1 закон ньютона определение кратко. Первый закон ньютона

Первый закон Ньютона

1 закон ньютона определение кратко. Первый закон ньютона
Мир полон движения: движутся звезды и планеты и на нашей планете мы также видим движение всюду – течет вода в реках, ветер гонит облака и качает деревья, по дорогам едут автомобили, по рельсам – поезда, в воздухе летят самолеты.

Наукой доказано движение невидимых глазом частиц – молекул, атомов. Движение является основным свойством материи и подчиняется законам Ньютона.

Механическое движение характеризуется скоростью.

И вот другое основное положение, которое утверждает, что движущееся тело не может само по себе изменить свою скорость.

Если на движущееся тело не действуют никакие другие тела, то тело не может ни ускориться, ни замедлиться, ни изменить направление своего движения, оно будет двигаться с какой-то определенной по модулю и направлению скоростью. Только воздействие тел извне может изменить эту скорость.

Свойство тел сохранять модуль и направление своей скорости называется инерцией

Первым явление инерции объяснил Галилей. Ньютон же сформулировал «закон инерции». Формулировка его звучит следующим образом: всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока действия со стороны других тел не изменят этого состояния.

Рис. 1. Портрет Ньютона.

Ни один предмет сам собой не придет в движение. Стоящий в комнате стол никогда сам собой не начнет двигаться по комнате. Движущееся тело не может само собой остановиться.

Когда водитель трамвая резко тормозит, то находящиеся в вагоне пассажиры помимо воли наклоняются вперед, продолжая свое движение по инерции.

Резко трогающийся с места поезд метрополитена заставляет пассажиров отступать или откидываться назад. А на крутом повороте дороге можно вылететь из санок в сугроб.

Примеров инерции существует огромное множество. Инерционность – неотъемлемое свойство движущейся материи.

Что же может произойти в мире, если бы мгновенно исчезло свойство тел, которое мы называем инерцией. Луна упала бы на Землю, а планеты – на Солнце.

Движение тела осуществлялось бы только под действием силы и прекращалось с исчезновением последней. Даже больше: исчезновение инерции означало бы исчезновение самого движения.

Таким образом, инерция есть не что иное, как выражение единства материи и движения.

Рис. 2. Солнечная система.

И в природе, и в технике нет тел, на которые не действовали бы другие тела. Например, на тело, находящееся на столе, действует опора и Земля. Тело находится в покое, потому что действия опоры и Земли уравновешивают друг друга.

Опускаясь на парашюте, парашютист движется равномерно и прямолинейно (V=const), несмотря на то, что на него действует Земля и воздух.

Ракета вдали от звезд будет также двигаться равномерно и прямолинейно, так как на нее не будут действовать другие тела.

Движение одних тел под действием других тел подчиняется законам динамики

Галилей, исходя из многочисленных наблюдений пришел к выводу, что если действия нет или все действия скомпенсированы (равнодействующая всех сил равна 0; R=0), то тело покоится или движется равномерно и прямолинейно (V=const; a=0).

Но движение тела необходимо рассматривать относительно других тел, иначе невозможно будет определить положение тела в пространстве. Значит, говоря о явлении инерции, необходимо указать, относительно чего тело покоится или движется равномерно и прямолинейно.

Поэтому первый закон Ньютона, названный законом инерции, также носит следующее определение:

Существуют системы отсчета, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если действие на него других тел скомпенсировано.

Формулы первого закона Ньютона не существует.

Системы отсчета, которые упоминаются в первом законе Ньютона, называются инерциальными системами отсчета (ИСО).

Какие же системы отсчета можно отнести к инерциальным?

  • те, в которых при R=0; V=const
  • те, которые движутся относительно ИСО равномерно и прямолинейно (например, звезды). На самом деле не существует такой ситуации, при которой на тело не действовали другие тела. Однако, если действие одних тел скомпенсировано, а действие других слишком мало, то принято считать, что в определенном приближении на тело никакие тела не действуют.

