Кратко второй закон ньютона: 1.8. Второй закон Ньютона

2. Современная трактовка законов Ньютона. Законы Ньютона

Первый закон Ньютона: всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние. Стремление тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью. Поэтому первый закон Ньютона называют также законом инерции.

Механическое движение относительно, и его характер зависит от системы отсчета. Первый закон Ньютона выполняется не во всякой системе отсчета, а те системы, по отношению к которым он выполняется, называются инерциальнымисистемами отсчета, относительно которых материальная точка, свободная от внешних воздействий, либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно. Первый закон Ньютона утверждает существование инерциальных систем отсчета.

Второй закон Ньютона — основной закон динамики поступательного движения — от­вечает на вопрос, как изменяется механическое движение материальной точки (тела) под действием приложенных к ней сил.

а = kF/m

Ускорение, приобретаемое материальной точкой (телом), пропорционально вызывающей его силе, совпадает с нею по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки (тела).

В СИ коэффициент пропорциональности k= 1. Тогда

или

Векторная величина, численно равная произведению массы материальной точки на ее скорость и имеющая направление скорости, называется

импульсом (количеством движения) этой материаль­ной точки.

– уравнением движения материальной точки.

Это выражение — более общая формулировка второго закона Ньютона: скорость изме­нения импульса материальной точки равна действующей на нее силе. Второй закон Ньютона справедлив только в инерциальных системах отсчета.

Третий зако­н Ньютона: всякое действие материальных точек (тел) друг на друга носит 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 = – F₂₁,

где F₁₂ — сила, действующая на первую материальную точку со стороны второй;

F₂₁ — сила, действующая на вторую материальную точку со стороны первой. 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.

З-ны Ньютона(кратко):

1.Сумма всех сил действующих на тело равна нулю.

2.Тело движется с ускорением ,которое сообщается ему всеми силами, действующими на тело. F=ma

3.Два тела действуют друг на друга с силами равными по величине и противоположными по направлению.

II закон Ньютона | Презентация к уроку по физике (9 класс) по теме:

“Второй закон Ньютона”

Дидактическая цель: Создать условия для включения опыта учащихся в процесс усвоения знаний по установлению зависимости между ускорением и равнодействующей сил, действующих на данное тело согласно логике познания, выраженной в принципе цикличности.

Тип урока: усвоения новых знаний.

Цели по содержанию урока:

Образовательная – сформировать представления об основном законе “Динамики”, помочь учащимся осмыслить практическую значимость, полезность приобретаемых знаний и умений.

Развивающая – создать условия для развития исследовательских и творческих навыков; установить причинно-следственные связи между ускорением и 

а) равнодействующей сил
б) массой тела в ходе практической работы.

Воспитательная – способствовать пониманию развития, познания мира, взаимосвязи процессов, понятий и явлений через описание реальных ситуаций; способствовать формированию культуры межличностного общения на примере умения слушать друг друга, высказывать свою точку зрения.

Форма организации познавательной деятельности: фронтальная, парная, групповая, индивидуальная.

Средства обучения: интерактивное оборудование, компьютерная презентация, карточки с заданиями.

Методы: репродуктивный, частично-поисковый.

Педагогическая технология: проблемного обучения.

Мотивация и целеполагание.

Эпиграфы к уроку: Слайд 1

“Сделал, что мог, пусть другие сделают лучше”.

“Не знаю, чем я могу казаться миру, но самому себе я кажусь мальчиком, играющим у моря, которому удалось найти более красивый камешек, чем другие: но океан неизвестного лежит передо мной”.  (И. Ньютон)

Учитель: Как вы думаете, каков смысл данных слов, что хотел ими сказать учёный?

Ученики: Выдвигают свои мысли.

Вывод: По мнению Ньютона, законы были открыты “играючи”. Просто  необходимо было более внимательно отнестись к окружающему миру, полному неизведанного. Нужно уметь не только смотреть, но и видеть, замечать.

Тема сегодняшнего урока: «Второй закон Ньютона» Слайд 2

На прошлом уроке мы познакомились с первым законом Ньютона, разобрались с понятиями инерция и инерциальные системы отсчета. Сейчас вам предстоит ответить на вопросы блиц-опроса по домашнему заданию.

Слайд 3

Изучая равноускоренное движение тел, мы отвечали на вопрос “как”? Мы описывали это движение с помощью формул, графиков. Но мы с вами не задавались вопросом “почему”? Почему так, а не иначе движется тело, т.е. что является причиной возникновения ускорения. Слайд 4

1. На экране две легкоподвижные тележки. На одной из них закреплена упругая пластина. Пластина изогнута и связана нитью. Тележка находится в состоянии покоя относительно стола. Начнет ли тележка двигаться, если пластина выпрямится?

