1 2 3 законы ньютона определение и формула: Три закона Ньютона с подробными объяснениями - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

первый, второй, третий закон кратко с объяснением и формулами

Каждый из нас знает, кто впервые сформулировал фундаментальные законы классической механики. Верно, это именно Исаак Ньютон и эти законы были названы его именем. Также всем известно, что таких закона три, а вот как они формулируются и в чем заключается их значение – это уже вопрос сложнее. Попробуем разобрать законы Ньютона кратко и с формулами.

Впервые эти законы были опубликованы Ньютоном в 1687 году в его работе «Математические начала натуральной философии». Разумеется, в те времена законы еще не назывались именем ученого, но это был действительно очень важный прорыв в науке.

Первый закон Ньютона

Классическая формулировка первого закона Ньютона:

Существуют такие системы отсчета, под названием инерциальные, в которых определенные тела движутся равномерно и строго прямолинейно только в том случае, если на них не действуют никакие силы, либо же действие иных сил скомпенсировано.

Теперь разберем это так, чтобы было понятнее. Первый закон Ньютона, формула которого ученым не приводилась, заключается в том, что при наличии определенного движущегося тела без сопротивления воздуха, трения и других физических явлений, оно будет двигаться бесконечно и с одинаковой скоростью.

Первый закон Ньютона еще принято называть законом инерции – это понятие означает способность определенного тела сохранять постоянную скорость и направление. С инерцией знакомы абсолютно все – при езде на велосипеде перестаньте крутить педали, и вы все равно проедете некоторое расстояние. Первый закон Ньютона, формула которого не описана, как раз и будет основой для подобного движения.

Разумеется, на практике вечное движение реализовать невозможно, что прямо показывает пример с велосипедом – он остановится под действием силы трения, активного сопротивления воздуха, силы качения, притяжения и множество других. Если эти силы убрать – первый закон Ньютона будет работать на 100%.

Второй закон Ньютона

Вернемся к примеру с велосипедом. Сам по себе он не поедет, нам придется покрутить педали, а значит, приложить силу. При этом велосипед будет двигаться с разной скоростью, ведь сначала мы будем разгоняться, а затем остановимся, когда перестанем крутить педали.

Когда мы начинаем разгоняться, скорость возрастает, то есть велосипед будет двигаться с ускорением. Если велосипед будет разгоняться и останавливаться с равномерными показателями возрастания и убывания скорости, то это движение называется равноускоренным.

Если велосипед сбросить с крыши многоэтажки, то он будет падать равноускоренно, поскольку показатель ускорения будет постоянным – это называется ускорение свободного падения, которое обозначается как «g». Кстати, это касается не только падающего с крыши велосипеда, а и теннисного мяча, гантели, и даже рояля. Показатель ускорения свободного падения для всех тел одинаковый. Кстати, он равен 9,81 м/с2, но это уже другая история.

Итак, формулировка второго закона Ньютона следующая:

Ускорение определенно взятого тела (определенной материальной точки) в инерциальной системе отсчета будет прямо пропорционально приложенной к этому телу (точке) силе и оно будет обратно пропорционально показателю массы.

Формула

Выведенная формула является основным 2-м законом Ньютона.

a = F/m

В этой формуле a у нас будет показатель ускорения, F – сила, действующая на тело, а m – масса этого тела. Таким образом, показатель ускорения рассчитывается путем деления приложенной силы на массу тела. Бывает, что тело подвергается воздействию сразу нескольких разных сил, тогда в эту формулу подставляется их векторная сумма.

Формула

F = F1 + F2 + F3

Кстати, отдельно необходимо отметить, что второй закон Ньютона применим в реальной жизни но только при условии, что тела движутся со скоростью, которая намного меньше скорости света. Также не следует забывать, что сила и ускорение являются величинами исключительно векторными, то есть показатели у них могут быть разными, но направление всегда одно.

Третий закон Ньютона

Если в первом и втором законах главную роль играло только одно тело, то третий закон Ньютона подразумевает уже взаимодействие тел, то есть влияние друг на друга.

Формулировка у него следующая: Два тела воздействуют друг на друга с силами, которые противоположны друг другу по направлению, но равны по своему модулю.

Формула

Третий закон Ньютона.

F1 = -F2

Проще говоря, третий закон Ньютона, формула которого приведена выше, звучит так: «Сила действия равна силе противодействия». Это, например, оружейная отдача при выстреле, отскок мяча от стены, прыжок в воду из лодки (лодка отплывает назад) и многое другое. Чем-то примерно напоминает импульс и закон его сохранения.

Кстати, третий закон Ньютона, формула которого самая простая для понимания, может быть применена к абсолютно любым телам и явлениям.

Нет времени решать самому?

Наши эксперты помогут!

Контрольная

| от 300 ₽ |

Реферат

| от 500 ₽ |

Курсовая

| от 1 000 ₽ |

Законы Ньютона и их применение

Разберем на примере нескольких простых задачек самые распространенные ситуации, в которых используются законы Ньютона.

