Формулировка три закона ньютона: формула и определение / Блог / Справочник :: Бингоскул

5 Третий закон ньютона_ формулировка третьего закона ньютона

Всякое действие материальных точек (тел) друг на друга имеет характер взаимодействия; силы, с которыми действуют друг на друга материальные точки, всегда равны по модулю, противоположно направлены и дей­ствуют вдоль прямой, соединяющей эти точки.

[F₁₂ — сила, действующая на первую материальную точку со стороны второй; F₂₁ — сила, действующая на вторую материальную точку со стороны первой]

Силы в третьем законе Ньютона

Эти силы приложены к разным материальным точкам (телам), всегда действуют парами и являются силами одной природы.

♦ Третий закон Ньютона позволяет осуществить переход от динамики отдельной материальной точки к динамике системы материальных точек. Это следует из того, что и для системы материальных точек взаимодействие сводится к си­лам парного взаимодействия между материальными точками.

6. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции Силы инерции и их проявление

Силы инерции обусловлены ускоренным движением системы отсчета относительно измеряемой системы, поэтому в общем случае нужно учитывать следующие случаи проявления этих сил:

Три возможных проявления сил инерции

• Силы инерции при ускоренном поступательном движении системы отсчета.

• Силы инерции, действующие на тело, покоящееся во вращающейся системе отсчета.

• Силы инерции, действующие на тело, движущееся во вращающейся системе отсчета.

Силы инерции вызываются не взаимодействием тел, а ускоренным дви­жением системы отсчета. Поэтому они не подчиняются третьему зако­ну Ньютона, так как если на какое-либо тело действует сила инерции, то не существует противодействующей силы, приложенной к данному телу.

О втором законе Ньютона в неинерциальных системах отсчета

В неинерциальных системах отсчета законы Ньютона, вообще говоря, несправедливы. Если же кроме сил, обусловленных взаимодействием тел друг на друга, рассмотреть и силы инерции, то второй закон Ньютона будет справедлив для любой системы отсчета.

Второй закон Ньютона для неинерциальных систем отсчета

Произведение массы тела на ускорение в рассматриваемой системе отсчета равно сумме всех сил (включая и силы инерции), действую­щих на данное тело.

Силы инерции ин должны быть такими, чтобы вместе с силами F, обусловленными воздействием тел друг на друга, они сообщали телу ускорение, каким оно обладает в неинерциальных системах отсчета (,′— ускорение тела в инерциальной системе отсчета).

6.1.Силы инерции при ускоренном поступательном движении системы отсчета

Тележка покоится или движется равномерно и прямолинейно (опыт)

Нить, удерживающая шарик, вертикальна, и си­ла тяжести

Р уравновешивается силой реакции нити .

Тележка движется равномерно и прямолинейно (опыт)

Нить начнет отклоняться от вертикали назад до такого угла а, пока результирующая сила не обеспечит ускорение шарика, рав­ное .

ИНЕРЦИАЛЬНАЯ СИСТЕМА ОТСЧЕТА(анализ опытных данных)

В системе отсчета, связанной, например, с помещением, на шарик дейст­вует результирующая сила , направленная в сторону ускорения тележ­ки а₀, и для установившегося движения шарика (шарик теперь движется вместе с тележкой с ускорением

а₀) равна F = mg tg а = ma₀, откуда (тем больше, чем больше ускорение тележки).

НЕИНЕРЦИАЛЬНАЯ СИСТЕМА ОТСЧЕТА (анализ опытных данных)

В системе отсчета, связанной с ускоренно движущейся тележкой, шарик покоится, что возможно, если сила уравновешивается равной и про­тивоположно направленной ей силой F_u, которая является не чем иным, как силой инерции, так как на шарик никакие другие силы не дейст­вуют.

.