Рис. 3. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета.

Солнце и Земля не являются инерциальными системами отсчета. Но эффекты, вызванные их неинерцианальностью, незначительны. в ряде случаев ими можно пренебречь, правда не всегда

Первый закон Ньютона выполняется не во всех СО, а только в инерциальных. Во всех ИСО при первоначальных одинаковых условиях механические явления протекают одинаково, то есть подчиняются одинаковым законам. Это утверждение носит название – принцип относительности Галилея.

Все ИСО равноправны:

Никакими механическими опытами, проведенными в пределах данной системы, нельзя установить, находится ли она в состоянии покоя или в состоянии равномерного и прямолинейного движения.

В данной статье кратко и понятно объясняется первый закон Ньютона, инерциальные системы отсчета и их взаимосвязь. Ведь, как известно, первый закон Ньютона действителен только для инерциальных систем отсчета.

Средняя оценка: 4.2. Всего получено оценок: 183.

Источник: //obrazovaka.ru/fizika/pervyy-zakon-nyutona-formula-i-opredelenie.html

Законы Ньютона: кратко и понятно о формулах и формулировках на конкретных примерах

1 закон ньютона определение кратко. Первый закон ньютона

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.

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.

! Изучаем термины: энтропия – что же это такое простыми словами

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.

! Как правильно перевести МПА атмосферы

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.

! Квантовые постулаты Нильса Бора: кратко об основных положениях

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.

! В чем заключается принцип теории Гюйгенса Френеля

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.

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).

Источник: //tvercult.ru/nauka/formulirovki-zakonov-isaaka-nyutona-kratko-i-ponyatno

Первый закон Ньютона: определение, примеры, формула

1 закон ньютона определение кратко. Первый закон ньютона

  • Определение первого закона Ньютона
  • Формула первого закона Ньютона
  • Пример первого закона Ньютона и инерциальная система отсчета
  • Рекомендованная литература и полезные ссылки
  • Первый закон Ньютона, видео
  • Великий английский физик Исаак Ньютон (1643-1727) навеки вписал свое имя в историю науки, сделав множество важных научных открытий, поняв вещи, которые сейчас кажутся вполне себе очевидными. Но для времени, когда жил ученый это было большим прорывом. Среди наиболее значимых открытий Ньютона, разумеется, стоит упомянуть закон всемирного тяготения, о котором мы уже писали. Но помимо него именно Ньютон сформировал основы классической механики, которая зиждется на трех основных законах, названых по имени ученого – законами Ньютона. И в нашей сегодняшней статье мы детально разберем первый закон Ньютона и его значение для физики.

    Определение первого закона Ньютона

    Если сформулировать первый закон Ньютона кратко, то он будет звучать так:

    Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, в которых тела движутся равномерно и прямолинейно, если на них не действуют никакие силы или действие других сил скомпенсировано.

    Другими словами суть первого закона Ньютона можно пояснить простым примером – если мы толкнем тележку на абсолютно ровной дороге и представим, что на нее не действуют никакие другие силы, кроме нашего толчка, в том числе сила трения, сила сопротивления воздуха и т. д., то такая тележка будет катиться бесконечно. (Причем будет катиться с неизменно одинаковой скоростью).

    Первый закон Ньютона еще называют законом инерции. Напомним, что инерция это способность тел сохранять движение при отсутствии воздействия внешних сил.

    Эта картинка отлично иллюстрирует, что такое инерция.

    Разумеется, в реальности таких систем, где на тело не действуют никакие другие внешние силы, не существует.

    Так, например, все тела на Земле находятся под постоянным воздействием силы земного притяжения (чтобы убедится в этом, достаточно отпустить любой предмет и он неизменно упадет вниз).

    Или, например, во время ходьбы на нас действует множество разных внешних сил: все та же сила притяжения, сила трения, сила сопротивления воздуха и т. д.

    Интересный факт: Ньютон был не первым, кто сформулировал этот закон, до него он был высказан, пускай и в менее четкой форме, другим великим ученым Галилео Галилеем.