Задача:

Парашютист летит к земле с постоянной скоростью. Масса парашютиста составляет 100 кг. Попробуйте узнать силу сопротивления воздуха.

Решение:

Если скорость постоянная, значит в соответствии с первым законом Ньютона движение парашютиста является равномерным, а значит действие сил скомпенсировано.

С одной стороны на парашютиста действует сопротивление воздуха, а с другой – сила земного притяжения. Векторы этих сил противоположны. Таким образом, в соответствии со вторым законом Ньютона:

F = mg

F = 100 x 9,81 = 981

Fтяж = Fсопр

Итак, сила сопротивления воздуха будет равна силе притяжения, но с противоположными векторами.

Еще один пример действия в природе третьего закона Ньютона. Задача:

Муха ударилась в оконное стекло. Какие силы действуют на стекло и на муху?

Ответ:

Используем третий закон Ньютона. Таким образом, упомянутые в задаче силы будут равными между собой по модулю, но полностью противоположными по вектору, то есть направлению. Таким образом, сила взаимодействия мухи и стекла будет одинаковой. Разумеется, что мы не берем ко вниманию разницу масс, поскольку муха разбить стекло не может, а вот камень бы разбил, но принцип работы третьего закона всегда одинаков. Законы Ньютона и их применение – очень интересная тема для изучения, особенно если это делать с практическими примерами.

Исаак Ньютон: интересные факты и мифы из жизни ученого

Ученый редко сидел без дела. Он постоянно работал и учился. Ньютон действительно сделал огромный вклад не только в науку своей эпохи, а и заложил прочный фундамент для будущих открытий.

В 45 лет он опубликовал свой ключевой труд, при этом интересовался не только механикой и физикой, а и химией, оптикой, астрономией и рядом других наук. Он даже был неплохим поэтом и художником, но такие его увеличения полностью померкли перед его основным талантом. Вполне неординарная и интересная личность для своей эпохи. Немудрено, что вокруг него витала аура таинственности и, разумеется, он был окружен различными мифами.

Исаак Ньютон: интересные факты

Ученый был довольно скромным, а порой даже застенчивым. Казалось бы, можно было просто купаться в лучах славы и богатства, но нет. Исаак Ньютон предпочитал избегать шумного признания, оставаясь верным своей работе.
Полная отдача своей работе привела к тому, что когда Ньютону доводилось читать лекции у студентов Кембриджского университета, то посещаемость была крайне плохой. Иногда к нему вообще никто не приходил на лекции. Впрочем, скорее всего великого ученого это не особо и расстраивало. Конечно же, с дипломными работами студентам уже приходилось появляться.
Если бы не дядя юного Исаака и не его учителя, судьба Ньютона могла бы сложиться совсем иначе. Его мать настаивала, чтобы он занимался хозяйством на домашней ферме, но будущий великий ученый все же выбрал путь знаний. А то так бы и ковырял лопатой в земле.
Ньютон серьезно увлекался алхимией. Собрал огромную тематическую библиотеку, проводил опыты в лаборатории, жаждал найти Философский камень. Ничего удивительного, ведь в те времена грань между наукой и суевериями была довольно размытой.
Ученый даже рисковал трактовать Библию на основе научных расчетов. Особенно обращал внимание на видения пророка Даниила. На основе математических расчетов «предсказал» второе пришествие Христа в 2060 году.

А теперь несколько распространенных мифов:

Пресловутое яблоко, наверное, известно каждому школьнику. Во время начала эпидемии чумы (1665 год) Ньютон, раздав студентам домашние задания, вынужден был уехать из Кембриджа и остановиться в деревушке, о названии которой история умалчивает. Именно тогда и родилась легенда о яблоке, ведь ученый не переставал работать и удивлял новыми открытиями. Впрочем, биографы Ньютона так и не сошлись во мнениях: был ли такой случай, либо же нет.

За свои заслуги перед Кембриджским университетом в 1689 году уважаемого ученого избрали членом парламента, что было довольно престижной должностью. При этом, за все время заседаний этого парламента со своим участием Ньютон высказался всего один раз. Он попросил закрыть окно, поскольку было прохладно.
Неизвестно, откуда пошла эта легенда, но многие считают, что Ньютон изобрел маленькую откидную дверцу во входных дверях, как сейчас делают для кошек. Якобы у него была кошка, и чтобы она не мешала работать, он сделал ей такою дверцу.

На самом деле Ньютон был посвящен в рыцари вовсе не за научные заслуги, как принято считать. Королева Анна даровала ему рыцарский титул ради поддержки партии вигов, от которых ученый баллотировался в Парламент. Впрочем, он все равно проиграл выборы.

Исаак Ньютон внес неоценимый вклад в науку. Его три главных закона механики стали основой для множества открытий, причем даже через сотни лет, после него. Мы разобрали законы Ньютона кратко и с формулами. Надеемся, вам будет полезна эта информация.

Третий закон Ньютона – формула и определение, как направлены силы

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 295.

