Масса тела. Сила. Второй закон Ньютона

Итак, состояние покоя и равномерного прямолинейного движения равноправны. Изменить эти состояния движения тел, т.е. придать им ускорения, можно при помощи сил. Сила – это физическая величина, определяющая изменение состояния движения тел, которая возникает в результате взаимодействия тел. Когда мы говорим, что на тело действует сила, то подразумеваем, что на это тело действует какое-то другое тело, и в результате этого воздействия изменяется состояние рассматриваемого тела – изменяется скорость движения или появляется деформация. Сила – величина векторная, т.е. она полностью определена, если указано её численное значение, направление и точка приложения силы. Прямую, проведенную через точку приложения силы в направлении ее действия, называют линией действия силы. Результат действия силы на абсолютно твёрдое тело не изменится при переносе точки приложения силы вдоль линии действия силы. Основная задача механики заключается в установлении законов движения тел под действием приложенных к ним сил.

Опыт показывает, что всякое тело “оказывает сопротивление” при любых попытках изменить его скорость, как по величине, так и по направлению. Это свойство называется инертностью тела. На практике инертность проявляется в том, что скорость тела нельзя изменить мгновенно. Если равные силы действуют на разные тела в течение одинаковых промежутков времени, то изменение скоростей этих тел будет разным. О теле, у которого изменение скорости будет наименьшим, говорят, что оно обладает большей инертностью. Мерой инертности тела служит величина, которая называется массой этого тела. Масса – величина аддитивная, т.е. масса тела равна сумме масс всех частей тела. В системе СИ масса тела измеряется в килограммах (кг).

Соотношение, устанавливающее связь между мерой инертности тела, т.е. его массой, и ускорением, приобретаемым телом под действием приложенной к телу силы, было установлено И. Ньютоном на основании большого числа опытных данных и называется 2-м законом Ньютона:

Ускорение материальной точки прямо пропорционально вызывающей его силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе этого тела:

. (2.1)

Единица силы называется Ньютоном (Н). Из выражения (2.1) следует, что размерность силы .

Если на материальную точку одновременно действуют несколько сил, то каждая из них сообщает материальной точке такое же ускорение, как если бы других сил не было, т.е.

. (2.2)

Это положение называют принципом независимости действия сил, или принципом суперпозиции движений. Если на материальную точку одновременно действует несколько сил, то во втором законе Ньютона под силой мы понимаем равнодействующую всех сил:

. (2.3)

Поиск по сайту: