Сформулируйте закон инерции первый закон ньютона: Сформулируйте закон инерции (первый закон Ньютона)

Содержание

Решение задач по теме “Законы Ньютона”. 9-й класс

Цели урока:

  • Образовательные: повторение законов Ньютона, закрепление и применение полученных знаний для решения качественных и количественных задач и проведения экспериментов по данной теме.
  • Развивающие: развитие умений проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы, анализировать результаты экспериментов и делать соответствующие выводы; развитие умений быстро соображать и находить правильное решение.
  • Воспитательные: воспитать любознательность, внимательность, усидчивость; содействовать формированию у школьников основных способов групповой работы.

План проведения урока

  • Организационный момент
  • Актуализация знаний
  • Повторение
  • Закрепление ранее полученных знаний
  • Рефлексия
  • Домашнее задание

Оборудование: Легкоподвижные тележки с магнитами, демонстрационные динамометры, лабораторные динамометры, стаканы с водой, листки бумаги, монеты.

Информационно-техническое сопровождение урока:

  • Компьютерная презентация
  • Компьютер, мультимедийный проектор, экран.
  • Тест – Приложение 1.

ХОД УРОКА

1) Организационный момент

Здравствуйте ребята! Садитесь!

2) Актуализация знаний учащихся

Внимательно посмотрите на экран и сформулируйте тему урока.

Слайд 1

Учащиеся отвечают «Законы Ньютона». Да! Действительно сегодня на уроке мы повторим законы Ньютона, а затем перейдем к решению задач и проведению экспериментов по этой теме. Сколько законов вы знаете? Учащиеся отвечают « Три закона Ньютона».

Слайд 2

3) Повторение

Устная проверка знаний полученных на прошлых занятиях.

Фронтальный опрос по вопросам

Вопросы:

1. Сформулируйте первый закон Ньютона.
2. Каково значение первого закона Ньютона?
3.Какие системы отсчета называются инерциальными?
4. Приведите примеры инерциальных систем отсчета.
5. Сформулируйте второй закон Ньютона. Каково его значение?
6. Сформулируйте третий закон Ньютона. Каково его значение?
7. В каких системах отсчета выполняются законы Ньютона?

Слайд 3, Слайд 4, Слайд 5

Тест (по вариантам)

Приложение 1

4) Закрепление ранее полученных знаний, решение качественных и количественных задач. Проведение экспериментов

Учитель. Как объяснить, что бегущий человек, споткнувшись, падает в направлении своего движения, а поскользнувшись, падает в направлении, противоположном направлению своего движения?

Учащиеся. Это явление легко объясняется на основании первого закона Ньютона. Бегущий человек, споткнувшись, падает в направлении своего движения. Потому что при этом ноги человека замедляют движение. А туловище сохраняет по инерции прежнее состояние движения. В то время как ноги начинают скользить вперед быстрее, потому человек падает назад.

Учитель. I закон – закон инерции. Непосредственно подтвердить экспериментально его невозможно, он аксиоматичен. Однако можно объяснить ряд опытов, что является косвенным подтверждением справедливости этого закона.

Слайд 6

Учитель. Положите листок бумаги на край стола. На листок поставьте стакан с водой. Свешивающийся конец листка возьмите в одну руку, а ребром ладони другой руки резко ударьте по нему.

(Учащиеся по группам проводят опыт. При этом листок выдергивается, а стакан остается. )

Учитель. Почему?

Учащиеся. Стакан сохраняет состояние покоя по инерции.

Слайд 7

Учитель. Положите на стакан почтовую открытку, а на открытку положите монету. Ударьте по открытке щелчком как показано на рисунке (Слайд). Почему открытка отлетает, а монета падает в стакан? (Учащиеся по группам проводят этот опыт и делают выводы).

Учащиеся. Монета сохраняет состояние покоя по инерции.

Учитель. Сформулируем проблему: если магнит действует на железо с некоторой силой, то действует ли железо на магнит и, если действует, то с какой силой?