Примеры проявления сил инерции. Когда поезд набирает скорость, то пасса­жир, сидящий по ходу поезда, под действием силы инерции прижимается к спинке сиденья. Наоборот, при торможении поезда сила инерции направлена в противоположную сторону и пассажир удаляется от спинки сиденья. Особенно эти силы заметны при внезапном торможении поезда. Силы инерции проявляют­ся в виде перегрузок, которые возникают при запуске и торможении космиче­ских кораблей.

Помогите решить / разобраться (Ф)

Сообщения без ответов | Активные темы | Избранное

Padawan	третий закон Ньютона 03. 11.2006, 20:37
Заслуженный участник 13/12/05 4315	В формулировке 3-его закона Ньютона утверждается, что силы направлены по прямой, соединяющей точки? Или это можно вывести , используя 1-ый и 2-ой законы?

Аурелиано Буэндиа	03. 11.2006, 22:25
Экс-модератор 30/11/05 1275	Padawan писал(а): В формулировке 3-его закона Ньютона утверждается, что силы направлены по прямой, соединяющей точки? Нет, в III законе Ньютона утверждается другое — то, что силы противоположны по направлению. Из этого не следует, что они направлены по прямой соединяющей центры тел, но в некоторых случаях это так.

Padawan	04. 11.2006, 10:37
Заслуженный участник 13/12/05 4315	Как тогда доказать закон сохранения момента импулься, пользуясь законами Ньютона? Доказательства Ландау-Лифшица через функцию Лагранжа в принципе наим. действия кажутся сомнительными (изотропность пространства и т.д. ) Я говорил о материальных точках, а не о конечных телах. Случай протяженного тела сводится к случаю системы точек.

Someone	04. 11.2006, 13:03
Заслуженный участник 23/07/05 17973 Москва	Padawan писал(а): Доказательства Ландау-Лифшица через функцию Лагранжа в принципе наим. действия кажутся сомнительными (изотропность пространства и т.д. ) А тут уж ничего не поделаешь: не будет изотропности пространства – не будет закона сохранения момента импульса.

Аурелиано Буэндиа	04. 11.2006, 13:39
Экс-модератор 30/11/05 1275	Padawan писал(а): Случай протяженного тела сводится к случаю системы точек Разумеется, конечное тело можно рассматривать как систему материальных точек. Но даже в этом случае, условие того что сила направлена по прямой не входит в формулировку закона. Ну а доказать средствами механики Ньютона, что импульс сохряняется, можно так Из II закона Ньютона Из III закона следует , поэтому .

Padawan	04. 11.2006, 14:23
Заслуженный участник 13/12/05 4315	А как доказать закон сохранения МОМЕНТА импульса? Хотя бы для системы двух мат. точек? Из него самого следует, что силы должны быть направлены по прямой.

Аурелиано Буэндиа	04. 11.2006, 15:16
Экс-модератор 30/11/05 1275	Padawan писал(а): Из него самого следует, что силы должны быть направлены по прямой Да, в случае центральных сил момент импульса системы материальных точек сохраняется. Вообще из III закона Ньютона следует, что суммарный момент внутренних сил не зависит от выбора начала координат т.к. но Вы уверены, что для системы из частиц равенство выполняется только для центральных сил? Например, достаточно очевидно, что в случае момент импульса сохраняется и для нецентральных сил, удовлетворяющих условию

Padawan	06. 11.2006, 14:38
Заслуженный участник 13/12/05 4315	Так как доказать закон сохранения момента импульса системы точек в механике Ньютона? Я не знаю. В учебниках пишется, что “суммарный момент внутренних сил равен 0” Но почему, если силы не центральные?