    Согласно закону инерции Галилея при отсутствии внешних сил тело либо будет покоиться на месте, либо будет двигаться равномерно.

    Заслуга Ньютона в том, что он смог соединить принцип относительности Галилея с работами других ученых, и, конечно же, с собственными трудами.

    Формула первого закона Ньютона

    Формулу этого закона можно записать следующим образом:

    F = 0 → V = const, a = 0

    Где F – суммарные силы, действующие на тело, в инерциальной системе Ньютона (существующей только теоретически) они равны 0. V – скорость движения тела, a – его ускорение.

    Скорость движения тела (V), является константой, то есть постоянной величиной, если представить, что на тело не действуют другие силы, ускорение же также равно 0, поскольку опять таки скорость тела у нас константа.

    Пример первого закона Ньютона и инерциальная система отсчета

    Сам Ньютон под своей идеальной инерциальной системой отсчета (ИСО), представлял не много не мало, а нашу гелиоцентрическую систему с Солнцем в ее центре, и планетами, которые движутся вокруг светила.

    Непрерывное движение планет вокруг Солнца с неизменно постоянной скоростью по Ньютону и является самым важным примером осуществления первого закона Ньютона или закона инерции в нашей Вселенной.

    Стоит заметить, что именно благодаря ИСО ученый и открыл свой не менее знаменитый закон всемирного тяготения (а вовсе не потому, что ему на голову упало яблоко, как говорит популярная легенда об ученом).

    При помощи инерциальной системы отсчета и первого закона имени себя Исаак Ньютон объяснил законы небесной механики, казавшиеся загадкой для людей его времени.

    Был долго этот мир глубокой тьмой окутан
    Да будет свет, и тут явился Ньютон.
    (Эпиграмма XVIII века).

    Но стоит заметить, что законы небесной механики в действительности оказались гораздо более сложными, чем видел их Ньютон.

    И когда на смену ему в ХХ век пришел другой гениальный физик по имени Альберт Эйнштейн со своей теорией относительности, человечеству вновь пришлось пересмотреть свои взгляды на устройство Вселенной, в частности выяснилось, что движение Земли (как впрочем, и других планет) вокруг Солнца все-таки не является инерциальной системой отсчета. На самом деле все гораздо сложнее.

    Но сатана недолго ждал реванша –
    Пришел Эйнштейн, и стало все как раньше.
    (Эпиграмма XХ века).

    Рекомендованная литература и полезные ссылки

    • Лич Дж. У. Классическая механика. М.: Иностр. литература, 1961.
    • Спасский Б. И.. История физики. М., «Высшая школа», 1977.
    • Кудрявцев П. С. Курс истории физики. — М.: Просвещение, 1974.
    • Crowell, Benjamin (2011), Light and Matter (2011, Light and Matter), especially at Section 4.2, Newton’s First Law, Section 4.3, Newton’s Second Law, and Section 5.1, Newton’s Third Law.
    • Feynman, R. P. (англ.)русск.; Leighton, R. B.; Sands, M. The Feynman Lectures on Physics (неопр.). — 2nd. — Pearson/Addison-Wesley, 2005. — Т. Vol. 1. — ISBN 0-8053-9049-9.

    Первый закон Ньютона, видео

    И в завершении образовательное видео по теме нашей статьи.

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.

    Источник: //www.poznavayka.org/fizika/pervyj-zakon-nyutona/

    Первый закон Ньютона. Масса. Сила

    1 закон ньютона определение кратко. Первый закон ньютона

    Мы знаем, что тело может двигаться равномерно и прямолинейно. В таком случае его скорость постоянна и не меняется по величине и направлению. Если же скорость тела меняет величину или величину и направление, то тело движется с определенным ускорением a→.

    С точки зрения кинематики нас не интересует, почему тело движется тем или иным образом. Динамика в физике, наоборот, рассматривает взаимодействие тел как причину, которая определяет характер движения. 

