Взаимодействие тел. Второй закон Ньютона. Сила. Масса. Импульс. Центр масс

Действие одного тела на другое характеризуется силой.Сила – это физическая величина, являющаяся мерой механического действия одного тела на другое.

Масса – является мерой инертности материальных тел.

Второй закон Ньютона: ускорение а, полученное телом, прямо пропорционально приложенной силе F и обратно пропорционально его массе m:

(2.13)

Направление вектора всегда совпадает с направлением вектора силы.

В ньютоновской механике масса не зависит от скорости движения (это верно лишь при скоростях V<<C, где С – скорость света в вакууме).

Уравнение (2.13) можно переписать, учитывая что ,

, (2.14)

где m=– называетсяимпульсом(или количеством движения) тела. Тогда.

Второй закон Ньютона с учетом (2.14) можно сформулировать иначе: скорость изменения импульса Р материальной точки равна действующей на нее силеили.

Если на тело одновременно действует несколько сил: , то нужно найти их результирующую, а затем ускорение(принцип суперпозиции сил).

В системе – СИ за единицу массы принят 1 кг. За единицу силы – 1 Н (один Ньютон).

1Н=1кг ·1м/с²=1кг · м · с^-2.

Центр масс. Любое тело можно представить как систему материальных точек с массойm_i. Для каждой из них можно записать. Затем просуммировать по всему объему:, или, где-главный вектор всех внешних сил,масса всего тела.

Таким образом, вместо движения твердого тела можно рассмотреть движение одной материальной точки С с массой, равной массе всего тела, под действием силы, равной главному вектору сил. Такая точка называется центром масс(центром инерции). Координаты центра масс в проекциях на оси координат определяют следующим образом:

Третий закон Ньютона: тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной прямой, равными по абсолютным значениям и противоположными по направлению.

.

При этом силы иприложены к разным телам и поэтому не компенсируют друг друга.