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 295.

При взаимодействии тел силы, возникающие между ними, равны по модулю и направлены друг против друга. Так работает третий закон Ньютона, который важен не только в механике, но и в темах 10 класса – электричестве и магнетизме.

Формулировка

Исаак Ньютон в математических началах натуральной философии ввел принцип, известный теперь как третий закон Ньютона. Согласно этому принципу на всякое действие существует равное и противоположное противодействие. В современной физике его формулируют иначе: материальные точки действуют друг на друга с силами одной природы, абсолютные величины которых равны, а направления противоположны.

Наглядно описывает механизм третьего закона система двух тел, соединенных нитью. Если одно из тел тянуть, то возникнет сила натяжения нити. Она действует одинаково в двух противоположных направлениях.

Рис. 1. Сила натяжения нити.

Другой пример – это предмет, лежащий на любой поверхности. Сам предмет давит на поверхность с силой $\vec P = m \vec g$, называемой весом тела. С другой стороны, поверхность воздействует на предмет с силой $\vec N = m \vec g$, называемой силой нормальной реакции опоры.

Рис. 2. Вес тела и реакция опоры.

Сила всемирного тяготения также действует обоюдно. Равно как Земля притягивает Луну, так и Луна притягивает Землю. Но поскольку ускорение свободного падения для Луны много больше, чем для Земли, то внешне всё выглядит так, будто падает только Луна.

Рис. 3. Притяжение тел друг к другу.

Формула третьего закона Ньютона выглядит так:

$F_{1,2} = – F_{2,1}$, где знак минус указывает как направлены силы.

Он справедлив для инерциальных систем отсчета и сил любой природы. Так силы кулоновского взаимодействия между точечными зарядами равны по модулю и противоположны по направлению, а сам закон Кулона в математической записи выглядит аналогично закону всемирного тяготения.

Дополнение к другим законам Ньютона

В замкнутой системе силы взаимодействия между материальными точками возникают парами и уравновешивают друг друга, а сама система покоится. 2$. Найти силу, с которой бортик отталкивается от человека. Сопротивлением воды пренебречь.

Решение

По третьему закону Ньютона сила, с которой бортик воздействует на человека равна силе, с которой человек воздействует на бортик.

$F_{1,2} = – F_{2,1}$

$F_{1,2} = ma = 60 Н$

Тогда:

$F_{2,1} = – 60 Н$

Что мы узнали?

В ходе урока было сформулировано определение третьего закона Ньютона, рассмотрены примеры, иллюстрирующие его, дана математическая запись закона и приведено важное дополнение, следующее из него – сохранение импульса замкнутой системы. В завершении урока разобраны задачи.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда – пройдите тест.

Аркадий Александр
10/10

Оценка доклада

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 295.

А какая ваша оценка?

Законы движения Ньютона (1,2,3) Определение, формулы и примеры

Законы движения Ньютона: Существуют три утверждения, описывающие взаимосвязь между фактической силой, действующей на тело, и фактическим движением этого тела, которые называются законами Ньютона. Три закона движения. Эта взаимосвязь была открыта Исааком Ньютоном и опубликована в 1687 году. Эти три закона Ньютона помогли нам понять, как хорошо ведут себя объекты, когда они стоят на месте или в состоянии покоя, а также когда мы действуем на них силами. Все три закона Ньютона являются фундаментальными по своей природе в том смысле, что первый закон дает понятия силы и инерции; второй закон определяет силу, а третий закон как действие и противодействие двух разных характеристик взаимодействия двух разных тел

Законы движения Ньютона

В законах движения Ньютона есть общие древовидные законы, основанные на классических механизмах, описывающих или объясняющих взаимосвязь между движением этого объекта и силой, действующей на этот объект. Эти три закона были впервые сформулированы Исааком Ньютоном в его «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica», что означает «Математические принципы натуральной философии». Впервые он был опубликован в 1687 году. В реальной жизни Ньютон использовал эти принципы для объяснения и исследования движения множества физических объектов и множество систем, положивших основу механизма Ньютона.

Закон Ньютона	Что он утверждает
Первый закон Ньютона	оставаться в состоянии покоя или продолжать двигаться по прямой линии с постоянной скоростью, если на него не действует какая-либо другая внешняя сила.
Второй закон движения Ньютона	Скорость изменения импульса тела прямо пропорциональна приложенной силе и происходит в направлении действия силы. F = ma
Третий закон движения Ньютона	Каждому действию всегда есть равное и противоположное противодействие. Силы действия и противодействия действуют на разные тела, а не на одно и то же тело. Рассмотрим пару тел A и B. Согласно третьему закону, FAB = – FBA (сила, действующая на A посредством B) = – (сила, действующая на B посредством A)

Законы движения Ньютона- Определения

Движение

Движение тела или любого объекта является его движением, и оно идентифицируется изменением его ориентации или положением или движением того и другого вместе.

Импульс: Количество движения

Импульс или количество движения тела полностью зависит от скорости и массы этого тела.

