравновешенные , находятся в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние. С современной точки зрения, такая формулировка неудовлетворительна. Во-вторых, и это главное, Ньютон в своём труде опирался на существование абсолютной неподвижной системы отсчёта , то есть абсолютного пространства и времени, а это представление современная физика отвергает. С другой стороны, в произвольной например, вращающейся системе отсчёта закон инерции неверен, поэтому ньютоновская формулировка была заменена постулатом существования инерциальных систем отсчета. Фактически, второй закон Ньютона вводит массу как меру проявления инертности материальной точки в выбранной инерциальной системе отсчёта ИСО. Масса материальной точки при этом полагается величиной постоянной во времени и независящей от каких-либо особенностей её движения и взаимодействия с другими телами [4] [5] [6] [7]. В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка с постоянной массой, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе. При подходящем выборе единиц измерения , этот закон можно записать в виде формулы:. Второй закон Ньютона может быть также сформулирован в эквивалентной форме с использованием понятия импульс:. В инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна равнодействующей всех приложенных к ней внешних сил. При такой формулировке, как и при предшествующей, полагают, что масса материальной точки неизменна во времени [8] [9] [10]. Однако, вместе с таким расширительным толкованием уравнения приходится существенным образом модифицировать принятые ранее определения и изменять смысл таких фундаментальных понятий, как материальная точка, импульс и сила [11] [12]. Когда на материальную точку действуют несколько сил, с учётом принципа суперпозиции , второй закон Ньютона записывается в виде:. Второй закон Ньютона, как и вся классическая механика, справедлив только для движения тел со скоростями, много меньшими скорости света. При движении тел со скоростями, близкими к скорости света, используется релятивистское обобщение второго закона , получаемое в рамках специальной теории относительности. Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует. Интересно, что если добавить требование инерциальности для системы отсчёта, то в такой формулировке этот закон справедлив даже в релятивистской механике. Этот закон описывает, как взаимодействуют две материальные точки. Возьмём для примера замкнутую систему, состоящую из двух материальных точек. Третий закон Ньютона утверждает: Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению:. Закон утверждает, что силы возникают лишь попарно, причём любая сила, действующая на тело, имеет источник происхождения в виде другого тела. Иначе говоря, сила всегда есть результат взаимодействия тел. Существование сил, возникших самостоятельно, без взаимодействующих тел, невозможно [13]. Ньютон дал следующую формулировку закона [1]:. Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе — взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны. Для силы Лоренца третий закон Ньютона не выполняется. Лишь переформулировав его как закон сохранения импульса в замкнутой системе из частиц и электромагнитного поля, можно восстановить его справедливость [14]. Закон сохранения импульса утверждает, что векторная сумма импульсов всех тел системы есть величина постоянная , если векторная сумма внешних сил, действующих на систему тел, равна нулю [15]. Далее, если все силы консервативны , то возникает закон сохранения механической энергии взаимодействующих тел: Законы Ньютона являются основными законами механики. Из них могут быть выведены уравнения движения механических систем. Однако не все законы механики можно вывести из законов Ньютона. Например, закон всемирного тяготения или закон Гука не являются следствиями трёх законов Ньютона. Помимо сил, о которых идёт речь во втором и третьем законах Ньютона, в механике вводят в рассмотрение так называемые силы инерции. Обычно речь идёт о силах инерции двух различных типов [13] [17]. Силы второго типа Эйлеровы силы инерции [18] используются для получения формальной возможности записи уравнений движения тел в неинерциальных системах отсчёта в виде, совпадающем с видом второго закона Ньютона. По определению эйлерова сила инерции равна произведению массы материальной точки на разность между значениями её ускорения в той неинерциальной системе отсчёта, для которой эта сила вводится, с одной стороны, и в какой-либо инерциальной системе отсчёта , с другой [13] [17]. Определяемые таким образом силы инерции силами в смысле законов Ньютона не являются [19]. Данный факт служит основанием для утверждения о том, что они не являются физическими силами [13] ; ту же мысль выражают, называя их фиктивными [20] , кажущимися [21] или псевдосилами [22]. В рамках Лагранжевой механики имеется одна-единственная формула запись действия и один-единственный постулат тела движутся так, чтобы действие было стационарным , и из этого можно вывести все законы Ньютона, правда, только для лагранжевых систем в частности для консервативных систем. Следует, однако, отметить, что все известные фундаментальные взаимодействия описываются именно лагранжевыми системами. Более того, в рамках Лагранжева 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. Это значит, что эволюцию перемещение 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. Всякое тело продолжает удерживаться в своём состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменять это состояние. LEX I Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quantenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare. LEX II Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur. Первый закон закон инерции , в менее чёткой форме, опубликовал ещё Галилей. Надо отметить, что Галилей допускал свободное движение не только по прямой, но и по окружности видимо, из астрономических соображений. Галилей также сформулировал важнейший принцип относительности , который Ньютон не включил в свою аксиоматику, потому что для механических процессов этот принцип является прямым следствием уравнений динамики. Ньютон также дал строгие определения таких физических понятий, как количество движения не вполне ясно использованное у Декарта и сила. Он ввёл в физику понятие массы как меры инерции и, одновременно, гравитационных свойств ранее физики пользовались понятием вес. Завершили математизацию основ механики Эйлер и Лагранж. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Закон сохранения механической энергии. LEX III Actioni contrariam semper et aequalem esse reactionem: Математические начала натуральной философии. Перевод с латинского и примечания А. Большая российская энциклопедия, Магнитоплазменный — Пойнтинга теорема. Советская Энциклопедия , Основы макроскопических теорий гравитации и электромагнетизма. An Introduction to Mechanics. Zweite, revidierte auflage, Классическая механика и силы инерции. Механика и теория относительности. Краткий курс теоретической механики. ИПМ АН СССР , Современная наука о природе. Законы классической механики Исаак Ньютон. Страницы, использующие волшебные ссылки ISBN. Навигация Персональные инструменты Вы не представились системе Обсуждение Вклад Создать учётную запись Войти. Пространства имён Статья Обсуждение. Просмотры Читать Править Править вики-текст История. В других проектах Викисклад. Эта страница последний раз была отредактирована 27 июня в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия. Свяжитесь с нами Политика конфиденциальности Описание Википедии Отказ от ответственности Разработчики Соглашение о cookie Мобильная версия. Ньютоновская механика Лагранжева механика Гамильтонова механика Формализм Гамильтона — Якоби. Прикладная механика Небесная механика Механика сплошных сред Геометрическая оптика Статистическая механика. Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению:
Ангельские глазки bmw e36
Картины и истории их создания
Курортная карта мира на русском языке
Описание карт игральных при гадании
Видео как сделать металлические входные двери
Изборск история города краткое содержание