2 закон Ньютона

11. Второй закон Ньютона На   прошлом   занятии   мы   познакомились   с   первым   законом   Ньютона, который гласит, что существуют такие системы отсчета, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела или действие других тел скомпенсировано. А что происходит с телом, когда на него действует другое тело? Или действуют сразу несколько тел, но их действие не скомпенсировано? Этот вопрос нами был рассмотрен еще в 7 классе. Очевидно, что под действием других тел изменяется скорость изучаемого тела. Например, толкнув рукой шар, мы приведем его в движение. Если на пути движущейся тележки возникнет преграда, то она остановится, то есть скорость ее опять же измениться. Изменение   скорости   характеризуется   ускорением.   Причем   ускорение тела возникает, в том случае, если на тело действуют другие тела с некоторой силой. Напомним, что речь идет не просто о действии, а о взаимном действии двух тел (взаимодействии). Рассмотрим пример. Два шара различной массы движутся равномерно с одинаковой   скоростью   навстречу   друг   другу,   и   через   некоторое   время сталкиваются.   Очевидно,   что   после   взаимодействия,   скорости   шаров изменились,   то   есть   они   начали   двигаться   с   ускорением.   Большее   ускорение получил шар, который имеет меньшую массу, т.к. он менее инертен. Сделаем вывод:   между   модулем   ускорения   тела   и   массой   тела   существует   связь. Величина   ускорение   большее   у   тела   меньшей   массы   и   наоборот.   Такая зависимость называется обратной пропорциональностью. Ее можно записать так:   (ускорение, приобретаемое телом, при взаимодействии с другими телами, обратно пропорционально массе тела). Мы знаем, величина взаимодействия тел называется силой. Так как при действии силы на тело, оно изменяет скорость, то есть приобретает ускорение, следует, что и между этими величинами существует определенная физическая зависимость. В каком случае футбольный мяч приобретет большее ускорение, если по нему ударит ученик пятого класса или тренированный спортсмен? Очевидно, что футбольный мяч приобретет большее ускорение, если по нему   ударит   спортсмен,   так   как   он   подействует   на   него   с   большей   силой. Следовательно, ускорение  и  сила  взаимосвязаны,  и такая   зависимость   между модулями соответствующих величин называется прямой. Величина ускорения, приобретаемого телом, прямо пропорционально величине силы, вызвавшей это ускорение. Мы рассмотрели такие величины как масса тела, ускорение и сила. Укажем, какие из этих величин являются скалярными, а какие векторными. Направление имеет   сила   и   ускорение,   следовательно,   это   векторные   величины.   Масса направления не имеет, это скалярная величина. Опытным   путем   было   установлено.   Что   ускорения,   сообщаемые   телам одной и той же постоянной силой, обратно пропорциональны массам этих тел. Количественная   взаимосвязь   между   массой   тела,   ускорением   тела   и равнодействующей   сил,   вызвавшей   ускорение   была   установлена   Исааком Ньютоном и получила название второй закон Ньютона. Сформулируем его: Ускорение   тела   прямо   пропорционально   равнодействующей   сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе. В векторном виде закон записывается так: , где   – ускорение, ­ сила, m – масса., (а равно эф деленое на эм). Вектор ускорения и сила (равнодействующая сил), его вызвавшая направлены в одну сторону. При   решении   задач,   будем   пользоваться   либо   проекцией   векторов,   либо модулями соответствующих величин. Второй закон Ньютона в скалярном виде: или где   и    ­ проекции векторов ускорения и силы на ось Х;  и    ­ модули этих векторов. Выразим из последней формулы силу: Единица измерения силы 1 Ньютон. Покажем, как она выражается через другие   единицы.   Масса   измеряется   в   килограммах,   ускорение   в   метрах   на секунду в квадрате. Таким образом, за единицу силы принимают силу, которая способна телу массой 1кг сообщить ускорение равное  (метр на секунду в квадрате). Задача. Определите силу, под действием которой тело массой 500 г движется с ускорением 2  . Запишем краткое условие. Известна   масса,   переведем   ее   в   килограммы.   500   г   это   0,5   килограмма. Ускорение 2 . Найдем силу. Запишем  второй   закон   Ньютона   в  скалярном  виде.  Выражаем   из   него  силу. Умножив пол килограмма на ускорение 2 метра в секунду в квадрате, получаем ответ. Сила равна одному Ньютону. Дано: m=500г a= СИ 0,5кг Решение: , , Найти: Ответ:1Н.