Динамика. Законите на Нютон
Динамиката е основният клон на механиката, тя се основава на трите закона на Нютон, формулирани от него през 1687 г.
Първият закон на Нютон: всяка материална точка (тяло) поддържа състояние на покой или равномерно праволинейно движение, докато въздействието на други тела не я накара да промени това състояние.
Желанието на тялото да поддържа състояние на покой или равномерно праволинейно движение се нарича инерция. Следователно първият закон на Нютон се нарича още закон на инерцията.
Механичното движение е относително и неговият характер зависи от референтната система. Първият закон на Нютон не е валиден във всяка отправна система и тези системи, спрямо които се изпълнява, се наричат инерционни отправни системи. Инерционна отправна система е тази, която или е в покой, или се движи равномерно и праволинейно по отношение на друга инерционна система. Първият закон на Нютон гласи съществуването на инерциални референтни системи.
Масата на тялото е физична величина, която е една от основните характеристики на материята, която определя нейните инерционни (инерционна маса) и гравитационни (гравитационна маса) свойства.
За да се опишат ефектите, споменати в първия закон на Нютон, се въвежда понятието сила. Под действието на силите телата или променят скоростта си на движение, т.е. придобиват ускорения (динамично проявление на силите), или се деформират, т.е. променят формата и размерите си (статично проявление на силите). Във всеки момент от време силата се характеризира с числова стойност, посока в пространството и точка на приложение. И така, силатае векторна величина, която е мярка за механичното въздействие върху тялото от други тела или полета, в резултат на което тялото придобива ускорение или променя своетоформа и размер.
Вторият закон на Нютон - основният закон на динамиката на постъпателното движение - отговаря на въпроса как се променя механичното движение на материална точка (тяло) под действието на приложените към нея сили.
a = kF/m.
Ускорението, придобито от материална точка (тяло), пропорционално на силата, която го предизвиква, съвпада с нея по посока и е обратно пропорционално на масата на материалната точка (тяло).
Като се има предвид, че масата на материална точка (тяло) в класическата механика е постоянна величина, в израза тя може да се въведе под знака на производната:
F =(d/dt)(mv ). (6,5)
Векторна величина, числено равна на произведението на масата на материална точка и нейната скорост и имаща посока на скоростта, се нарича импулс (импулс) на тази материална точка.
F =dp /dt —по-обща формулировка на втория закон на Нютон: скоростта на промяна на импулса на материална точка е равна на силата, действаща върху нея.
Единицата за сила в SI енютон (N): 1 N е силата, която придава ускорение от 1 m / s2 на маса от 1 kg в посоката на силата:
Ако няколко сили действат едновременно върху материална точка, тогава, съгласно принципа на независимостта на действието на силите,F във втория закон на Нютон се разбира като резултатна сила.
Третият закон на Нютон. Силата на действие е равна на силата на реакцията - силите, с които две тела действат едно на друго, са еднакви по големина и противоположни по посока. Третият закон на Нютон може да се запише като формула:
F1 = - F2, където F1 и F2 са силите на взаимното въздействие съответно на първото и второто тяло.
Валидността на третия закон на Нютон е потвърдена от множество експерименти. Този закон е валиден както за случая, когато единтялото дърпа друго и за случая, когато телата се отблъскват. Всички тела във Вселената взаимодействат помежду си, подчинявайки се на този закон.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката:
Деактивирайте adBlock! и обновете страницата (F5)много е необходимо