Первый закон ньютона кратко: Что такое первый закон Ньютона? (статья)

5. Законы Ньютона

В основе классической механики лежат законы Ньютона (от­части известные из курса элементарной физики) и система аксиом, представляющих собой определенные знания, накопленные чело­вечеством в области механики.

Законы классической механики определяют наиболее общие I свойства механического движения. Аксиомы отличаются от законов ограниченностью своего содержания. Впрочем, деление основных положений механики на «законы» и «аксиомы» условно.

Здесь мы рассмотрим лишь основные законы классической ме­ханики. Систему аксиом изучим далее в первой части курса. При изложении законов Ньютона будем предполагать, согласно ска­занному выше, существование абсолютно неподвижной координат­ной системы.

Для технических расчетов можно всегда принять, что такой системой является гелиоцентрическая система координат. Однако в большинстве случаев можно допустить, что такой системой являет­ся даже система координат, связанная с Землей.

(Более подробно это рассматривается в динамике относительного движения).

Все законы механики формулируются применительно к движе­нию материальной точки.

Предварительно ознакомимся лишь с законами, составляющими фундамент классической механики.

Первый закон Ньютона

Изолированная материальная точка сохраняет состояние рав­номерного и прямолинейного движения или находится в состоянии покоя.

Под изолированной материальной точкой следует понимать частицу вещества, находящуюся вне воздействий внешнего по отношению к ней мира, или находящуюся в таких условиях, что этими воздействиями можно пренебречь.

Первый закон Ньютона иначе называется законом инерции. Этим законом устанавливается основное свойство реальных тел природы сохранять свое состояние движения, если оно двигалось, и покоя, если находилось в состоянии покоя. Здесь Ньютон, следуя Галилею, отверг воззрение Аристотеля о том, что естест­венным состоянием вещества является состояние покоя.

Свойство изолированной материальной точки сохранять состо­яние равномерного и прямолинейного движения называется

свой­ством инертности. Это свойство будем рассматривать как основ­ное свойство вещества наряду с теми простейшими свойствами, о которых речь шла ранее.

Еще Галилей заметил, что все тела, находя­щиеся в некоторой небольшой области вблизи земной поверхности, падают в пустоте с одинаковым ускорением g. Это ускорение на уровне моря и при 50° широты приближенно равно 9,81 м/сек². При изменении положения тел относительно земной поверхности ускорение g изменяется. Изменяется при этом и вес тела Р. Однако отношение Р/g не зависит от положения тела относительно земной поверхности. Это показывает, что отношение

Р/g характеризует внутренние свойства вещества тела, а именно его гравитацион­ные свойства. Поэтому можно принять, что масса m материальной точки количественно определяется так:

Ряд опытов и наблюдений над взаимодействиями движущихся тел показал, что масса движущейся материальной точки характеризует то основное свойство вещества тел, кото­рое называется инертностью.

Второй закон Ньютона

Равнодействующая двух сил и определяется пo величине и направ­лению диагональю параллелог-рамма, построенного на отрезках, изображающих силы.

У казанное правило сложения двух сил следует рассматривать как аксиому. Эта аксиома называется аксиомой о параллелограм­ме сил. Как известно из аналитической геометрии, правило парал­лелограмма есть частный случай правила сложения векторов — правила многоугольника векторов.

Это правило распространяется на любое количество сил и приводит к правилу многоугольника сил.

Второй закон Ньютона. Первая производная от количества движения по времени равна равнодействующей сил, действующих на точку

. Его можно записать следующим равен­ством

, (в.1)

где — равнодействующая сил, действующих на материальную точку.

Если масса m точки не зависит от времени t, то равенство (в.1) можно представить так:

(в.2)

т. е. произведение массы точки на ее ускорение равно вектору равнодействующей сил, приложенных к точке.

Эта упрощенная формулировка второго закона Ньютона не­применима в механике точки переменной массы и в теории от­носительности.