Произведение массы тела или объекта на скорость этого тела или объекта определяется как линейный импульс.

Линейный импульс = масса * скорость

P = mv

Единица импульса в системе СИ – кг.м/с

Сила

Действие одного тела на другое в виде притяжения или толчка называется силой. Взаимное взаимодействие двух тел, производящее силу на одно тело, производит также силу на другое тело. Сила, приложенная телом к другому, называется реакцией, а сила, действующая на исследуемое тело, называется действием.

Первый закон движения Ньютона

Первый закон Ньютона гласит, что если все продолжают находиться в состоянии покоя, или равномерного движения, или движутся по прямой линии, то они останутся в состоянии покоя или будут продолжать двигаться по прямой линии с постоянной скоростью, если только не будет принуждено каким-либо другим внешним фактором. сила на нем.

В нем также говорится, что любой объект не может запускаться, останавливаться и изменять свое направление сам по себе, для этого требуется некоторое количество внешней силы. Первый закон движения Ньютона также называют законом инерции. Если состояние покоя или равномерное линейное движение оба предполагают нулевое ускорение. Следовательно, первый закон движения можно просто выразить так: если результирующая внешняя сила, действующая на тело, равна нулю, то и его ускорение равно нулю. Ускорение может быть ненулевым, только если на тело действует результирующая внешняя сила.

Первый закон движения Ньютона – примеры

1) Мяч, катящийся по земле

Пояснение: Согласно закону, мяч, катящийся по земле, склонен сохранять свое состояние движения до бесконечности, если не действует внешняя сила будет применяться к нему; следовательно, сила трения, действующая на шар извне, помогает прервать движение этого шара и привести его в исходное положение.

2) Космонавт случайно отделяется от своего маленького космического корабля, разгоняющегося в межзвездном пространстве с постоянной скоростью 100 мс-2. Каково ускорение космонавта в тот момент, когда он находится вне космического корабля? (Предположим, что поблизости нет звезд, способных оказать на него гравитационное воздействие.)

Пояснение: Поскольку поблизости нет звезд, способных оказать на него гравитационное воздействие, а маленький космический корабль оказывает на него незначительное гравитационное притяжение, результирующая сила, действующая на астронавта, когда он находится вне космического корабля, равна нулю. . По первому закону движения Ньютона ускорение космонавта равно нулю.

Второй закон движения Ньютона

Второй закон движения Ньютона представляет собой количественную иллюстрацию изменений в теле, относящуюся к общей ситуации, когда на тело действует результирующая внешняя сила. Он связывает чистую внешнюю силу с ускорением тела.

Также утверждается, что скорость изменения количества движения тела равна и происходит в направлении чистой приложенной силы. Полный импульс тела равен произведению его массы на скорость. Второй закон движения Ньютона точно описывает, насколько объект ускорится при равной силе.

F = D/DT (P)

F = D/DT (MV)

Если масса тела постоянна, вышеуказанное уравнение коррелирует ускорение тела с чистой силой, действующей на него.

F = D/DT (MA)

F = K MA

В вышеуказанном уравнении

K = постоянная пропорциональность,

K = 1 Когда значения принимаются в блоке SI.

Следовательно, окончательное выражение будет таким:

F = ma

Единицей силы в системе СИ является Ньютон.

Первый закон Ньютона дает понятие силы, а второй закон дает количественное определение силы.

Второй закон Ньютона. Пример

1) Толкание тележки для покупок

Объяснение- Существует разница между толканием пустой тележки, которую легко толкать, и толканием загруженной тележки, которую толкать трудно. Это происходит из-за соотношения между массой объекта (массой тележки), приложенной к нему силой и создаваемым ускорением. Масса обратно пропорциональна ускорению, поэтому загруженная тележка движется медленнее, чем пустая.

Третий закон движения Ньютона

Согласно механизму Ньютона сила никогда не возникает в природе поодиночке. Сила означает взаимодействие двух различных тел. Силы всегда возникают в наборе пар. Силы между двумя телами всегда одинаковы или противоположны друг другу.

Третий закон Ньютона гласит, что «Каждому действию всегда есть равное и противоположное противодействие». Он гласит, что когда два тела взаимодействуют друг с другом, они должны прикладывать друг к другу силы, равные по величине и противоположные друг другу. в направлении. Этот третий закон очень важен при изучении задач статического равновесия, когда все силы уравновешены, но он также применяется к телам, движущимся равномерно или ускоренно. Например,

FA =- FB

Третий закон движения Ньютона- Примеры

1) Прогулка

Объяснение- , когда мы ходим. вперед. Если бы не было трения, то мы не могли бы ходить, поэтому здесь необходимо трение, когда мы ходим по любой поверхности.

2) Опираясь на дерево

Объяснение- Всякий раз, когда мы упираемся в дерево, мы получаем реактивную силу от дерева, которая поддерживает нас. В этом примере активная и реактивная силы уравновешены по своей природе, потому что обе силы применяются для уравновешивания человека.