    Динамика

    Взаимодействие тел определяет характер движения. 

    Динамика – раздел механики, в котором изучаются законы взаимодействия тел. 

    1 закон Ньютона

    Законы динамики были сформулированы Исааком Ньютоном и опубликованы в 1687 году. Три закона Ньютона составляют основу классической механики, которая на протяжении нескольких столетий (вплоть до 20 века) главенствовала, как основная научная парадигма.

    Классическая механика справедлива для тел, движущихся с малыми скоростями (скоростями, которые значительно меньше скорости света). Вообще законы Ньютона были выведены путем эмпирических наблюдений и обобщения опытных фактов.

    Представим изолированное тело, на которое не действуют никакие другие тела. Это самая простая механическая система. Для описания движения тела необходима система отсчета.

    Напомним, что система отсчета – это тело отсчета и связанные с ним системы координат и часов (отсчета времени). Причем в разных системах отсчета движение тела будет разным.

    Сформулируем первый закон Ньютона. Он говорит о существовании так называемых инерциальных систем отсчета (ИСО) и называете также законом инерции. Существуют разные определения первого закона Ньютона.

    Первый закон Ньютона

    Существуют системы отсчета, называемые инерциальными. В таких системах отсчета тела движутся равномерно и прямолинейно или покоятся, если на них не действуют другие тела или если их действие скомпенсировано.

    Инерция – это свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии на него воздействий со стороны других тел. Именно поэтому второе название первого закона Ньютона – закон инерции. 

    Первая формулировка закона инерции была выведена еще Галилео Галилеем в 1632 году. Ньютон лишь обобщил его выводы. 

    Важно!

    В классической механике законы движения формулируются для инерциальных систем отсчета. 

    При описании движения тел у поверхности Земли системы отсчета, связанные с Землей, можно приблизительно считать и инерциальными. Отклонения от закона инерции обнаруживаются при повышении точности экспериментов и обусловлены вращением Земли вокруг своей оси. 

    Приведем пример, иллюстрирующий неинерциальность системы отсчета, связанной с Землей. Рассмотрим колебания маятника Фуко. Это массивный шар, подвешенный на длинной нити и совершающий малые колебания относительно положения равновесия. 

    Плоскость колебаний маятника Фуко относительно Земли не остается неизменной вследствие вращения Земли. Проекция траектории маятника на поверхность Земли имеет вид розетки. Будь система инерциальной, плоскость качения маятника относительно Земли оставалась бы неизменной.

    Еще одна система, которую можно приближенно принять за инерциальную – гелиоцентрическая система отсчета. Начало координат в ней помещено в центр Солнца, а оси направлены на отдаленные звезды. Эта система отсчета еще называется системой Коперника. Именно ее использовал Ньютон при выводе закона Всемирного тяготения (1682 г.). 

    Система отсчета, связанная с поездом, который с постоянной скоростью движется по прямым рельсам, также может считаться инерциальной. Все инерциальные системы отсчета образуют класс систем, которые движутся друг относительно друга равномерно и прямолинейно.

    Что является причиной изменения скорости тела в инерциальной системе отсчета? Согласно первому закону Ньютона, это взаимодействие с другими телами. Чтобы количественно описать движение тела и взаимодействие его с другими телами, необходимо ввести понятия массы и  силы.

    Масса

    Определение. Масса

    Масса – физическая величина, мера инертности тела. Чем больше масса, тем больше инертность.

    Единица измерения массы в международной системе СИ – килограмм (кг). 

    Масса в физике – скалярная и аддитивная величина. 

    Это значит, что если тело состоит из нескольких частей массами m1, т2, т3, .. , тn, то его общая масса будет равна сумме масс составных частей: m=m1+т2+т3+..+тn.

    Вы наверняка замечали, что разные тела по-разному меняют свою скорость. Тяжелый грузовик остановить гораздо сложнее, чем игрушечную машинку, так как он обладает большей массой и, соответственно, инертностью.