Второй закон Ньютона устанавливает единство количествен­ного определения сил, приложенных к покоящимся и движущимся телам. Закон установлен на основании многочисленных наблюде­ний и опытов и является объективным законом природы, связы­вающим массу, ускорение точки и силу, к ней приложенную. Все эти величины определяются независимыми измерениями. Поэтому нельзя рассматривать второй закон Ньютона как «опре­деление массы» или «определение силы».

Со вторым законом Ньютона и аксиомой о параллелограмме сил связан закон независимости действия сил. Этот закон, уста­новленный в XVIII—XIX веках, также причисляется к законам классической механики.

Закон независимости действия сил заключается в следующем. Если материальная точка находится под действием системы сил, то каждая сила сообщает точке ускорение, согласно второму за­кону Ньютона, независимо от действия остальных сил.

Третий закон Ньютона

Третий закон Ньютона носит название закона ра­венства действия и противодействия.

Если некоторое тело действует на материальную точку с силой

, то материальная точка действует на это тело с силой , равной по величине и прямо противоположной по направлению силе . Линии действия сил и совпадают.

Сила называется действием, а сила —противодействием. Таким образом, третий закон Ньютона можно кратко сформу­лировать так: действие равно и прямо противоположно по на­правлению противодействию.

Применение законов Ньютона и развитие следствий, вытекающих из этих законов, составляют основную часть содержания курса теоретической механики. Теоретическая механики делится на: кинематику, и кинетику, состоящую из геометрической статики и динамики.

В геометрической статике рассматриваются свойства сил, по­зволяющие, в частности, заменять некоторую систему сил, дей­ствующих на материальную точку или на абсолютно твердое тело, другой системой сил, производящей то же самое механи­ческое действие, которое производит первая система сил. Такие системы сил называются эквивалентными.

Кинематика изучает геометрические свойства механических движений, не рассматривая физических факторов, с которыми связаны эти геометрические свойства, т.

е. независимо от дей­ствия сил. Поэтому кинематику можно назвать «геометрией движения».

Наконец, динамика изучает наиболее общие свойства механи­ческих движений, а именно те свойства, в которых выявляется внутренняя связь геометрических свойств механических движений и свойств сил, отклоняющих движение точек системы от равно­мерного и прямолинейного движения.

Раздел первый КИНЕМАТИКА

————————————————————————–

Краткий конспект подготовки к ЗНО по физике №5 “Основы динамики. Законы Ньютона”

Войти

Авторизация

Имя пользователя

Пароль *

Запомнить меня

• Забыли ваш пароль?
• Забыли имя пользователя?

Подготовка к ЗНО. Физика.
Конспект 5. Основы динамики. Законы Ньютона.

 

Тема: Динамика

 

1. Законы Ньютона
Определение. Динамика – раздел механики, изучающий движение, исходя из его причин (действия силы).
Законы Ньютона:

1) Первый закон Ньютона – существуют инерциальные системы отсчета.
Определение. Инерциальные системы отсчета (ИСО) – СО, в которых тело движется равномерно прямолинейно или покоится, если на него не действуют силы или действие сил скомпенсировано.
Определение. Инерция – свойство тел сохранять состояние покоя или равномерного движения при условии, что взаимодействии этого тела с другими телами нет (или они незначительны).
Определение. Сила () – векторная величина, количественная мера взаимодействия тел (определяется точкой приложения, значением и направлением).

2) Второй закон Ньютона – ускорение, которое получает тело при движении в ИСО, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально массе тела.
 – второй закон Ньютона
 – следствие из второго закона Ньютона
Определение. Масса (m,[m]=кг) – мера инертности тела.
Определение. Инертность – свойство тел по-разному изменять свою скорость под действием одной и той же силы (большая инертность у того, у кого изменение скорости меньше за единицу времени). Это свойство всех тел оказывать “сопротивление” при любых попытках изменить его скорость, как по модулю, так и по направлению.