Как вы думаете, все ли предложенные вами варианты поведения тележки реальны? Почему?

Из курса физики 7 класса вам известно, что тело меняет скорость, если на него действуют другие тела с некоторой силой. Слайд 5

Учитель проводит эксперимент, пережигая нить, удерживающую упругую пластину. Делается вывод о том, что если нет взаимодействия – нет и изменения скорости тела.

Слайд 6

2. Если со стороны изогнутой пластины поставить вторую такую же тележку и пережечь нить. Что может произойти? Дети озвучивают свои предположения. Учитель «запускает» виртуальный эксперимент по предположению детей

Слайд 7

Во втором эксперименте мы наблюдали, что оба тела действовали друг на друга – они взаимодействовали и результатом этого взаимодействия стало изменение скорости тел (сообщение телам ускорений).

Слайд  8

Количественную меру действия тел друг на друга, в результате которого тела получают ускорения (т. е. изменяют свою скорость), называют силой.  

Сила определяется: модулем, направлением, точкой приложения.

В реальных условиях на тело действует не одна сила, а несколько. Ускорение телу сообщает равнодействующая этих сил, которая равна их геометрической сумме.

Ускорение, которое сообщает равнодействующая сил, всегда направлено в сторону действия результирующей (равнодействующей) силы.

Слайд 9

Небольшой видеоролик (Приложение 1) о движении тела под действием равнодействующей сил.

Слайд 10

На слайде несколько иллюстраций, на которых показаны направления и точки приложения сил, действующих на тела. Из курса физики 7 класса учащиеся уже знакомы с этими силами.

Возникает закономерный вопрос: «А связаны ли каким-либо образом ускорение тела с действующей на него силой?»

 Ученики: – от силы, действующей на тело

от массы тела

от рода поверхности и т.д.

Слайд 11

Цель урока: Установить зависимость ускорения от других известных нам физических величин.

Проведём экспериментальное исследование. (Или Слайд 12)

Проверим справедливость этих соотношений Слайд 13

Слайд 14

Учитель: Мы получили, что ускорение прямо пропорционально силе, действующей на тело, и обратно пропорционально массе тела?

a = F/m

Скажите, ребята, в этой формуле, формулировке ничто вас не смущает? А одна ли сила действует на тело? На тело, как правило, в природе действует несколько сил.

Учитель: Значит зависимость, которую мы установили верна, только в формуле a=F/m будем понимать под F равнодействующую всех сил: Слайд 15 Это дало И. Ньютону основание в 1687 г. утверждать, что ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе. Это ещё один закон “Динамики”. Законы “Динамики” составили фундамент классической механики, и были сформулированы Ньютоном в книге “Математические начала натуральной философии” (портрет Ньютона на доску)

Учитель: Вспомним цель урока, достигли ли мы её?

Слайд 16 какие величины мы можем выразить из 2 закона Ньютона?

Слайд 17 Каковы границы применимости 2-го закона Ньютона?

макроскопическое тело;

модель – материальная точка;

инерциальная система отсчёта.

Поэтому 1-й закон Ньютона определяет область применения 2-го закона. Слайд 18

Причина ускорения – сила. Отсюда следует, что векторы ускорения и силы всегда сонаправлены. Слайд 19

Учитель: А как направлены векторы силы и скорости?

Для закрепления нового материала заполните пропуски Слайд 20

Слайд 21 Тест Выполнение теста достижений 

Уч-ль: Поменялись тетрадями в паре, проверяем.

Кто не сделал ни одной ошибки? (ответы теста на доске)

5. Домашнее задание

Параграф 11 учебника

7. Рефлексия

Мы с вами прошли за 1 урок длинный путь познания человечества.

Что было изучено на уроке? Какая была основная цель? Достигли ли мы её? На все ли вопросы мы получили ответы?

И.Ньютон был признан при жизни, его авторитет был непререкаем. Однако это было не всегда так.

Биографы Ньютона рассказывают, что первое время в школе он учился очень посредственно. И вот однажды его обидел лучший ученик в классе. Ньютон решил, что самая страшная месть для обидчика – отнять у него место первого ученика. Дремавшие в Ньютоне способности проснулись, и он с лёгкостью затмил своего соперника. Разбуженного джина познания нельзя снова спрятать в тёмную заплесневелую бутылку. С того счастливого для науки эпизода начался процесс превращения скромного английского школьника в великого учёного.

