Будь-яка матеріальна точка зберігає стан спокою або рівномірного прямолінійного руху до тих пір, поки вплив з боку інших тіл не змусить її змінити цей стан. Системи відліку, в яких виконується перший закон Ньютона називаються інерційних системами.
Прагнення тіла зберегти стан спокою або рівномірного прямолінійного руху називається інертністю і тому перший закон Ньютона називають законом інерції. Слід особливо підкреслити, що перший закон Ньютона стверджує існування інерційних систем відліку (тобто систем, в яких виконується перший закон Ньютона).
Щоб описати впливу, згадані в першому законі Ньютона, вводиться поняття - сила.
Сила - векторна величина, що є мірою механічної дії на тіло (матеріальну точку) з боку інших тіл, в результаті якого тіло змінює швидкість руху (тобто набуває прискорення).
Будь-яка з о, яка покоїться або рухається відносно іншої інерціальної з про теж є інерціальній.
Приклади: геліоцентрична з о, з про пов'язана з Землею і т д
Вопрос4: II закон Ньютона, мат. Запис, соврем. Трактування, слідства, ум-ия застосовності, маса тіла.
Прискорення a. купується матеріальною точкою (тілом), що викликає пропорційно його силі F і збігається з нею у напрямку a = F / m (1) або F = ma = m (dv / dt), (1a)
де позитивний скалярний коефіцієнт пропорційності m, постійний для кожного конкретного тіла, зветься маси. Другий закон Ньютона справедливий тільки в інерційних системах.
Маса є мірою інертності тіла. чим більше інертність тіла (а отже, і його маса), тим менше прискорення воно набуває під дією однієї і тієї ж сили. Для порівняння мас m1 і m2 двох тіл досить порівняти прискорення а1 і А2. придбані ними під дією однієї і тієї ж сили (з (1) випливає, що m1 / m2 = a2 / а1. Зазвичай масу тіла визначають, порівнюючи її з масою еталонних тел (гир) шляхом зважування на важільних вагах. Цей метод заснований на тому , що вага тіла визначається як P = mg. де величина прискорення вільного падіння g в даній точці земної кулі однакова для всіх тіл. Тому відношення мас двох тіл одно m2 / m1 = P2 / P1.
Маса вимірюється в кілограмах [кг], а сила - в ньютонах [Н]: 1 Н - сила, яка масі 1 кг повідомляє прискорення 1 м / с 2.
З огляду на, що маса тіла є величина постійна, вираз (1a) можна записати у вигляді так званого рівняння руху матеріальної точки (основний закон динаміки) F = d (mv) / dt = dp / dt, (1b)
де векторна величина p = mv (1c) називається імпульсом (кількістю руху) матеріальної точки.
Рівняння (1b) дає можливість по іншому сформулювати другий закон Ньютона: швидкість зміни імпульсу матеріальної точки дорівнює діючій на неї силі.
Основний закон динаміки матеріальної точки висловлює принцип причинності в класичній механіці. знаючи початковий стан матеріальної точки (її координати і швидкість в початковий момент часу) і діє на неї силу, за рівнянням (1c) можна розрахувати стан матеріальної точки в будь-який інший час після цього часу.
У механіці діє принцип незалежності дії сил. якщо на матеріальну точку діє одночасно кілька сил, то кожна з цих сил повідомляє матеріальної точки прискорення згідно з другим законом Ньютона, як ніби інших сил не було. Т.ч. прискорення а. купується матеріальною точкою маси m під дією одночасно прикладених до неї сил F1, F2. Fn одно a =
Для плоскої траєкторії вектор F направлений до центру кривизни траєкторії (як і вектор а) і він може бути розкладений на дві складові - дотичну до траєкторії (дотична або тангенціальна сила. F) і нормальну до траєкторії (нормальна або доцентрова сила. Fn): F = F + Fn. причому згідно із співвідношенням (1) дотичне і нормальні прискорення рівні а = F / m, an = Fn / m, а для нормальної (центростремительной) сили маємо Fn = mv 2 / R, де R - радіус кривизни траєкторії.
Якщо Fn = 0, то маємо прямолінійний рух; якщо Fn = const, то маємо рух по колу (для просторової траєкторії - по гвинтовій лінії). Якщо F = 0, то маємо рівномірний рух; якщо F = const, то маємо рівноприскореного руху (якщо вектор F збігається за напрямком з вектором швидкості v. то рух равноускоренное; якщо ці вектори спрямовані в різні боки, то рух равнозамедленно).
З урахуванням вище наведеного розгляду перший закон Ньютона можна сформулювати дещо інакше: прискорення матеріальної точки в інерціальній системі відліку дорівнює нулю в разі рівності нулю рівнодіючої сил або при відсутності впливу на тіло з боку інших тіл.
Перший закон Ньютона можна отримати з другого закону, проте перший закон є самостійним, оскільки постулює існування інерційних систем відліку.