3) Сидя на земле

Объяснение – Всякий раз, когда мы сидим на земле, мы ничего не чувствуем, но на самом деле есть сила реакции от земли, которая противодействует весу нашего тела. Здесь вес нашего тела — это действие, а сила земли, поддерживающая нас, — это реакция.

Законы движения Ньютона. Вопросы

1) Какова масса объекта, который требует силы 80 Н для ускорения со скоростью 2,4 м/с2?

Объяснение- мы знаем, что Сила(F) = Масса(м) * Ускорение(а)

Данные данные, F= 80 Н, a= 2,4 м/с2, m= ?

F = M * A

80 = M * 2,4

M = 80/2,4

M = 33,34 кг.

2) Игрок с битой отбивает мяч прямо в направлении игрока, не меняя его начальной скорости 15 м с–1. Если масса мяча 0,20 кг, определите импульс, сообщенный мячу. (Предположим, что мяч движется прямолинейно)

Объяснение- Изменение импульса

= 0.20 × 15–(–0.20×15)

= 3 + 3

= 6 Ns, в направлении Ns

боулер.

Это пример, когда общую силу удара по мячу игроком с битой и время контакта биты с мячом трудно узнать, но импульс можно быстро рассчитать.

3) Рассчитайте результирующую силу, необходимую для придания автомобилю массой 1500 кг ускорения 3,5 м/с2

Объяснение- Мы знаем формулу для расчета силы

F = MA

F = 1500 * 3,5

F = 5250 N

Законы Ньютона. любое транспортное средство резко трогается с места, людей, сидящих внутри автомобиля или транспортного средства, отбрасывает назад. Это пример чего из перечисленного?

Третий закон движения Ньютона.
Первый закон движения Ньютона.
Второй закон движения Ньютона.
Ничего из вышеперечисленного.

Ответ. вариант Б- Первый закон движения Ньютона.

Объяснение: Согласно первому закону движения Ньютона, «Если каждый человек продолжает находиться в состоянии покоя или равномерного движения или движется прямолинейно, он останется в состоянии покоя или продолжит двигаться прямолинейно». линии с постоянной скоростью, если на нее не действует какая-либо другая внешняя сила».

Когда автомобиль или транспортное средство внезапно начинает движение, люди внутри транспортного средства падают назад из-за первого закона движения Ньютона, поскольку тело находилось в состоянии покоя, а когда транспортное средство внезапно начинает движение, нижняя часть тела имеет тенденцию двигаться , но верхняя часть тела все еще остается в состоянии покоя, из-за этого она чувствует притяжение и падение назад. Так что вариант Б правильный.

Q2) Что из следующего имеет максимальную инерцию?

Мяч для крикета
Атом
Железный мяч
Монета в десять рупий

Ответ: Вариант C- Железный мяч.

Объяснение: Это основано на концепции закона инерции, чем больше или тяжелее объект, тем труднее или труднее его сдвинуть, и для его перемещения также требуется большее количество силы, поэтому инерция выше. Таким образом, более высокая масса имеет более высокую инерцию, поэтому все варианты железного шара имеют более высокую массу, что означает, что он имеет более высокую инерцию по сравнению с другими.

Q3) Если сила, приложенная к объекту, в четыре раза больше, а масса в два раза меньше. Каков будет коэффициент его ускорения?

1: 8
1: 3
1: 5
1: 2

. Пусть начальная сила, приложенная к объекту = F

Конечная сила = 4F

Начальная масса объекта = M

Конечная масса = M/2

Начальное ускорение;

a1 = F/M…………………1

Конечное ускорение,

a2 = 4F/(M/2) …………. . 2

Из 1 и 2

(a1 / a2 ) = (F / m) / (4f / (m / 2))

= f*m / m*4f*2

= 1 /8

= 1: 8

5.3.3: Ньютон Законы – Физика LibreTexts

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 33935

Boundless (теперь LumenLearning)
Boundless

Первый закон: инерция

Первый закон движения Ньютона описывает инерцию. Согласно этому закону, покоящееся тело имеет тенденцию оставаться в покое, а движущееся тело стремится оставаться в движении, если на него не действует чистая внешняя сила.

цели обучения

Определение первого закона движения

История

Сэр Исаак Ньютон был английским ученым, который интересовался движением объектов в различных условиях. В 1687 году он опубликовал работу под названием Philosophiae Naturalis Principla Mathematica , в которой описал свои три закона движения. Ньютон использовал эти законы для объяснения и исследования движения физических объектов и систем. Эти законы составляют основу механики. Законы описывают взаимосвязь между силами, действующими на тело, и движениями, возникающими из-за этих сил. Эти три закона таковы:

Если на объект не действует результирующая сила, его скорость останется постоянной. Тело либо покоится и его скорость равна нулю, либо движется прямолинейно с постоянной скоростью.
Ускорение объекта параллельно и прямо пропорционально результирующей силе, действующей на объект, направлено на результирующую силу и обратно пропорционально массе объекта.
Когда первый объект воздействует на второй объект, второй объект одновременно воздействует на первый объект, а это означает, что сила первого объекта и сила второго объекта равны по величине и противоположны по направлению.