Сложение сил:
Действие на тело нескольких сил, можно заменить действием одной силы – равнодействующей силы  (суммарной, общей, итоговой).
 – равнодействующая сила, Н
Векторную сумму сил на практике заменяют алгебраической суммой проекций сил на оси координат. Оси координат желательно направить так, чтобы одна из них была вдоль ускорения тела, и чтобы как можно больше сил было направлено вдоль этих осей (это не изменит результата решения, но значительно его упростит).
3) Третий закон Ньютона – тела действуют друг на друга с силами равными по модулю и противоположными по направлению (сила действия равна силе противодействия).
 – третий закон Ньютона

Типы взаимодействий тел:
– гравитационное;
– электромагнитное;
– слабое;
– сильное.

Online-тест подготовки к ЗНО по физике №6 “Основы динамики. Законы Ньютона”

 

смотреть все видео >>

События

Новости

С наступающим Новым годом!

28.12.2016

Поздравляем всех посетителей нашего сайта с наступающими праздниками!От всего нашего коллектива желаем в Новом году свежих впечатлений, новых знаний, приятного…

Подробнее…

З Днем учителя!

30. 09.2016

Колектив Освітнього порталу “Внешколы” щиро вітає усіх освітян з Днем учителя! Шановні учителі, дякуємо Вам за вашу важливу і складну…

Подробнее…

Топ-10

ТОП-10 лучших школ Харькова по результатам ЗНО-2014

03.10.2014

Постмайданное образование Вот уже в четвёртый раз мы составляем рейтинг школ Харькова по результатам сдачи внешнего независимого оценивания (ВНО или…

Подробнее…

партнеры

Эксперимент по первому закону Ньютона –

Эксперимент | Физика и физические науки

Не пугайтесь научных законов. Это простые правила, которые рассказывают, как работает Вселенная. Эксперимент с первым законом движения Ньютона показывает, насколько он прост.

 

Большинство людей помнят сэра Исаака Ньютона как человека, впервые объяснившего гравитацию. Ньютон также дал нам свои три закона движения. Первый закон движения Ньютона утверждает, что объектов в состоянии покоя имеют тенденцию оставаться в покое, а объекты в движении имеют тенденцию оставаться в движении с той же скоростью и в том же направлении, если на них не действует внешняя сила . Это иногда называют Законом инерции .

Инерция  – это сопротивление объекта изменению его состояния движения, будь то в состоянии покоя или в движении. Объекты сохраняют свою инерцию, если на них не действует сила. Силу можно применять разными способами.

Проведите этот простой эксперимент, чтобы проверить первый закон движения Ньютона. Это поможет вам и вашим ученикам получить хорошее представление о том, что такое Закон Инерции и как приложенная сила, сила трения и сила тяжести влияют на объекты.

Связанная запись: Эксперимент с атмосферным давлением

Эксперимент

Все, что вам понадобится для этого эксперимента:

• монета
• стакан
• открытка

Что случилось?

В первой части эксперимента и карточка для заметок, и монета в состоянии покоя обладали определенной инерцией. Затем к карточке прикладывали силу, заставляя ее двигаться. Сила преодолела инерцию карты. Эта приложенная сила была рукой, схватившей и потянувшей записную карточку. Рука не коснулась монеты, но монета все еще двигалась вместе с карточкой.

В соответствии с учебным планом Апологии по физике, « Трение  — это сила, возникающая в результате трения поверхностей друг о друга». Сила трения между карточкой для банкнот и монетой действовала на монету, и эта сила заставляла монету двигаться вместе с карточкой для банкнот. Монета осталась бы в покое, если бы к ней не прикладывалась сила трения.