Учащиеся ставят эксперимент.

Эксперимент. Возьмем две тележки и на одной из них закрепляем магнит, а на другой кусок железа. Затем соединяем их с динамометрами.

Учащиеся. Мы увидели, что показания этих приборов совпали. Это означает, что сила, с которой магнит притягивает к себе железо, равна по величине силе, с которой железо притягивает к себе магнит. Эти силы равны по абсолютной величине и противоположны по направлению: сила притяжения к магниту направлена влево, а сила притяжения к железу – вправо. Выполняется третий закон Ньютона.

Задача. Как направленно ускорение самолета, если на него действует 4 силы: по вертикали – сила тяжести = 200кН и подъемная сила 210кН. По горизонтали: сила тяжести мотора 20 кН и сила лобового сопротивления воздуха 10 кН. Чему равна равнодействующая всех сил?

Найдем равнодействующую всех сил, пользуясь правилом параллелограмма: R = R

1 + R2

Модуль силы R вычислим с помощью теоремы Пифагора: Слайд 8

Ответ: Равнодействующая всех сил направлена под углом 450 к горизонту R ~ 1,4 · 104 Н

Самостоятельная работа

Задача 1. Метеорит пролетает около Земли за пределами атмосферы. В тот момент, когда вектор силы гравитационного притяжения Земли перпендикулярен вектору скорости метеорита, вектор ускорения метеорита направлен

  • параллельно вектору скорости
  • по направлению вектора силы
  • по направлению вектора скорости
  • по направлению суммы векторов силы и скорости

Решение. Направление вектора ускорения любого тела всегда совпадает с направлением равнодействующей всех сил, приложенных к телу. За пределами атмосферы на метеорит действует только сила гравитационного притяжения Земли. Поэтому направление вектора ускорения метеорита совпадает с направлением вектора силы гравитационного притяжения Земли.

Ответ: 3

Задача 2. В инерциальной системе отсчета брусок начинает скользить с ускорением вниз по наклонной плоскости.

Модуль равнодействующей сил, действующих на брусок, равен

1) mg
2) ma
3) Fтр
4) N

Решение. Направление вектора ускорения любого тела всегда совпадает с направлением равнодействующей всех сил, приложенных к телу.

Ответ: 2

Задача 3. Установите соответствие между физическими законами и физическими явлениями, которые эти законы описывают.

Физические законы Физические явления
А) 1-й закон Ньютона
Б) 2-й закон Ньютона
В) 3-й закон Ньютона
  1. равенство действия и противодействия
  2. взаимосвязь деформации и силы упругости
  3. условие покоя или равномерного движения
  4. связь силы и ускорения
  5. всемирное тяготение

Ответ:

Задача 4.

На левом рисунке представлен вектор скорости и вектор равнодействующих всех сил, действующих на тело. Какой из четырех векторов на правом рисунке указывает направление вектора ускорения этих тел в инерциальных системах отсчета?

Решение. Согласно второму закону Ньютона ускорение тела и равнодействующая сил имеют одинаковое направление.

Ответ: 2

5) Рефлексия

6) Домашнее задание. § 10-12. Выучить законы Ньютона.

Физика 9 класс Первый закон Ньютона, инерциальные системы отсчета

  Повторение материала с целью актуализация знаний учащихся.                 

 

                                       (фронтальный опрос)

 1 Что называется силой?

                               (предполагаемый ответ)

Силой в механике называют величину, являющуюся мерой взаимодействия тел.  Мы постоянно встречаемся с различными случаями взаимодействия тел друг на друга.

Просто говорят, что на тело действует сила, или к нему приложена сила. Следовательно, силу можно рассматривать как причину изменения скорости движения.

Одно тело может действовать на другое как непосредственным контактом (давление, трение), так и посредством создаваемых телами полей (гравитационное поле, электромагнитное поле).

2 Какой величиной является сила?

                               (предполагаемый ответ)

Сила является векторной величиной, и имеет не только численное значение, но и направление. Обозначается буквой , модуль силы – F. Прямая, вдоль которой направлена сила, называется линией действия силы.