    В результате взаимодействия двух тел меняются их скорости. Это значит, что в процессе взаимодействия тела приобретают ускорения. При любых воздействиях отношение ускорений двух тел остается постоянным. При этом, массы тел обратно пропорциональны ускорениям, которые они приобретают.

    m1m2=-a2a1

    Здесь a1 и a2  – проекции векторов ускорений a1 →и a2 →на ось OX. Знак минус означает, что ускорения тел направлены в противоположные стороны.

    Какие есть способы измерения массы тела? Самый простой и очевидный – сравнить массу тела с массой эталона. В системе СИ, как уже говорилось, mэт=1 кг.

    Сила

    Определение. Сила

    Сила – векторная физическая величина, количественная мера взаимодействия тел. 

    В системе СИ сила измеряется в Ньютонах (Н).

    Именно сила – причина изменения движения тела. На тело может действовать несколько сил, которые имеют различную физическую природу. Например, сила тяжести, сила трения скольжения и сила трения качения, сила упругости и т.д.

    Равнодействующая сила – векторная сумма всех сил, действующих на тело. 

    Как измерить силу? Необходимо установить эталон силы и найти способ сравнить другие силы с этим эталоном. 

    В качестве эталона можно использовать, например, силу, с которой растянутая до определенной величины пружина действует на прикрепленное к ней тело. Способ сравнения сил очень прост: если под действием двух сил (измеряемой F→ и эталонной  F→0) тело движется равномерно или покоится, то эти силы равны по модулю. 

    F=F0.

    Если измеряемая сила больше эталонной, то можно добавить еще одну эталонную пружину. При соблюдении условий, указанных выше, можно сказать, что в таком случае

    F=2F0.

    Для сравнения сил, меньших чем 2F0, можно использовать схему, приведенную ниже.

    Эталон силы (единица измерения)

    За эталон силы в международной системе СИ принята сила в 1 Ньютон. Это такая сила, которая сообщает телу массой 1 килограмм ускорение, равное 1 мс2.

    Прибор для измерения силы – динамометр. По сути, это пружина, откалиброванная специальным образом. При растяжении пружины приложенная сила указывается на шкале динамометра.

    Источник: //Zaochnik.com/spravochnik/fizika/osnovy-dinamiki/pervyj-zakon-njutona/

    Законы Ньютона для

    1 закон ньютона определение кратко. Первый закон ньютона

    Мы уже говорили об основах классической механики. Настала пора поговорить о них подробнее и затронуть в обсуждении чуть больше, чем просто основу. В этой статье мы подробно разберем основные законы классической механики. Как вы уже догадались, речь пойдет о законах Ньютона.

    Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

    Основные законы классической механики Исаак Ньютон (1642-1727) собрал и опубликовал в 1687 году. Три знаменитых закона были включены в труд, который назывался «Математические начала натуральной философии».

    Был долго этот мир глубокой тьмой окутан
    Да будет свет, и тут явился Ньютон.

    (Эпиграмма 18-го века)

    Но сатана недолго ждал реванша –
    Пришел Эйнштейн, и стало все как раньше.

    (Эпиграмма 20-го века)

    Что стало, когда пришел Эйнштейн, читайте в отдельном материале про релятивистскую динамику. А мы пока приведем формулировки и примеры решения задач на каждый закон Ньютона.

    Первый закон Ньютона

    Первый закон Ньютона гласит:

    Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, в которых тела движутся равномерно и прямолинейно, если на них не действуют никакие силы или действие других сил скомпенсировано.

    Проще говоря, суть первого закона Ньютона можно сформулировать так: если мы на абсолютно ровной дороге толкнем тележку и представим, что можно пренебречь силами трения колес и сопротивления воздуха, то она будет катиться с одинаковой скоростью бесконечно долго.

    Инерция – это способность тела сохранять скорость как по направлению, так и по величине, при отсутствии воздействий на тело. Первый закон Ньютона еще называют законом инерции.