Аурелиано Буэндиа	06. 11.2006, 16:55
Экс-модератор 30/11/05 1275	Padawan писал(а): Так как доказать закон сохранения момента импульса системы точек в механике Ньютона? Я не знаю. В учебниках пишется, что “суммарный момент внутренних сил равен 0” Но почему, если силы не центральные? У учебниках пишут, что “суммарный момент внутренних сил равен 0”. К этому приходят так: Домножаем вектороно на и суммируем. Так как и сонаправлены, то . Значит Все дело в том, что закон сохраниния полного механического момента системы материальных точек формулируется так: полный мех. момент () сохраняется, если суммарный момент внутренних сил () равен нулю. Подразумевается, что силы именно такие, что сумарный момент внутренних сил равен нулю. При этом верно, что если силы центральные, то суммарный момент равен нулю, но обратное утверждение (Если суммарный момент ноль, то силы центральные) уже не строгое. А в механике Ньютона полный момент импульса системы может и не сохраняться. То же самое можно сказать и про полную механическую энергию. Чтобы получить закон сохранения момента импульса или механической энергии нужна дополнительная информация о силах, которая не содержится в законах Ньютона.

Padawan	06. 11.2006, 19:26
Заслуженный участник 13/12/05 4315	В нескольких учебниках по физике, не заслуживающих особого доверия нашел: 1) В.М.Дерябин, В.Е.Борисенко Курс физики для химиков .Учебное пособие для студентов специальности “химия” университетов. – Издательство Красноярского университета, 1991. Третий закон Ньютона: силы, с которыми две материальные точки действуют друг на друга, всегда равны по модулю и направлены в противоположные стороны вдоль прямой, соединяющей эти точки. Но в параграфе “Момент импульса. Закон сохранения момента импульса” сноска * в механике Ньютона требование о равенстве нулю суммарного момента внутренних сил системы материальных точек принимается как постулат, дополнительный к законам Ньютона. 2) под. ред. А.А.Пинского Физика. Учебное пособие для 10 класса школ и классов с углубленным изучением физики. М.:Просвещение, 1995. тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной прямой. Эти силы равны по модулю, противоположны по направлению. Что значит “направлены по одной прямой” не объяснено. В параграфе “Вращательное движение тел” написано “…но сумма моментов внутренних сил равна нулю…” и не объяснено почему. Придется брать нормальный университетский учебник.

Аурелиано Буэндиа	06. 11.2006, 20:38
Экс-модератор 30/11/05 1275	Вот что сказано в учабнике Д. В. Сивухин, Общий курс физики. Механика. том 1, 1979 г., 520 стр. стр. 64 Закон 3. Действию всегда есть равное и противоположное взаимодействие, иначе — взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.

Someone	06. 11.2006, 21:30
Заслуженный участник 23/07/05 17973 Москва	В.И.Арнольд. Математические методы классической механики. Москва, “Наука”, 1989. Глава 1, § 2, пункт Д. Глава 2, § 10, пункты А – В. Переписывать всё – слишком много. Рассматривается система материальных точек. В системе двух точек силы, действующие на эти точки, называются силами взаимодействия, если они равны по величине, действуют вдоль прямой, соединяющей точки, и противоположно направлены. Система точек называется замкнутой, если все силы, действующие на точки, являются силами взаимодействия. Законы сохранения импульса и момента импульса доказываются для систем, замкнутых в указанном смысле.

Показать сообщения за: Все сообщения1 день7 дней2 недели1 месяц3 месяца6 месяцев1 год Поле сортировки АвторВремя размещенияЗаголовокпо возрастаниюпо убыванию

Страница 1 из 1

[ Сообщений: 12 ]

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей

Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете добавлять вложения

Найти:

Законы движения Ньютона: три закона и приложения

• Автор Шиха Пандей
• Последнее изменение 15-11-2022

Для изменения существующего состояния покоя или движения объекта всегда требуется сила. Согласно Галилею, движущийся объект не может изменить свою скорость, если на него не действует сила. Объект, находящийся в состоянии покоя или совершающий равномерное движение, подчиняется трем законам движения, сформулированным сэром Исааком Ньютоном. Давайте узнаем больше о трех законах движения.

Что такое законы движения Ньютона ?