Говоря о силе, действующей на тело, важно указать, к какой точке тела она приложена.

На чертеже силу изображают в виде отрезка прямой со стрелкой на конце. Точка приложения силы – начало отрезка (точка А). Длина отрезка в определенном масштабе обозначает модуль силы. Если речь об абсолютно твердом (недеформируемом) теле, то считается, что сила приложена к любой точке на линии ее действия.

Иное дело – деформируемые тела. Если пальцем надавить на кусок пластилина или ластик, он изменит свою форму (деформируется). Или другой пример –

доска, лежащая на опорах. Доска прогнется, если на нее положить груз, то есть середина доски переместится на большее расстояние, чем ее края.

Итак, результат действия силы на тело зависит от ее модуля, направления и точки приложения. Иными словамисила – векторная величина, которая характеризуется численным значением, направлением в пространстве и точкой приложения.


  3. Сформулируйте первый закон Ньютона.

               (предполагаемый ответ с опытным обоснованием)

Единицей силы в СИ принят ньютон (Н). Один ньютон (1 Н) – это сила, которая за 1 с изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 м/с. Часто на практике применяются килоньютоны (1 кН = 1000 Н) и миллиньютоны (1 мН = 0,001 Н).

Ньютон сформулировал закон инерции, включив его в основу механики в качестве первого из трех законов. Поэтому этот закон называют первым законом Ньютона.

Первый закон механики, или закон инерции был сформулирован Ньютоном следующим образом:

Любое тело удерживается в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока под действием приложенных сил не изменяет это состояние.

 

                         ОПЫТ

Рассмотрим какое-либо покоящееся тело, не обладающее ускорением, а скорость постоянна и равна нулю.

Допустим, это будет шарик, подвешенный на резиновом шнуре. Он находится в покое относительно Земли. Около шарика множество различных тел: шнур, на котором он висит, множество предметов в комнате и других помещениях и, конечно, Земля. Однако, действие всех этих тел на шарик не одинаково. Если, например, убрать мебель в комнате, это не окажет какого-либо влияния на шарик. Но если перерезать шнур, шарик под влиянием Земли начнет падать вниз с ускорением. Но пока шнур не был перерезан, шарик находился в покое.

Этот простой опыт показывает, что из всех тел, окружающих шарик, только два заметно влияют на него: резиновый шнур и Земля. Их совместное влияние и обеспечивает состояние покоя шарика. Стоило устранить одно из этих тел — шнур, и состояние покоя нарушилось. Если бы возможно было убрать Землю, это тоже нарушило бы покой шарика: он стал бы двигаться в противоположном направлении.

Отсюда приходим к выводу, что действия на шарик двух тел — шнура и Земли, компенсируют (уравновешивают) друг друга. Когда говорят, что действия двух или нескольких тел компенсируют друг друга, то это значит, что результат их совместного действия такой же, как если бы этих тел вовсе не было.

Рассмотренный пример, как и другие подобные примеры, позволяют сделать следующий вывод: если действия тел компенсируют друг друга, то тело под влиянием этих тел находится в состоянии покоя.

4 Что называют инерциальными системами отсчета?

                               (предполагаемый ответ)

Однако, как выяснилось со временем, первый закон Ньютона выполняется только в инерциальных системах отсчета. Поэтому с точки зрения современных представлений закон Ньютона формулируют следующим образом:

Системы отсчета, относительно которых свободное тело при компенсации внешних воздействий движется равномерно и прямолинейно, называют инерциальными системами отсчета.