Во второй части эксперимента монета не двигалась вместе с карточкой. На самом деле, когда карточка для банкнот была быстро извлечена из-под монеты, на монету подействовала сила тяжести, заставившая ее упасть в стакан. Скорость приложенной силы, которая двигала карту, превышала силу трения между картой для банкнот и монетой, поэтому монета не двигалась за счет силы трения. Однако инерция монеты была преодолена силой гравитация.

Проведите этот простой эксперимент со своими детьми. Это интересный способ сделать сложную звучащую концепцию легкой для понимания.

 

• Пинтерест
• Фейсбук
• Электронная почтаhttps://thehomeschoolscientist.com/wp-admin/admin.php?page=socialsnap-settings#
• Копировать ссылку
• смс
• Более

Почтовые теги: #эксперимент#физика#ресурс

Похожие сообщения

Краткая история законов Ньютона

Греческий философ Аристотель долгие годы доминировал в научном мышлении. Его взгляды на движение были широко приняты, потому что они, казалось, подтверждали то, что люди наблюдали в природе. Например, Аристотель считал, что вес влияет на падающие предметы. Он утверждал, что более тяжелый объект достигнет земли быстрее, чем более легкий объект, упавший в то же время с той же высоты. Он также отверг понятие инерции, утверждая вместо этого, что сила должна постоянно прикладываться, чтобы что-то двигалось. Обе эти концепции были ошибочными, но потребовались многие годы и несколько смелых мыслителей, чтобы их опровергнуть.

Первый большой удар по идеям Аристотеля был нанесен в 16 веке, когда Николай Коперник опубликовал свою солнцецентричную модель Вселенной. Аристотель предположил, что Солнце, Луна и планеты вращаются вокруг Земли на множестве небесных сфер. Коперник предположил, что планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца, а не Земли. Хотя гелиоцентрическая космология, описанная Коперником, не является предметом механики как таковой, она выявила уязвимость науки Аристотеля.

Реклама

Галилео Галилей был следующим, кто бросил вызов идеям греческого философа. Галилей провел два ставших уже классическими эксперимента, которые задали тон и направление всей последующей научной работе. В первом эксперименте он сбросил пушечное и мушкетное ядра с Пизанской башни. Аристотелевская теория предсказывала, что пушечное ядро, гораздо более массивное, упадет быстрее и первым ударится о землю. Но Галилей обнаружил, что оба объекта падали с одинаковой скоростью и ударялись о землю примерно в одно и то же время.

Некоторые историки сомневаются, что Галилей когда-либо проводил Пизанский эксперимент, но он провел за ним второй этап работы, хорошо задокументированный. В этих экспериментах бронзовые шарики разных размеров катились по наклонной деревянной плоскости. Галилей зафиксировал, как далеко мяч укатится за каждый интервал в одну секунду. Он обнаружил, что размер шара не имеет значения — скорость его спуска по пандусу остается постоянной. Из этого он сделал вывод, что свободно падающие объекты испытывают равномерное ускорение независимо от массы, если можно свести к минимуму внешние силы, такие как сопротивление воздуха и трение.

Но именно Рене Декарт, великий французский философ, добавил новую глубину и измерение движению по инерции. В своих «Принципах философии» Декарт предложил три закона природы. Первый закон гласит, что «каждая вещь, насколько это в ее силах, всегда остается в одном и том же состоянии и, следовательно, когда она однажды движима, она всегда продолжает двигаться». Второй утверждает, что «все движение само по себе происходит по прямым линиям». Это первый закон Ньютона, четко изложенный в книге, опубликованной в 1644 году, когда Ньютон был еще новорожденным!

Очевидно, что Исаак Ньютон изучал Декарта. Он нашел хорошее применение этому обучению, когда в одиночку открыл современную эру научного мышления. Работа Ньютона в области математики привела к интегральному и дифференциальному исчислению. Его работа в области оптики привела к созданию первого телескопа-рефлектора. И все же его самый известный вклад пришел в виде трех относительно простых законов, которые можно было использовать с большой предсказательной силой для описания движения объектов на Земле и в небе.