Сэр Исаак Ньютон вывел три закона движения, которые объясняют связь между силой, действующей на объект, и движением объекта. Эти три закона движения известны как законы движения Ньютона. Первый закон Ньютона также известен как закон инерции. Второй закон Ньютона описывает зависимость между приложенной силой и скоростью изменения импульса. Третий закон Ньютона также называют законом действия и противодействия.

Первый закон движения Ньютона (закон инерции)

Утверждение: Объект остается в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, если он не вынужден изменить это состояние под действием приложенной неуравновешенной силы.

Согласно первому закону движения Ньютона, тело не меняет своего состояния покоя или равномерного движения, если на него не действует неуравновешенная сила. Чистая внешняя сила, равная нулю, не может ускорить объект. Тело по своей природе сопротивляется любому изменению своего состояния покоя или равномерному прямолинейному движению под действием внешней силы.

Тенденция тела сопротивляться любому изменению его существующего состояния покоя или движения называется инерцией . Масса объекта является мерой его инерции. Чем тяжелее объект, тем больше будет его инерция, и он оказывает большее сопротивление изменению существующего состояния покоя или движения. Ниже приведены три типа инерции:

1. Инерция покоя: Это тенденция объекта сопротивляться любому изменению его состояния покоя, когда к нему приложена сила.
2. Инерция движения: Это склонность объекта сопротивляться любому изменению состояния его движения, когда к нему приложена сила.
3. Инерция направления: Это тенденция объекта сопротивляться любому изменению своего направления, когда к нему приложена сила.

Второй закон движения Ньютона

Утверждение: Скорость изменения количества движения объекта прямо пропорциональна приложенной неуравновешенной силе в направлении силы. 9{{\rm{ – 1}}}}.\) Импульс объекта можно рассчитать по следующей формуле:

\(\rho = m \times v\)

Где \( m\) — масса объекта, а \(v\) — скорость объекта.

Мы знаем, что результирующая сила больше нуля может ускорять объект в его направлении. Он производит изменение скорости объекта. Второй закон Ньютона описывает, как сила зависит от изменения импульса во времени.

Предположим, что объект массой \(m\) движется прямолинейно. Пусть начальная скорость тела равна \(u\), а его конечная скорость равна \(v\) при приложении силы \(F\) ньютонов за время \(t\).

Начальный импульс объекта \(= mu\)

Конечный импульс объекта \(= mv\)

Изменение импульса объекта \(= mv – mu\)

Приложенное сила, \(F = \) скорость изменения импульса

\(F \propto \frac{{mv – mu}}{t}\)

\(F = k\frac{{mv – mu}}{t} = k\frac{{m(v – u)}}{t}\)

\( \Rightarrow F = kma\)

Где \(k\) – константа пропорциональности, равная единице, а \(a\) – ускорение объекта.

\(F = ma\)……(i)

Из уравнения (i) можно сказать, что сила, приложенная к объекту, равна произведению его массы на ускорение.

Третий закон движения Ньютона

Утверждение: Каждому действию есть равное и противоположное противодействие.

Когда одно тело действует с силой на другое тело, то второе тело одновременно оказывает равную и противоположную силу на первое тело. Эти две силы (действие и противодействие) всегда действуют на два разных тела. Например, когда мы закрепляем гвоздь на поверхности, молоток воздействует на гвоздь. В то же время гвоздь будет оказывать равное усилие на молоток. Эти две силы равны по величине, но противоположны по направлению.

Применение законов движения Ньютона

1. Применение первого закона Ньютона
a. Стопка книг, положенных на картон, не падает при резком выдергивании картона, потому что книги, удерживаемые на картоне, стараются сохранить инерцию покоя.
б. Когда движущаяся машина внезапно останавливается, водитель наклоняется вперед из-за инерции движения. Нижняя часть тела водителя, соприкасаясь с автомобилем, сразу приходит в состояние покоя, а верхняя часть его тела остается в состоянии движения.