Закон сохранения импульса материальной точки

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ  [c.105]

Мы пришли к закону сохранения импульса материальной точки в отсутствие сил импульс материальной точки сохраняется неизменным по модулю и направлению.  [c.108]

Сформулируйте закон сохранения импульса материальной точки.  [c.112]

Закон сохранения импульса материальной точки. Этот закон следует из теоремы об изменении импульса и читается так если равнодействующая сил, приложенных к материальной точке, равна нулю, вектор импульса тела остается величиной постоянной во все время движения, т. е.  [c.111]


Методическое замечание к понятию импульса. Закон сохранения импульса изолированной материальной точки и форма основного уравнения динамики (9.1) дают возможность логически просто и последовательно ввести понятие силы и второй закон Ньютона, Если импульс тела изучить до законов Ньютона, то закон инерции можно сформулировать как закон сохранения импульса изолированной материальной точки. Далее следует постулировать сохранение импульса в замкнутой системе материальных точек. Взаимодействие в такой системе будет заключаться в передаче импульса от одних точек к другим, а сила, действующая на материальную точку, будет некоторой функцией положения рассматриваемой точки относительно остальных, определяющей скорость передачи импульса рассматриваемой точки от других точек системы. Уравнение (9.1), т. е. второй закон Ньютона, запишется как следствие закона сохранения импульса системы точек импульс, полученный материальной точкой (в единицу времени), равен импульсу, переданному ей другими точками. Анализ процесса обмена импульсом между двумя точками немедленно приводит к следствию — третьему закону Ньютона. Важно, что трактовка силы н второго закона Ньютона в форме (9.1) без каких-либо изменений применима к действию на материальную точку физического поля. В этой трактовке сила есть скорость передачи импульса точке полем, определяющаяся параметрами поля и положением точки в нем. Это значит, что понятие силы находит обобщение за пределами чисто механической концепции взаимодействия (см. 5). Также объясняется ограниченность применения третьего закона Ньютона при наличии полей обмен импульсами может происходить между телом и полем, между телами через поле, но не непосредственно между двумя телами.  [c.112]

Рассуждения, которые привели нас к закону сохранения импульса, целиком опирались на справедливость законов Ньютона. В частности, предполагалось, что материальные точки замкнутой системы взаимодействуют между собой попарно и это взаимодействие подчиняется третьему закону Ньютона. А как обстоит дело в случае систем, не подчиняющихся законам Ньютона, например в системах с электромагнитным излучением  [c.71]


Начнем с закона сохранения импульса. Если скорости материальных точек, образующих замкнутую систему в неподвижной системе координат К, равны  [c.233]

Это уравнение выражает закон сохранения импульса системы материальных точек общий момент импульса системы относительно какой-либо неподвижной оси остается постоянным, если момент внешних сил относительно этой оси равен нулю.  [c.306]

В двух разных инерциальных системах отсчета одна и та же система материальных точек обладает неодинаковым импульсом, отличающимся на постоянную величину. Если же импульс системы материальных точек в одной из систем отсчета остается постоянным, то он остается постоянным и в другой системе отсчета. . Поэтому закон сохранения импульса для замкнутой системы тел справедлив для любой инерциальной системы отсчета.  [c.81]

Запишите второй закон Ньютона для материальной точки и для системы материальных точек. В чем состоит закон сохранения импульса  [c.143]

Мы пришли к закону сохранения импульса системы импульс замкнутой системы материальных точек есть величина постоянная, или, другими словами, в отсутствие внешних сил сумма импульсов всех точек системы остается постоянной, какие бы изменения внутри системы ни происходили. Это значит, что в процессе взаимодействия частицы системы лишь обмениваются импульсами, оставляя полный импульс системы неизменным.  [c.116]

Сформулируйте закон сохранения импульса системы материальных точек. Поясните, какими рассуждениями можно прийти к этому закону. От чего  [c.121]

Известно, что в ньютоновской механике закон сохранения импульса системы материальных точек справедлив для замкнутых систем. Выполняется ли указанный закон в неинерциальных системах отсчета  [c.201]

Наличие законов сохранения импульса, кинетического момента и полной энергии замкнутой системы материальных точек связано с инвариантностью уравнений Ньютона относительно группы преобразований Галилея.  [c.17]

Суммируя ЭТИ уравнения по всем материальным точкам, получим, что в силу закона сохранения импульса  [c.34]