Первый закон движения

Скорее всего, вы уже слышали первый закон движения Ньютона. Если вы не слышали его в форме, написанной выше, вы, вероятно, слышали, что «тело в движении остается в движении, а тело в покое остается в покое». Это означает, что объект, находящийся в движении, не изменит своей скорости, если на него не действует неуравновешенная сила. Это называется равномерным движением. Эту концепцию легче объяснить на примерах.

Пример $\PageIndex{1}$:

Если вы катаетесь на коньках и отталкиваетесь от края катка, согласно первому закону Ньютона вы продолжите путь до противоположного края катка. Но на самом деле этого не произойдет. Ньютон говорит, что движущееся тело будет оставаться в движении, пока на него не подействует внешняя сила. В этом и большинстве других реальных случаев этой внешней силой является трение. Трение между вашими коньками и льдом заставляет вас замедляться и, в конце концов, останавливаться.

Давайте рассмотрим другую ситуацию. Обратитесь к этому примеру. Почему мы пристегиваем ремни безопасности? Очевидно, они нужны для того, чтобы защитить нас от травм в случае автомобильной аварии. Если автомобиль едет со скоростью 60 миль в час, водитель также едет со скоростью 60 миль в час. Когда автомобиль внезапно останавливается, к нему прикладывается внешняя сила, которая заставляет его замедляться. Но на водителя не действует никакая сила, поэтому водитель продолжает движение со скоростью 60 миль в час. Ремень безопасности должен противодействовать этому и действовать как внешняя сила, замедляющая водителя вместе с автомобилем, предотвращая причинение им вреда.

Первый закон Ньютона : Первый закон Ньютона, действующий на водителя автомобиля

Инерция

Иногда этот первый закон движения называют законом инерции. Инерция – это свойство тела оставаться в состоянии покоя или двигаться с постоянной скоростью. Некоторые объекты имеют большую инерцию, чем другие, потому что инерция объекта эквивалентна его массе. Вот почему изменить направление валуна сложнее, чем бейсбольного мяча.

Doc Physics – Newton : Первый закон Ньютона совершенно нелогичен. Впрочем, вы, возможно, выучили его еще в начальной школе. Давайте посмотрим на умопомрачительный вывод, которым он действительно является.
Второй закон: сила и ускорение
Второй закон гласит, что результирующая сила, действующая на объект, равна скорости изменения или производной его линейного количества движения.
цели обучения
Определение второго закона движения
Английский ученый сэр Исаак Ньютон исследовал движение физических объектов и систем в различных условиях. В 1687 году он опубликовал свои три закона движения в Philosophiae Naturalis Principla Mathematica . Законы составляют основу механики — они описывают взаимосвязь между силами, действующими на тело, и движением, совершаемым под действием этих сил.
Эти три закона гласят:
Если на объект не действует результирующая сила, его скорость останется постоянной. Тело либо покоится и его скорость равна нулю, либо движется прямолинейно с постоянной скоростью.
Ускорение объекта параллельно и прямо пропорционально результирующей силе, действующей на объект, направлено на результирующую силу и обратно пропорционально массе объекта.
Когда первый объект воздействует на второй объект, второй объект одновременно воздействует на первый объект, а это означает, что сила первого объекта и сила второго объекта равны по величине и противоположны по направлению.
Первый закон движения определяет только естественное состояние движения тела (т. е. когда результирующая сила равна нулю). Это не позволяет нам количественно оценить силу и ускорение тела. Ускорение — это скорость изменения скорости; оно вызвано только внешней силой, действующей на него. Второй закон движения гласит, что результирующая сила, действующая на объект, равна скорости изменения его линейного количества движения.
Линейный импульс
Линейный импульс объекта — это векторная величина, которая имеет как величину, так и направление. Это произведение массы и скорости частицы в данный момент времени:
\[\mathrm{p=mv}\]
где, $\mathrm{p=импульс, m=масса}$ и $\mathrm{v=скорость}$. Из этого уравнения мы видим, что объекты с большей массой будут иметь больший импульс.
Второй закон движения
Представьте себе два шара разной массы, движущихся в одном направлении с одинаковой скоростью. Если они оба ударятся о стену одновременно, более тяжелый шар будет оказывать на стену большую силу. Эта концепция, проиллюстрированная ниже, объясняет второй закон Ньютона, в котором подчеркивается важность силы и движения, а не только скорости. В нем говорится: результирующая сила, действующая на объект, равна скорости изменения его линейного количества движения. Из исчисления мы знаем, что скорость изменения равна производной. Когда мы линейный импульс объекта, мы получаем:
Сила и масса : Эта анимация демонстрирует связь между силой и массой.
\[\begin{align} \mathrm{F \; } & \mathrm{=\dfrac{dp}{dt}} \\ \mathrm{F \;} & \mathrm{=\dfrac{d(m⋅v)}{dt}} \end{align}\]
где, $\mathrm{F = Force}$ и $\mathrm{t = time}$. Отсюда мы можем еще больше упростить уравнение:
\[\begin{align} \mathrm{F \;} & \mathrm{=m\dfrac{d(v)}{dt}} \\ \mathrm{F \ ;} & \mathrm{=m⋅a} \end{align}\]
где a=ускорениеa=ускорение. Как мы уже говорили ранее, ускорение — это скорость изменения скорости или скорость, деленная на время.

