Узнать цену работы
Статьи по теме

Второй закон Ньютона

Если в древности считалось, что для сохранения своего движения, тело должно постоянно испытывать действие силы, то Исаак Ньютон определяет силу, как действие без которого тело не может быть выведено из нахождения в состоянии покоя либо равномерного движения по прямой. Последнее утверждение явно противоречило обыденному опыту, ведь, например, равномерно двигающаяся тележка, если её перестать толкать, сама остановится. Сейчас мы знаем, что подобное происходит под действием сил трения.

«Причина ускорения (замедления) любого тела – есть сила приложенная к нему». Это суть первого закона Ньютона.

Второй закон Ньютона утверждает, что чем больше сила приложенная к телу, тем большее ускорение оно приобретает под её воздействием. Причём ускорение направлено по линии действия силы. Когда сила противоположна движению, мы имеем дело с замедлением (отрицательным ускорением). О величине ускорения мы судим по изменению скорости за определённый промежуток времени.

Второе, что влияет на величину ускорения масса тела. Чем она больше, тем ускорение меньше.

Когда на тело действует несколько сил, то они складываются по правилу сложения векторов. Каждая сила сообщает телу своё ускорение. Случаи действия на тело всех, действующих на него сил, сводятся к действию на него одной, результирующей силы.

Учитывая, что масса тела скалярная величина, а сила – вектор, различные ускорения тела, сообщаемые ему различными силами, также складываются по закону сложения векторов.


-равнодействующая сила

Из выше приведённых суждений мы приходим к более полной формулировке второго закона Ньютона.

«Ускорение тела, на которое действуют несколько сил, прямо пропорционально результирующей действия этих сил и тем меньше, чем тело имеет большую массу.».

Важно всегда понимать, что от силы зависит направление именно ускорения, а не скорости тела. Самый простой пример, это опять же тележка свободно двигающаяся по рельсам. Скорость её направлена вперёд, тем не менее она замедляется. Сила трения, а значит и ускорение направлена противоположно скорости.

Или, вот, другой пример. Груз, брошенный с обрыва, будет падать строго по прямой линии вниз. Если груз (допустим бомбу) бросают с летящего самолёта, он будет падать по параболе. Смотрите рис. 1 и рис.2. Скорость в последнем случае имеет не только вертикальную, но и горизонтальную составляющую.

Рис.1

Когда скорость и ускорение совпадают по направлению между собой, то говорят, что тело движется равноускоренно и прямолинейно.

Если скорость с ускорением противоположны друг другу, то движение будет равнозамедленным при этом также направленным по прямой линии.

Рис.2

Если ускорение, перпендикулярно скорости, то траекторией тела будет окружность.

Смотрите рисунки.

Не следует думать, что первый закон Ньютона является следствием второго. Сила, конечно, равна нулю, когда ускорение равно нулю, но всё-таки это частный случай. Первый закон Ньютона имеет, гораздо более общее, фундаментальное содержание. Постулирует (это, как аксиомы в геометрии) сам факт существования инерциальных систем отсчёта.

Задача 1.

Тепловоз на железной дороге, на прямом пути развивает тягу 200 000 Н. Какая масса у состава, если тепловоз тянет его с ускорением 0,1 м/с2? Сила, оказывающая сопротивление движению равна 30 000 Н.

Дано:


Движение идёт по прямой линии, поэтому достаточно одной оси X, и пусть её направление совпадает с направлением силы тяги, а значит противоположно силе сопротивления движению. В таком случае проекции векторов на ось абсцисс будут равны по модулям действующим силам.

Остаётся лишь сложить разнонаправленные силы.

Ответ: Предельная масса состава равна 1700 т.

Задача 2.

Мяч имеет массу 700 гр. К нему подходит футболист и бьёт сообщив скорость 15 м/с параллельно земле. Удар длится две сотых секунды. Какой была средняя сила удара.

Смотрим на 2-й закон Ньютона . Масса известна, а вот ускорение и сила нет. Как же быть. Поскольку мяч покоился, его начальная скорость равна нулю. Конечная дана в условии задачи. Время нам тоже известно. Отсюда очень просто найти ускорение, затем силу.

Ответ: сила удара футболиста по мячу составляет 525 Н.

Узнать цену работы
Узнай цену
своей работы
Нужны оригинальность, уникальность и персональный подход?
Закажи свою оригинальную работу
УЗНАТЬ СТОИМОСТЬ