Итак, мы нашли, что в силу закона сохранения импульса центр инерции замкнутой системы материальных точек движется прямолинейно и равномерно со скоростью V (опять в полной аналогии с радиус-вектором одной свободной материальной точки).  [c.37]

Теорема об изменении импульса системы. Закон сохранения импульса. Теоремы для системы материальных точек удобно получать, обобщая рассмотренные ранее соответствующие теоремы для одной материальной точки. Теорему об изменении импульса материальной точки в форме (9. 1) напишем для каждой /-й точки системы, подразделяя силы на внутренние и внешние  [c.135]

Пример 14.1. Применение закона сохранения импульса для вывода уравнения движения материальной точки переменной массы.  [c.140]

Если импульс материальной точки изменяется непрерывно и в некоторой инерциальной системе известна скорость передачи импульса материальной точке извне, то эту скорость передачи импульса, как и в классической механике, можно назвать силой. Если сила задана как функция координат точки пространства, скорости и времени, то, используя выражение для релятивистского импульса (4.5), можно написать равенство, выражающее закон сохранения импульса при передаче его между полем и точкой  [c.283]

Так как измерения, касающиеся светового кванта, осуществляются всегда посредством взаимодействия кванта с материальными телами, то условия (4) и (4 ), которые существенны для непротиворечивого проведения корпускулярных представлений при явлениях интерференции, позволяют, обратно, делать некоторые заключения о материальных телах. Понятие о световых квантах вводится для расчёта обмена энергией и импульсом между светом и материей (веществом). В предположении, что законы сохранения импульса и энергии при этом обмене строго выполняются, —а только этими законами энергия и импульс определяются вообще —мы получаем, как известно, что обмен будет описываться правильно, если  [c.11]


Силы инерции, прикладываемые к какой-то системе материальных точек или тел, всегда являются внешними. Это нарушает замкнутость данной системы и приводит к тому, что для нее не выполняются закон сохранения импульса (1.2.6.2°) и закон сохранения механической энергии (1.5.4.1 ).  [c.64]

Обратимся к законам сохранения импульса и кинетического момента в пространстве. Примем какую-либо инерциальную систему за основную ( неподвижную ) и рассмотрим различные положения замкнутой системы материальных точек в один и тот же момент времени, предполагая, что расстояния между точками не изменяются. Очевидно, что это будет равносильно такому преобразованию, при котором изменяются координаты точек, но время не преобразуется. Ограничимся здесь ортогональными преобразованиями с сохранением масштаба, записывая их в векторной форме.  [c.124]

Законы сохранения импульса и кинетического момента замкнутой системы материальных точек во времени могут быть приняты в качестве основ–ных аксиом механики.  [c.124]

При решении ряда задач гидравлики применяется закон сохранения импульса, согласно которому производная по времени вектора количества движения системы материальных точек равняется главному вектору внешних сил, действующих на систему  [c.69]

Математический маятник состоит из материальной точки массой М, расположенной на нижнем конце невесомого стержня длиной L, свободно вращающегося вокруг оси, проходящей через его верхний конец (рис. 7.1). Наша задача заключается в том, чтобы найти частоту собственных колебаний маятника. Самый простой путь решения этой задачи — суметь написать в соответствующем виде второй закон динамики F = Afa. Это может быть сделано так же, как и в задаче 7.6. Однако очень поучительно попытаться решить эту задачу, исходя из закона сохранения энергии. Чтобы получить уравнения (18)—(22), можно также исходить и из сохранения момента импульса. Отклонения маятника будем измерять углом 0, который стержень об- разует с вертикалью.  [c.207]

Введение понятия эффективной потенциальной энергии полезно при рассмотрении следствий закона сохранения момента нм пульса в отношении движения материальной точки. При этом мы видим, что ес ги момент импульса остается постоянным, то при малых расстояниях г действует сила отталкивания.  [c.287]

Закон сохранения момента импульса для системы материальных точек  [c.305]