    До Ньютона закон инерции был сформулирован в менее четкой форме Галилео Галилеем. Инерцию ученый называл «неистребимо запечатленным движением». Закон инерции Галилея гласит: при отсутствии внешних сил тело либо покоится, либо движется равномерно.

    Огромная заслуга Ньютона в том, что он сумел объединить принцип относительности Галилея, собственные труды и работы других ученых в своих “Математических началах натуральной философии”.

    Понятно, что таких систем, где тележку толкнули, а она покатилась без действия внешних сил, на самом деле не бывает.

    На тела всегда действуют силы, причем скомпенсировать действие этих сил полностью практически невозможно.

    Например, все на Земле находится в постоянном поле силы тяжести. Когда мы передвигаемся (не важно, ходим пешком, ездим на машине или велосипеде), нам нужно преодолевать множество сил: силу трения качения и силу трения скольжения, силу тяжести, силу Кориолиса.

     

    Второй закон Ньютона

    Помните пример про тележку? В этот момент мы приложили к ней силу! Интуитивно понятно, что тележка покатится и вскоре остановится. Это значит, ее скорость изменится.

    В реальном мире скорость тела чаще всего изменяется, а не остается постоянной. Другими словами, тело движется с ускорением. Если скорость нарастает или убывает равномерно, то говорят, что движение равноускоренное.

    Если рояль падает с крыши дома вниз, то он движется равноускоренно под действием постоянного ускорения свободного падения g. Причем любой дугой предмет, выброшенный из окна на нашей планете, будет двигаться с тем же ускорением свободного падения.

    Второй закон Ньютона устанавливает связь между массой, ускорением и силой, действующей на тело. Приведем формулировку второго закона Ньютона:

    Ускорение тела (материальной точки) в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально приложенной к нему силе и обратно пропорционально массе.

     

    Если на тело действует сразу несколько сил, то в данную формулу подставляется равнодействующая всех сил, то есть их векторная сумма.

    В такой формулировке второй закон Ньютона применим только для движения со скоростью, много меньшей, чем скорость света.

    Существует более универсальная формулировка данного закона,  так называемый дифференциальный вид.

    В любой бесконечно малый промежуток времени dt сила, действующая на тело, равна производной импульса тела по времени.

    Третий закон Ньютона

    В чем состоит третий закон Ньютона? Этот закон описывает взаимодействие тел.

    3 закон Ньютона говорит нам о том, что на любое действие найдется противодействие. Причем, в прямом смысле:

    Два тела воздействуют друг на друга с силами, противоположными по направлению, но равными по модулю.

    Формула, выражающая третий закон Ньютона:

    Другими словами, третий закон Ньютона – это закон действия и противодействия.

     

    Пример задачи на законы Ньютона

    Вот типичная задачка на применение законов Ньютона. В ее решении используются первый и второй законы Ньютона.

    Десантник раскрыл парашют и опускается вниз с постоянной скоростью. Какова сила сопротивления воздуха? Масса десантника – 100 килограмм.

    Решение:  

    Движение парашютиста – равномерное и прямолинейное, поэтому, по первому закону Ньютона, действие сил на него скомпенсировано.

    На десантника действуют сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Силы направлены в противоположные стороны.

    По второму закону Ньютона, сила тяжести равна ускорению свободного падения, умноженному на массу десантника.

    Ответ: Сила сопротивления воздуха равна силе тяжести по модулю и противоположна направлена.

    Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

    А вот еще одна физическая задачка на понимание действия третьего закона Ньютона.

    Комар ударяется о лобовое стекло автомобиля. Сравните силы, действующие на автомобиль и комара.

    Решение:

    По третьему закону Ньютона, силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению. Сила, с которой комар действует на автомобиль, равна силе, с которой автомобиль действует на комара.

    Другое дело, что действие этих сил на тела сильно отличаются вследствие различия масс и ускорений.

    Исаак Ньютон: мифы и факты из жизни

    На момент публикации своего основного труда Ньютону было 45 лет. За свою долгую жизнь ученый внес огромный вклад в науку, заложив фундамент современной физики и определив ее развитие на годы вперед.