Три закона механики Ньютона. Второй закон. Часть 1 : Здесь мы увидим, сколько людей могут запутать ваше понимание второго закона Ньютона из-за недосмотра, небрежной лексики или жестоких намерений.

Три закона механики Ньютона – второй закон – часть вторая : Равновесие исследуется, и первый закон Ньютона рассматривается как частный случай второго закона Ньютона!
Третий закон: Симметрия сил
Третий закон движения гласит, что на каждое действие есть равное и противоположное противодействие.
цели обучения
Определение третьего закона движения
Сэр Исаак Ньютон был ученым из Англии, который интересовался движением объектов в различных условиях. В 1687 году он опубликовал работу под названием Philosophiae Naturalis Principla Mathematica , в которой содержались его три закона движения. Ньютон использовал эти законы для объяснения и исследования движения физических объектов и систем. Эти законы составляют основу механики. Законы описывают отношения между силами, действующими на тело, и движение есть опыт, обусловленный этими силами. Три закона Ньютона: 9.0007
Если на объект не действует результирующая сила, его скорость останется постоянной. Тело либо покоится и его скорость равна нулю, либо движется прямолинейно с постоянной скоростью.
Ускорение объекта параллельно и прямо пропорционально результирующей силе, действующей на объект, направлено на результирующую силу и обратно пропорционально массе объекта.
Когда первый объект воздействует на второй объект, второй объект одновременно воздействует на первый объект, а это означает, что сила первого объекта и сила второго объекта равны по величине и противоположны по направлению.
Третий закон движения Ньютона
Третий закон Ньютона в основном гласит, что на каждое действие есть равное и противоположное противодействие. Если объект A воздействует на объект B, то по закону симметрии объект B будет оказывать на объект A силу, равную действующей на него силе:
\[\mathrm{FA=−FB}\]
В этом примере F _A — действие, а F _B — реакция. Вы, несомненно, видели этот закон движения. Например, возьмем пловца, который использует свои ноги, чтобы оттолкнуться от стены, чтобы набрать скорость. Чем больше силы она прикладывает к стене, тем сильнее она отталкивается. Это потому, что стена воздействует на нее с той же силой, что и она на нее. Она толкает стену в направлении позади себя, поэтому стена будет воздействовать на нее силой в направлении перед ней и толкать ее вперед.
Третий закон движения Ньютона : Когда пловец отталкивается от стены, пловец использует третий закон движения.
Возьмем в качестве другого примера концепцию тяги. Когда ракета запускается в космос, она выбрасывает газ назад с большой скоростью. Ракета действует на газ с большой обратной силой, а газ оказывает равную и противоположную силу реакции вперед на ракету, заставляя ее запускаться. Эта сила называется тягой. Тяга также используется в автомобилях и самолетах.