В начале докажем, что в центральном поле по отношению к центру выполняется закон сохранения момента импульса (см. 19). Из определения центрального поля следует, что сила, действующая на движущуюся в нем материальную точку, всегда проходит через центр поля. Поэтому плечо силы, а следовательно, и момент этой силы относительно центра поля равны нулю. При М = 0 из уравнения (19.6) М = – следует, что вектор момента импульса оста-  [c.116]

Таким образом, при движении материальной точки в центральном силовом поле по отношению к центру поля всегда выполняется закон сохранения момента импульса.  [c.116]

Т. е. при движении материальной точки в центральном силовом иоле ее секториальная скорость постоянна. Из этого следует, что радиус-вектор, проведенный из центра поля к движущейся материальной точке, в равные промежутки времени описывает равные площади. Это утверждение известно как второй закон Кеплера , который, по существу, является следствием закона сохранения момента импульса.  [c.117]

Закон сохранения энергии также справедлив для любой инерциальной системы координат однако это не столь очевидно, как для закона сохранения импульса. Прежде всего ясно, что потенциальная энергия данной системы точек во всех инер-циальиых системах координат одна и та же. Действительно, потенциальная энергия данной системы материальных точек зависит только от их конфигурации, т. е. от разностей координат. Поэтому потенциальная энергия данной системы материальных точек во всех инерциальных системах будет одна и та же.  [c.233]

К замкнутой системе твердых тел, так же как к замкнутой системе материальных точек, могут быть применены законы сохранения импульса и момента импульса. При суммировании уравнений движения и уравнений моментов внутренние силы, действующие между отдельными твердыми телами, исключаются (в силу третьего закона Ньютона). Поэтому, если на систему твердых тел не действуют внешние силы, то ее общий импульс остается постоянным. Точно так >ке, если сумма моментов всех внешних сил равна нулю, ю общий момент импульса системы твердых тел остается 1ЮСтоянным, Применение закона сохранения импульса к системе твердых тел ла т, по существу, то же самое, что н в случае системы материальных точек, — jaKOH движегни) центра тяжести системы тел.[c.421]

Так как Йоз — это квант энергии моды с частотой со, то выражение (5.1а) представляет собой закон сохранения энергии для трехфононного процесса. Мода, строго говоря, не обладает механическим импульсом как материальная частица, однако величина Йq во многом сходна с импульсом. Выражение (5.16) при g = О как раз соответствует закону сохранения импульса. Взаимодействие, при котором g = О, называется нормальным процессом, а взаимодействие, при котором g =И= О, Пайерлс назвал процессом переброса. На такие процессы мы будем ссылаться как на П- и П-процессы соответственно.  [c.51]

Наоборот, можно показать, что любая материальная частица массы т должна обладать энергией причем в системе покоя частицы ее энергия есть о = Это утверждение имеет реальный смысл только тогда, когда энергию, соответствуюш,ую массе частицы, можно преобразовать з другие виды энергии, напрп.мер в кинетическую энергию других частиц. Мы не можем заранее знать, что такие аннигилящюнные процессы действительно существуют в природе, но можем показать, что если они при определенных условиях существуют и для них справедлив принцип относительности и все законы сохранения импульса и энергии, то количество высвободившейся энергии при аннигиляции массы Отд должно равняться Е — тдС .[c.63]


Аналогичным образом понятие направленности времени может быть введено на основе закона инерции Галилея (или закона сохранения импульса). Минимальный объект, который мы можем наблюдать на опыте в механике – это материальная точка, или частица с тремя степенями свободы, то есть нульмерный объект. Опыт показывает, что траекторией материальной точки является линия Ь, то есть одномерное множество точек пространства. Одномерность линии индуцирует на ней линейный порядок. Разумеется, мы говорим о топологической размерности, иначе, по аксиоме Цермело, любое множество можно вполне упорядочить, но этот порядок будет разрывным, а для нас важна согласованность порядка и метрики. Движение (группа движений лежит в основе евклидовой геометрии трехмерного пространства) означает, что координаты частицы принимают значения из Ь, то есть координата точки на Ь, обозначаемая через х,, является функцией параметра г – параметра порядка , принимающего значения из интервала (0,1) в естественном (по возрастанию) порядке. Любым образом упорядоченную пременную х, = /(г), то есть любой процесс, можно взять в качестве времени. Существование  [c.61]

