Первый закон ньютона описывает: Что такое первый закон Ньютона? (статья) - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

«О чем Первый закон Ньютона, что он описывает?» — Яндекс Кью

Основные понятия.Первий закон Ньютона

Формулируя свой аксиомы, Ньютон стремился описать «истинное» движение тел, т.е. их движение по отношению к абсолютному пространству. Однако в современной физике свойства пространства считаются зависящими от выбора системы отсчёта. Из всевозможных систем выберем те, в которых пространство и время обладают свойствами симметрий (пространство – однородно и изотропно, а время – однородно).

Именно относительно систем отсчёта (а не абсолютного пространства) мы будем рассматривать в дальнейшем все движения, совершаемые телами.
Первое, что нас будет интересовать, – это характер движения изолированной материальной точки, т.е. тела бесконечно удалённого от всех остальных тел.
Согласно первому закону Ньютона, любое тело сохраняет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока оно остаётся изолированным..
Это уже закон инерций. Поскольку он справедлив в рассматриваемых системах отсчёта, их называют инерциальными.
Формулируя свой первый закон, Ньютон ссылался на труды Галилея, хотя, судя по начальным наброскам, наибольшее влияние на него оказали работы Декарта. Ведь именно он впервые дал правильную трактовку явлений инерции и сформулировал данный закон.

В соответствии с законом инерции изолированное тело способно находится лишь в одном из двух следующих состояний: оно может либо покоиться, либо двигаться равномерно и прямолинейно, т.

е. с постоянной скоростью V. Объединяет эти оба два случая то, что ускорение тела равно нулю.
Строго говоря, изолированных тел в природе не существует. Поэтому первый закон Ньютона описывает не реальную, а воображаемую ситуацию и должен пониматься так: ускорение любой частицы убывает по мере удаления от неё окружающих тел.
Подчеркнём, что это имеет место лишь в инерциальных системах отсчета. В неинерциальных системах отсчёта, пространства и время в которых не обладают свойствами симметрий, любому первоначально покоящемуся изолированному телу ничто не мешает уже в следующий момент времени прийти в движение, вдоль какого либо направления. (Ведь в таких системах отсчета пространство не изотропно, и поэтому в нем существуют выделение направления, вдоль которых может начаться движение.)
При этом тело, движущееся с некоторой начальной скоростью, может без каких бы то ни было причин остановится в одной или другой точке. Такие точки в неоднородном пространстве уже не равноправны.

И наоборот, в инерциальных системах отсчёта первоначально покоящееся изолированное тело так и будет продолжать покоится, а имеющее начальную скорость – продолжать неограниченно движение по инерций. По этой причине данные системы отсчёта и называются инерциальными.
Первый закон Ньютона – существуют такие системы отсчёта, относительно которых поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость постоянной, если на них не действуют другие тела или действие других тел компенсируется.
Инерциальная система отсчёта – это система отсчёта, относительно которой свободная материальная точка, не подверженная действию других тел, движется равномерно и прямолинейно.
Принцип относительности Галилея – все механические явления в различных инерциальных системах отсчёта протекают одинаково. Это означает, что никакими механическими опытами проводимыми в данной инерциальной системе отсчёта невозможно установить покоится она или движется равномерно прямолинейно. Принцип Галилея справедлив при движении систем отсчёта со скоростью малой по сравнению со скоростью света.

Масса – физическая величина, являющаяся мерой инерционных свойств тела называется инертной массой этого тела. В этом смысле масса выступает как свойство тел не поддаваться изменению скорости как по величине, так и по направлению.
Сила – векторная величина, являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел или полей, в результате которого тело приобретает ускорение или изменяет свою форму и размеры (деформируется). В каждый момент времени сила характеризуется величиной, направлением в пространстве и точкой приложения.

Законы Ньютона – Физические науки

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

Цели обучения

Дайте определение первому закону движения

Ключевые выводы

Ключевые моменты

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 движущееся тело 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 движения тяжелого тела труднее, чем изменить направление движения более легкого тела.

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.

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.

Примеры

Если вы катаетесь на коньках и отталкиваетесь от края катка, согласно первому закону Ньютона вы продолжите движение 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

Ключевые выводы

Ключевые моменты

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 [латекс]\текст{р}[/латекс], является произведением массы [латекс]\текст{м}[/латекс] и скорости [латекс]\текст{v}[/латекс]: [ латекс]\текст{р}=\текст{мв}[/латекс].
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 видеть, что второй закон движения — это то, откуда возникает взаимосвязь между силой и ускорением.

Ключевые термины

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).

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:

[латекс]\текст{р}=\текст{мв}[/латекс]

где, [латекс]\текст{р} = \текст{импульс}[/латекс], [латекс]\текст{м }= \text{масса}[/латекс] и [латекс]\текст{v} = \текст{скорость}[/латекс]. 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.

[латекс]\displaystyle \text{F}=\frac{\text{dp}}{\text{dt}}\\\text{F}=\frac{\text{d}(\text{m }\cdot \text{v})}{\text{dt}}[/latex]

где F = Сила и t = время. Отсюда мы можем еще больше упростить уравнение:

[латекс]\displaystyle \text{F}=\text{m}\frac{\text{d}(\text{v})}{\text{dt}} \\\text{F}=\text{m} \cdot \text{a}[/latex]

, где [latex]\text{a} = \text{acceleration}[/latex]. 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.