2. Применение второго закона Ньютона
a. Полевой игрок медленно отводит руки назад, ловя мяч для крикета, чтобы увеличить время, в течение которого высокая скорость движущихся мячей сводится к нулю. Это уменьшает ускорение мяча, и руки полевого игрока не травмируются.
б. Если мы прикладываем больше усилий при вращении педалей на велосипеде, он ускоряется с большей скоростью.

3. Применение третьего закона Ньютона
а. Летящая в небе птица толкает воздух крыльями вниз. Воздух оказывает равную и направленную вверх силу, из-за чего птица поднимается.
б. Когда человек плавает в пруду, он толкает воду назад и вниз. В то же время вода оказывает на человека поступательную силу, которая помогает ему плавать и плавать в воде.

Решенные задачи на основе законов движения Ньютона

Q.1. Тело, движущееся с постоянной скоростью, останавливается через \(0,25\;{\rm{s}}\) под действием силы \(200\;{\rm{N}}\). Вычислите начальный импульс тела.
Sol: Дано время, необходимое для остановки тела, \(t = 0,25\;{\rm{s}}\)
Сила, приложенная к телу, \(F = 200\;{\rm{ N}}\)
Согласно второму закону движения Ньютона скорость изменения количества движения прямо пропорциональна приложенной неуравновешенной силе.
\(F = \frac{{{\rho _f} – {\rho _i}}}{t}\)
Где \({\rho _f}\) – конечный импульс, равный нулю, и \({\rho _i}\) – начальный импульс тела.
Следовательно, начальный импульс тела будет равен 9{ – 1}}\)

Q.2. Сила \(15\;{\rm{N}}\) действует на тело массой \({\rm{0}}{\rm{.5}}\;{\rm{кг}}{ \rm{.}}\) Найдите ускорение тела.
Sol: Дана сила, действующая на тело, \(F = 115\;{\rm{N}}\)
Масса тела, \(m = 0,5\;{\rm{кг} }\)
Мы знаем, что сила есть произведение массы на ускорение.
Следовательно, ускорение тела будет равно
\(a = \frac{F}{m}\)
\( \Rightarrow a = \frac{{15}}{{0,5}} = 30\; {\rm{m}}\,{{\rm{s}}^{ – 2}}\)

Основываясь на законе движения Ньютона, мы можем заключить, что каждый объект продолжает находиться в состоянии покоя или движения, если на него не действует ненулевая сила. Сила, приложенная к данной массе, прямо пропорциональна ускорению объекта. Когда одно тело действует на другое тело с силой, то оно также испытывает реакцию такой же величины, но противоположную по направлению.

Часто задаваемые вопросы о законах движения Ньютона

Q.1. В каком случае законы движения Ньютона не действуют?
Ответ: 1. Согласно второму закону Ньютона скорость изменения количества движения пропорциональна приложенной силе, когда масса объекта постоянна. Итак, когда объект приближается к скорости света, его масса изменяется, и он не подчиняется второму закону Ньютона.
2. Законы движения Ньютона неприменимы в неинерциальной системе отсчета.

Q.2. Для чего используются законы движения Ньютона?
Ответ: Законы движения Ньютона обеспечивают связь между движением объекта и приложенной силой. Эти три закона описывают, какая сила необходима для изменения состояния объекта, скорости и направления движения объекта. Законы движения Ньютона также объясняют природу силы, необходимой для изменения существующего состояния объекта.

Q.3. Что такое первый закон движения Ньютона?
Ответ: Первый закон движения Ньютона гласит, что объект остается в состоянии покоя или равномерного движения по прямой линии, если он не вынужден изменить это состояние под действием приложенной неуравновешенной силы.