Первый закон ньютона формула и формулировка – 3 закона Ньютона определения и формулы. Второй закон Ньютона формулировка. Второй закон Ньютона. Формула второго закона Ньютона

кратко и понятно о формулах и формулировках на конкретных примерах

В школьном курсе физики изучаются три закона Ньютона, являющиеся основой классической механики. Сегодня с ними знаком каждый школьник, но во времена великого ученого подобные открытия считались революционными. Законы Ньютона, кратко и понятно будут описаны ниже, они помогают не только понять основу механики и взаимодействия объектов, но и помогают записать данные в качестве уравнения.

Содержание статьи

Вводная информация

Впервые три закона Иссак Ньютон описал в труде «Математические начала натуральной философии» (1867 год), в котором были подробно изложены не только собственные выводы ученого, но все знания по этой теме открытые другими философами и математиками. Таким образом, труд стал фундаментальным в истории механики, а позднее и физики. В нем рассмотрены перемещение и взаимодействие массивных тел.

Интересно знать! Исаак Ньютон был не только талантливым физиком, математиком и астрономом, но и считался гением в механике. Занимал должность президента королевского общества Лондона.

Каждое утверждение освещает одну из сфер взаимодействия и перемещения предметов в природе, правда обращение к ним было несколько упразднено Ньютоном, и они были приняты как точки без определенного размера (математические).

Именно это упрощение позволило проигнорировать естественные физические явления: воздушное сопротивление, трение, температуру или другие физические показатели объекта.

Полученные данные могли быть описаны только по времени, массе или длине. Именно из-за этого формулировки Ньютона обеспечивают лишь подходящие, но приближенные значения, которые нельзя использовать для описания точной реакции крупных или изменяемых по форме объектов.

Перемещение массивных предметов, которые участвуют в определениях, принято исчислять в инерциальной системе отсчета, представленной в виде системы координат из трех измерений, и при этом она не увеличивает свою скорость и не оборачивается вокруг своей оси.

Ее часто называют системой отсчета Ньютона, но при этом ученый никогда не создавал и не использовал подобной системы, а использовал нерациональную. Именно в этой системе тела могут двигаться так, как описывает это Ньютон.

Первый закон

Называется законом инерции. Не существует его практической формулы, зато есть несколько формулировок. В учебниках по физике предлагается следующая формулировка первого закона Ньютона: есть инерциальные системы отсчета, в отношении которых объект, если он свободен от воздействия любых сил (или же они моментально компенсируется), находиться в полном покое или же двигается по прямой и с одинаковой скоростью. Что означает данное определение и как его понять?

Простыми словами первый закон Ньютона объясняется так: любое тело, если его не трогать и никоим образом не воздействовать на него, будет оставаться постоянно в состоянии покоя, то есть бесконечно стоять на месте. То же самое происходит и при его движении: оно будет равномерно двигаться по заданной траектории бесконечно, пока на него не воздействует что-либо.

Подобное утверждение озвучивал Галилео Галилей, но не смог уточнить и точно описать это явление. В этой формулировке важно правильно понять, что такое инерциальные системы отсчета. Если сказать совсем простыми словами, то это система, в которой выполняется действие данного определения.

Первый закон Ньютона

В мире можно увидеть огромное множество подобных систем, если понаблюдать за движением:

  • поезда на заданном участке с одинаковой скоростью;
  • Луны вокруг Земли;
  • колеса обозрения в парке.

В качестве примера рассмотрим некоего парашютиста, который уже раскрыл парашют и движется прямолинейно и при этом равномерно по отношению к поверхности Земли. Движение человека не прекратиться до тех пор, пока земное притяжение будет компенсироваться движением и сопротивлением воздуха. Как только это сопротивление уменьшится, то притяжение увеличится, что приведет к изменению скорости парашютиста – его движение станет прямолинейным и равноускоренным.