Третий закон Ньютона : Самое фундаментальное утверждение основной физической реальности также чаще всего неправильно понимают. Как твоя мама, если она чисто на Третьем Ньютоне. Затем спросите ее, почему вещи могут двигаться, если у каждой силы есть парная противоположная сила все время, навсегда.
Основные положения
Три закона Ньютона являются основой механики.
Первый закон гласит, что покоящееся тело будет оставаться в покое до тех пор, пока на него не подействует суммарная внешняя сила, и что тело в движении будет оставаться в движении с постоянной скоростью, пока на него не подействует результирующая внешняя сила.
Чистая внешняя сила представляет собой сумму всех сил, действующих на объект.
Тот факт, что на объект действуют силы, не обязательно означает, что существует результирующая внешняя сила; силы, равные по величине, но действующие в противоположных направлениях, могут компенсировать друг друга.
Трение — это сила между движущимся объектом и поверхностью, по которой он движется. Трение — это внешняя сила, которая действует на объекты и заставляет их замедляться, когда на них не действует никакая другая внешняя сила.
Инерция – это тенденция движущегося тела оставаться в движении. Инерция зависит от массы, поэтому изменить направление движущегося тяжелого тела труднее, чем изменить направление движущегося более легкого тела.
Три закона движения Ньютона объясняют взаимосвязь между силами, действующими на объект, и движением, которое они испытывают благодаря этим силам. Эти законы лежат в основе механики.
Второй закон объясняет связь между силой и движением, в отличие от скорости и движения. Для этого используется концепция линейного импульса.
Линейный импульс $\mathrm{p}$ является произведением массы $\mathrm{m}$ и скорости $\mathrm{v: p=mv}$.
Второй закон гласит, что результирующая сила равна производной или скорости изменения ее линейного количества движения.
Упрощая это соотношение и вспоминая, что ускорение — это скорость изменения скорости, мы можем увидеть, что второй закон движения лежит в основе взаимосвязи между силой и ускорением.
Если объект A оказывает силу на объект B, объект B оказывает равную и противоположную силу на объект A.
Третий закон Ньютона можно увидеть во многих повседневных обстоятельствах. Когда вы идете, сила, которую вы используете, чтобы оттолкнуться от земли назад, заставляет вас двигаться вперед.
Тяга – это применение третьего закона движения. Вертолет использует тягу, чтобы протолкнуть воздух под пропеллером вниз и, следовательно, оторваться от земли.
Ключевые термины
инерция : Свойство тела сопротивляться любому изменению его равномерного движения; эквивалентна его массе.
трение : Сила, противодействующая относительному движению или стремлению к такому движению двух соприкасающихся тел.
равномерное движение : Движение с постоянной скоростью (с нулевым ускорением). Обратите внимание, что движущийся объект не изменит своей скорости, если на него не действует неуравновешенная сила.
результирующая сила : Комбинация всех сил, действующих на объект.
импульс : (тела в движении) произведение его массы и скорости.
ускорение : Величина, на которую увеличивается скорость или скорость (и, следовательно, скалярная величина или векторная величина).
симметрия : Точное соответствие по обе стороны от разделительной линии, плоскости, центра или оси.
тяга : Сила, создаваемая движущей силой, как в реактивном двигателе.
ЛИЦЕНЗИИ И АВТОРСТВО
CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖАНИЕ, ПРЕДОСТАВЛЕННОЕ РАНЕЕ
Курирование и пересмотр. Предоставлено : Boundless.com. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖИМОЕ, КОНКРЕТНОЕ АВТОРСТВО
Колледж OpenStax, Newtonu2019s Первый закон движения: инерция. 18 сентября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Адрес: : http://cnx.org/content/m42130/latest/ . Лицензия : CC BY: Attribution
Первый закон Ньютона. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Newtons_first_law . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
Проект бесплатных научных текстов для старших классов, Силы: первый закон Ньютона. 18 сентября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m38960/latest/ . Лицензия : CC BY: Attribution
трения. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/friction . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
инерция. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en. wiktionary.org/wiki/inertia . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
равномерное движение. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/uniform%20motion . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
Док Физика – Ньютон. Расположен по адресу : http://www.youtube.com/watch?v=cliJbHYpNic . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Copyright . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
Проект бесплатных научных текстов для старших классов, Силы: первый закон Ньютона. 18 января 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Адрес: : http://cnx.org/content/m38960/latest/ . Лицензия : CC BY: Attribution
чистая сила. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/net_force . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
Сунил Кумар Сингх, Второй закон движения Ньютона. 18 сентября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Адрес: : http://cnx.org/content/m14042/latest/ . Лицензия : CC BY: Attribution
Первый закон Ньютона. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Newtons_first_law . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
импульс. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/momentum . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
ускорение. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/acceleration . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
Док Физика – Ньютон. Расположен по адресу : http://www.youtube.com/watch?v=cliJbHYpNic . Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Copyright . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
Проект бесплатных научных текстов для старших классов, Силы: первый закон Ньютона. 18 января 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Адрес: : http://cnx.org/content/m38960/latest/ . Лицензия : CC BY: Attribution
Три закона механики Ньютона. Второй закон. Часть 1. Расположен по адресу : 0004 . Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Copyright . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
Эластичный stou00df3. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Elastischer_sto%C3%9F3.gif . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
Три закона механики Ньютона. Второй закон. Часть вторая. Расположен по адресу : http://www.youtube.com/watch?v=_Z7qivqbSBI . Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Copyright . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
Колледж OpenStax, Newtonu2019s Третий закон движения: симметрия сил. 17 сентября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Адрес: : http://cnx.org/content/m42074/latest/ . Лицензия : CC BY: Attribution
Первый закон Ньютона. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Newtons_first_law . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
симметрия. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/symmetry . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
тяга
. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/thrust . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
Док Физика – Ньютон. Расположен по адресу : http://www.youtube.com/watch?v=cliJbHYpNic . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторское право . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
Проект бесплатных научных текстов для старших классов, Силы: первый закон Ньютона. 18 января 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Адрес: : http://cnx.org/content/m38960/latest/ . Лицензия : CC BY: Attribution
Три закона механики Ньютона. Второй закон. Часть 1. Расположен по адресу : http://www.youtube.com/watch?v=dFybXASirwQ . Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Copyright . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
Эластичный stou00df3. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : http://en.Wikipedia.org/wiki/File:Elastischer_sto%C3%9F3.gif . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
Три закона механики Ньютона. Второй закон. Часть вторая. Расположен по адресу : http://www.youtube.com/watch?v=_Z7qivqbSBI . Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Copyright . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
Колледж OpenStax, Newtonu2019s Третий закон движения: симметрия сил.