    Он занимался не только механикой, но и оптикой, химией и другими науками, неплохо рисовал и писал стихи. Неудивительно, что личность Ньютона окружена множеством легенд.

    Ниже приведены некоторые факты и мифы из жизни И. Ньютона. Сразу уточним, что миф – это не достоверная информация. Однако мы допускаем, что мифы и легенды не появляются сами по себе и что-то из перечисленного вполне может оказаться правдой.

    • Факт. Исаак Ньютон был очень скромным и застенчивым человеком. Он увековечил себя благодаря своим открытиям, однако сам никогда не стремился к славе и даже пытался ее избежать.
    • Миф. Существует легенда, согласно которой Ньютона осенило, когда на наго в саду упало яблоко. Это было время чумной эпидемии (1665-1667), и ученый был вынужден покинуть Кембридж, где постоянно трудился. Точно неизвестно, действительно ли падение яблока было таким роковым для науки событием, так как первые упоминания об этом появляются только в биографиях ученого уже после его смерти, а данные разных биографов расходятся.
    • Факт. Ньютон учился, а потом много работал в Кембридже. По долгу службы ему нужно было несколько часов в неделю вести занятия у студентов. Несмотря на признанные заслуги ученого, занятия Ньютона посещались плохо. Бывало, что на его лекции вообще никто не приходил. Скорее всего, это связано с тем, что ученый был полностью поглощен своими собственными исследованиями.
    • Миф. В 1689 году Ньютон был избран членом Кембриджского парламента. Согласно легенде, более чем за год заседания в парламенте вечно поглощенный своими мыслями ученый взял слово для выступления всего один раз. Он попросил закрыть окно, так как был сквозняк.
    • Факт. Неизвестно, как бы сложилась судьба ученого и всей современной науки, если бы он послушался матери и начал заниматься хозяйством на семейной ферме. Только благодаря уговорам учителей и своего дяди юный Исаак отправился учиться дальше вместо того, чтобы сажать свеклу, разбрасывать по полям навоз и по вечерам выпивать в местных пабах.

    Дорогие друзья, помните – любую задачу можно решить! Если у вас возникли проблемы с решением задачи по физике, посмотрите на основные физические формулы. Возможно, ответ перед глазами, и его нужно просто рассмотреть. Ну а если времени на самостоятельные занятия совершенно нет, специализированный студенческий сервис всегда к вашим услугам!

    В самом конце предлагаем посмотреть видеоурок на тему “Законы Ньютона”.

    Источник: //Zaochnik-com.ru/blog/zakony-nyutona-dlya-chajnikov-obyasnenie-primer/

    Кратко и понятно о первом, втором и третьем законах Ньютона: формулировки, примеры и формулы

    1 закон ньютона определение кратко. Первый закон ньютона

    > Наука > Физика > Законы Ньютона кратко и понятно: формулировки и примеры

    Три закона Ньютона — это основа классической механики. В 1867 году Ньютон опубликовал работу под названием «Математические начала натуральной философии».

    Там были все знания, накопленные до него другими учёными, а также новые, открытые самим Ньютоном. Его считают одним из самых первых основоположником современной физики.

    Благодаря систематизированным знаниям, которые были описаны в вышеуказанном труде, он открыл множество законов механики, Закон всемирного тяготения и многое другое.

    • Кратко о законах Ньютона
    • Первый закон Ньютона
    • Второй закон Ньютона
    • Третий закон Ньютона

    Отзывы и комментарии

    Источник: //obrazovanie.guru/nauka/fizika/zakony-nyutona-kratko-i-ponyatno-formulirovki-i-primery.html

    Первый закон Ньютона – определение, формула и применение

    1 закон ньютона определение кратко. Первый закон ньютона

    В физике всего три закона, или правила, Ньютона, которые являются основой классической механики. Они используются для описания более сложных процессов, а также решения задач. Учащимся требуется знать кратко три закона Ньютона:

    1. Первый связан с инерциальными системами отсчета.
    2. Второй утверждает зависимость ускорения от силы воздействия на физическое тело.
    3. Третий определяет взаимосвязь сил, действующих на объект.