Именно в отношении этой формулировки существует яблочная легенда: Исаак отдыхал в саду под яблоней и размышлял о физических явлениях, когда с дерева сорвалось спелое яблоко и упало в траву. Именно ровное падение заставило ученого изучить этот вопрос и выдать в итоге научное объяснение движению предмета в некой системе отсчета.

Интересно знать! Помимо трех явлений в механике, Исаак Ньютон также объяснил движение Луны как спутника Земли, создал корпускулярную теорию света и разложил радугу на 7 цветов.

Второй закон

Данное научное обоснование касается не просто движения предметов в пространстве, а взаимодействия их с другими объектами и результатов этого процесса.

Закон гласит: увеличение скорости объекта с некоторой постоянной массой в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально силе воздействия и обратно пропорционально постоянной массе движущегося предмета.

Проще говоря, если существует некое движущиеся тело, масса которого не изменяется, и на него вдруг начнет воздействовать посторонняя сила, то оно начнет ускоряться. А вот скорость ускорения будет прямо зависеть от воздействия и обратно пропорционально зависеть от массы движущегося предмета.

Для примера можно рассмотреть снеговой шар, который катиться с горы. Если шар толкать по ходу движения, то ускорения шара будет зависеть от мощности воздействия: чем она больше, тем больше ускорение. Но, чем больше масса данного шара, тем меньше будет ускорение. Данное явление описывается формулой, в которой учитывается ускорение, или «a», равнодействующая масса всех воздействующих сил, или «F», а также масса самого предмета, или «m»:

а = F/m

Следует уточнить, что данная формула может существовать только в том случае, если равнодействующая всех сил не меньше и не равна нулю. Применяется закон только относительно тел, которые двигаются со скоростью меньше световой.

Полезное видео: первый и второй законы Ньютона

Третий закон

Многие слышали выражение: «На каждое действие есть свое противодействие». Его часто используют не только в общеобразовательных целях, но и воспитательных, объясняя, что на каждую силу найдется большая.

Эта формулировка пошла от очередного научного утверждения Исаака Ньютона, а точнее его третьего закона, который объясняет взаимодействие различных сил в природе относительно какого-либо тела.

Третий закон Ньютона определение имеет такое: предметы оказывают воздействие друг на друга с силами одинаковой природы (соединяющей массы предметов и направлены вдоль прямой), которые равны по своим модулям и при этом направлены в разные стороны. Данная формулировка звучит достаточно сложно, но простыми словами объяснить закон легко: каждая сила имеет свое противодействие или равную силу, направленную в обратную сторону.

Гораздо проще будет понять смысл закона, если в качестве примера взять пушку, из которой стреляют ядрами. Пушка воздействует на снаряд с той же силой, с которой снаряд воздействует на пушку. Подтверждением этого будет небольшое движение пушки назад во время выстрела, что подтвердит воздействие ядра на орудие. Если взять как пример тоже самое яблоко, которое падает на землю, то станет понятно, что яблоко и земля воздействуют друг на друга с равной силой.

Закон имеет также математическое определение, в котором используется сила первого тела (F1) и второго (F2):

F1 = -F2

Знак минуса сообщает о том, что векторы сил двух разных тел направлены в противоположные стороны. При этом важно помнить, что данные силы не компенсируют друг друга, поскольку направлены относительно двух тел, а не одного.

Полезное видео: 3 закона Ньютона на примере велосипеда

Вывод

Данные законы Ньютона кратко и четко необходимо знать каждому взрослому человеку, поскольку они являются основой механики и действуют в повседневной жизни, несмотря на то, что не при всех условиях данные закономерности соблюдаются. Они стали аксиомами в классической механике, и на основе их были созданы уравнения движения и энергии (сохранение импульса и сохранение механической энергии).

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

znaniya.guru