Второй закон (основной закон динамики).

Во втором законе пойдет речь о зависимости между действующей силой приложенной к точке и ускорением.

В инерциальной системе отсчёта наиболее просто выполняется зависимость между действующей на материальную точку силой и вызываемым ее ускорением:

                                                                    (1)

Формулировка

Произведение массы материальной точки на её ускорение, равно приложенной к ней силе.

Уравнение (1) называется основным уравнением динамики свободной точки.

Т.о. сила ¾ «причина», ускорение (вызываемое силой) ¾ «следствие».

Из уравнения (1) следует равенство:

                                                                                (2)

которое показывает, что при данной силе, чем больше ее масса , тем меньше её ускорение.

Это говорит о том, что точка:

- реагирует на действие силы, в результате получает ускорение,

- оказывает сопротивление при попытке изменить эту скорость. Данное свойство называется инертностью.

Какая величина является мерой инертности?

Масса. Чем больше масса, тем труднее изменить скорость этого объекта.

Запишем

 

Свойство материальной точки реагировать на внешнее воздействие, в результате которого она приобретает соответствующее ускорение, и оказывать при этом сопротивление изменению своей скорости, называется инертностью.

Количественной мерой инертности - является её масса.

Для того чтобы возникло ускорение необходимо внешнее воздействие.

Формула (1) устанавливает причинно-следственную связь.

 

Третий закон (закон равенства действия и противодействия).

Формулировка

Силы, с которыми две материальные точки действуют друг на друга, всегда равны по модулю и направлены по одной прямой в противоположные стороны.

Данный закон относится не к одной материальной точке, а к системе из двух точек.

Всегда силы возникают попарно. Нет односторонне действующих сил.

Одну из сил взаимодействия двух материальных точек принято называть«действием», а другую ¾ «противодействием».

 

 

Данный закон кратко формулируют следующим образом:

всякое действие вызывает равное и противоположно направленное противодействие.

Чем так важен это закон? О чем он говорит?

О этот закон говорит о том, что для того, чтобы возникла сила необходимо наличие хотя бы двух тел.

Силы всегда возникают попарно. Нет односторонне действующих сил.

Силы, о которых говорится в этом законе, не уравновешивают друг друга и не могут быть отброшены, так как они приложены к разным материальным точкам.

Силы взаимодействия будут образовывать уравновешенную систему только в частном случае, когда обе материальные точки принадлежат одному и тому же абсолютно твёрдому телу.

Пример.

В руке мел. Земля на него воздействует – силой тяжестью. Мел действует на землю такой же по величине силой.

 Но так как масса земли огромна по сравнению с массой этого тела, мы пренебрегаем действием этого мела на землю, и тогда у нас получается точка, и мы изображаем одну силу, хотя на самом деле строго необходимо изображать две силы.

 Но если взаимодействие существенно, тогда рассматривается задача на движение не одной точки, а системы материальных точек.

Еще существенно, если мы собираемся изучать движение не одной точки одиночки, то закон поможет нам основные законы динамики для точки как-то ухитрится обобщить на случай системы материальных точек.

Подведем итоги.

Замечание 1      

Первый и второй законы выполняются в инерциальной системе отсчета.

Третий закон справедлив в любой системе отсчёта.

Замечание 2

Первый, второй и третий законы справедливы только для свободной точки.

На первый взгляд кажется, что достаточно трех законов, чтобы описать движение точки в различных случаях.

Ничего подобного.

Во первых, когда мы записывали формулу (1), предполагалось, что на точку действует одна сила, а не несколько сил.

Во вторых, мы считали, что нет связей. Точка свободная. А на практике к точке прикладывается не одна сила, а несколько (система) и наложены ограничения – связи.

Для того чтобы в дальнейшем можно было бы решать любую задачу по динамике точке нам необходимо рассмотреть еще два закона.