1.6: Второй закон Ньютона – Технические LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

ID Page

51376

• Jacob Moore & Antormors
• Университет штата Пенсильвания Мон -Альто через Mechanics Map

Поступательное движение:

Второй закон Ньютона гласит: “Когда результирующая сила действует на любое тело с массой, она производит ускорение этого тела. Суммарная сила будет равна массе тела, умноженной на ускорение тела. тело.”

\[ \vec{F} \, = \, m \vec{a}\]

Вы заметите, что сила и ускорение в приведенном выше уравнении отмечены стрелкой над ними. Это означает, что они являются векторными величинами, имеющими как величину, так и направление. Масса, с другой стороны, есть скалярная величина, имеющая только величину. Основываясь на приведенном выше уравнении, вы можете сделать вывод, что величина чистой силы, действующей на тело, будет равна массе тела, умноженной на величину ускорения, и что направление чистой силы, действующей на тело, будет равно в направлении ускорения тела.

Вращательное движение:

Второй закон Ньютона также применим к моментам и скоростям вращения. Пересмотренная версия уравнения второго закона гласит, что суммарный момент, действующий на объект, будет равен моменту инерции массы тела относительно оси вращения (\(I\)) умноженному на угловое ускорение тела.

\[ \vec{M} \, = \, I * \vec{\alpha}\]

Вы должны снова заметить, что над моментом и угловым ускорением тела стоят стрелки, указывающие на то, что они являются векторными величины, имеющие как величину, так и направление. Массовый момент инерции, с другой стороны, является скалярной величиной, имеющей только величину. Величина чистого момента будет равна произведению момента инерции массы на величину углового ускорения, а направление чистого момента будет равно направлению углового ускорения.

Видеолекция по этому разделу, прочитанная доктором Джейкобом Муром. Источник YouTube: https://youtu.be/3PF2uNGW7Dw .

---

Эта страница под названием 1.6: Второй закон Ньютона распространяется в соответствии с лицензией CC BY-SA 4.0 и была создана, изменена и/или курирована Джейкобом Муром и участниками (Mechanics Map) посредством исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами. платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   Джейкоб Мур и авторы

   Лицензия

   CC BY-SA

   Версия лицензии

   4,0

   Показать оглавление

   нет

2. Теги

   1. источник@http://mechanicsmap. psu.edu

Второй закон Ньютона

Второй закон Ньютона гласит, что когда на частицу действует сила, эта сила равна произведению массы на ускорение.

Где:

F вектор силы, действующей на частицу

m – масса частицы

a — ускорение частицы относительно инерциальной системы отсчета (земли) в направлении действия силы (это тоже вектор)

Мы также можем написать второй закон Ньютона для системы частиц:

Где:

ΣF _вн — векторная сумма внешних сил, действующих на систему частиц. Эту сумму иногда называют чистой внешней силой.

m – полная масса системы частиц

a _G — ускорение центра масс системы частиц относительно инерциальной системы отсчета (земли). Это ускорение представляет собой вектор, указывающий в том же направлении, что и результирующая внешняя сила.

Обратите внимание, что нет ограничений на способ соединения системы частиц. В результате приведенное выше уравнение также будет верным для твердого тела, деформируемого тела, жидкости или газовой системы.

Приведенное выше уравнение можно доказать следующим образом.

Определите следующее, как показано на рисунке ниже:

Пусть XYZ представляет собой инерциальную систему отсчета.

Пусть точка G представляет собой центр масс системы частиц, представленный красной точкой (показан ниже).

Пусть F _i,ext представляют собой внешнюю силу (вектор), действующую на частицу

i . Внешняя сила – это сила, действующая «извне» на частицу. Это связано с «внешним» контактом, например, с другим объектом, который не считается частью системы частиц.

Пусть F _i,int представляет собой внутреннюю силу (вектор), действующую на частицу i . Внутренняя сила действует внутри и возникает из-за контакта с другими частицами в системе. Внутренние силы проявляются в системе частиц равными и противоположными парами (по третьему закону Ньютона).

Пусть m _i представляют массу частицы i .

Пусть

a _i представляют ускорение частицы i относительно инерциальной системы отсчета (земли). Это ускорение является вектором.

Для каждой частицы i в системе можно написать

Если мы просуммируем это уравнение для каждой частицы в системе, мы получим

где n количество частиц в системе.

В левой части приведенного выше уравнения все внутренние силы компенсируются (поскольку они равны и противоположны). Это оставляет нам только внешние силы, действующие на систему частиц. Таким образом, мы имеем,

Правую часть этого уравнения можно заменить на общую массу всех частиц в системе, умноженную на ускорение центра масс. Поэтому,

Это результат, который мы решили доказать.