    Правила были впервые сформулированы ученым Исааком Ньютоном в XVII веке. Классическая механика являлась основной парадигмой до XX века, пока Альберт Эйнштейн не сформулировал положения релятивистской динамики.

    Положения трех законов были выведены опытным путем. Они применяются для объектов, скорости которых намного меньше, чем 3*108 м/с. Перед изучением законов Ньютона нужно ознакомиться с основными положениями динамики.

    Основные положения

    Тело двигается равномерно, равноускоренно, прямолинейно или находится в состоянии покоя (находится в одной точке).

    При равномерном и прямолинейном движении скорость объекта является постоянной величиной в пространстве, т. е. не изменяется с течением времени. Если скорость меняется, то тело движется равноускоренно.

    Когда тело без движения, на него действуют силы, равные по модулю и противоположны по направлению.

    Динамика — раздел физики, который изучает правила и законы взаимодействия объектов в целом. В этом случае не рассматривается такие взаимодействия:

    1. Атомарные.
    2. Молекулярные.
    3. Субатомные.

    Они не влияют на динамику движения объекта, поскольку силы, действующие на тело, настолько малы, что ими можно пренебречь. Далее следует рассмотреть законы И. Ньютона и формулы.

    Понятие массы

    Основная формулировка массы имеет такой вид: физическая величина, которая является мерой инертности физического тела. Она обладает скалярностью и аддитивностью.

    В первом случае выражается одним действительным неотрицательным числом. Второй термин означает следующее: общая масса тела (m), состоящего из нескольких частей с массами m1, m2, m3 и m4, эквивалентна их сумме.

    Формула записывается следующим образом: m = m1 + m2 + m3 + m4.

    При большей массе инертность физического объекта возрастает. Например, пластмассовую машинку легче остановить, чем груженый грузовик или легковую машину, т. е. инертность последних намного больше первой. Единица измерения массы — кг.

    При взаимодействии тела приобретают некоторые физические величины, называемые ускорением. Массы обратно пропорциональны ускорениям.

    Для понимания процесса нужно разобрать следующий пример: машина с массой m1 столкнулась с объектом, масса которого m2. В результате этого появляются ускорения a1 и a2 для первого и второго объектов.

    Это можно записать таким образом: m1 * m2 = – a2 * a1. Минус перед ускорениями означает направленность по разным направлениям.

    Величина силы

    Сила — векторная величина, действующая на физическое тело и влияющая на скорость его перемещения в пространстве. Обозначается она буквой F и измеряется в ньютонах (Н) при помощи специального прибора — динамометра. Последний состоит из пружины, связанной со стрелочным указателем. Если пружину растянуть, то произойдет отклонение стрелки, которая указывает количественную характеристику F.

    Следует отметить, что на объект может действовать несколько сил, которые учитываются при решении задач и исследовании некоторых процессов. Они имеют важную особенность — природу возникновения. Например, на автомобиль действует F, состоящая из следующих элементов (сил):

    1. Тяги (Fтяг = m * a), направленной в сторону движения.
    2. Трения (Fтр = a * m * g, а — коэффициент трения и g — ускорение свободного падения 9,81 м/с 2 ) — противоположно относительно Fт.
    3. Реакция опоры (N = m * g) — вверх, относительно дороги.
    4. Тяжести (Fт = m * g) — вниз.

    В литературе по физике используется термин «равнодействующая сила». Он означает значение векторной суммы всех составляющих, действующих на объект.

    Таким образом, I закон Ньютона применяется при исследовании движения и взаимодействия физических тел, а также для расчета инерциальных составляющих посредством разделения силы на составляющие элементы.

    Источник: //nauka.club/fizika/pervyy-zakon-nyutona.html

    WikiMedForum.Ru
    Добавить комментарий