Q.4. Как называются три закона движения?
Ответ: Сэр Исаак Ньютон открыл три закона движения. Первый закон движения также известен как закон инерции. Второй закон движения гласит, что скорость изменения импульса прямо пропорциональна приложенной неуравновешенной силе. Третий закон движения Ньютона также известен как закон действия и противодействия.

Q.5. Почему важны законы движения Ньютона?
Ответ: Законы движения Ньютона применимы ко всем нашим повседневным действиям. Эти законы объясняют, почему объект не может двигаться или останавливаться сам по себе. Эти законы важны, поскольку они связывают движение объекта с приложенной к нему силой и ускорением объекта.

Мы надеемся, что эта статья о законах движения Ньютона помогла вам. Оставьте свои запросы в разделе комментариев ниже на случай, если вы застряли. Мы свяжемся с вами в ближайшее время.

Законы движения Ньютона: подробный анализ

Сэр Исаак Ньютон считается одной из самых знаковых фигур в области физики. Его идеи оказались чрезвычайно полезными при изучении современной физики и легли в ее основу. Он преуспел в области математики, астрономии и был изобретателем исчисления. Одна из его определяющих работ – три закона движения. Законы движения Ньютона объясняют движение массивных тел и их взаимодействие. Эти законы были настолько влиятельны, что полностью произвели революцию в физике. Давайте узнаем все, что можно узнать об этих законах, в том числе Законы движения Ньютона формула .

Первый закон движения Ньютона

Первый из законов движения Ньютона гласит, что движущийся объект должен продолжать оставаться в этом состоянии, если на него не действует внешняя сила. Кроме того, если объект находится в состоянии покоя, это состояние будет продолжаться до тех пор, пока на него не воздействует сила. Этот конкретный закон также известен физикам как закон инерции.

Согласно этому закону поведение объекта очень предсказуемо. Рассмотрим мяч в положении покоя на столе. Направление движущегося объекта не изменится, если на это не повлияет сила.

Если человек скользит по блоку, лежащему на столе, он скорее остановится, чем будет продолжаться вечно. Причиной этого является сила трения о стол, которая уменьшает и в конечном итоге останавливает движение.

Второй закон движения Ньютона

Второй из законов движения Ньютона гласит, что когда на объект действует сила, это приводит к ускорению объекта. Согласно этому закону, чем больше масса тела, тем больше должна быть сила, необходимая для ускорения. Выражение этого закона может иметь место как сила = масса x ускорение или:

F = m * a

Эта формула широко используется в инженерии, физике и классической механике. Это потому, что он выполняет роль прямого перевода между ускорением и силой, воздействующей на конкретный объект. Применение этой формулы имеет место в различных контекстах в большой части классической механики.

Третий закон движения Ньютона

Третий из законов движения Ньютона гласит, что на каждое действие результатом будет реакция, которая будет равной и противоположной.

Это означает, что если надавить на объект, он оттолкнется от силы, которая его толкает. Хорошим примером здесь может быть человек, просто стоящий на земле. Человек, стоящий на земле, давит на Землю. Этот толчок имеет ту же величину, что Земля отталкивает человека.

Выражение третьего закона Ньютона можно получить, проанализировав два тела, А и В. Считайте, что эти тела взаимодействуют. В таком случае FA можно было бы определить как силу, приложение которой происходит к телу A телом B. Также FB можно определить как силу, приложение которой к телу B телом A. Эти силы будут противоположны, поскольку направление обеспокоенный. Однако, что касается величины, они будут равны. Их математическое выражение таково:

F B = – F A

or

F A + F B = 0

Conclusion

Sir Исаак Ньютон, легендарный физик, выдвинул концепцию трех законов движения. Законы движения Ньютона произвели революцию в области физики, о которой ранее не слышали. Согласно первому закону движущееся тело остается в движении, если на него не действует внешняя сила. Второй закон гласит, что когда на объект действует сила, это приводит к ускорению объекта. Согласно третьему закону, на каждое действие есть равное и противоположное противодействие.