Взоимодействие тел. Сила. Законы динамики Ньютона

Первый закон Ньютона. В качестве первого закона Ньютон взял закон инерции Г. Галилея, который был сформулирован и обоснован нами ранее: существуют инерциальные системы отсчета, т. е. такие системы отсчета, в которых тело движется равномерно и прямолинейно, если другие тела на него не действуют. Основная роль этого закона - подчеркнуть, что в этих системах отсчета все ускорения, приобретаемые телами, являются следствиями взаимодействий тел. Дальнейшее описание движения следует проводить только в инерциальных системах отсчета.

Второй закон Ньютона утверждает, что причина ускорения тела - взаимодействие тел, характеристикой которого является сила. Этот закон дает основное уравнение динамики, позволяющее, в принципе, находить закон движения тела, если известны силы, действующие на него.

Во-первых, закон Ньютона утверждает, что в уравнение (1) входит сумма всех сил, действующих на тело, чего нет в определении силы. Во-вторых, второй закон Ньютона однозначно подчеркивает, что сила является причиной ускорения тела, а не наоборот.

Наконец, все физические величины определяются на основании частных случаев тех или иных физических законов, так что второй закон Ньютона не является в этом случае исключением. С одной стороны, этот закон позволяет изучать различные виды взаимодействий, т. е. экспериментально получать законы этих взаимодействий. С другой стороны, при известных силах этот закон дает уравнение, позволяющее находить закон движения тела. Неявно этот же закон утверждает, что силы, действующие на тело, следует складывать как векторные величины, так как полное ускорение определяется именно векторной суммой всех сил. Также подчеркнем, что первый закон не является следствием второго. Формально, если сумма сил, действующих на тело, равна нулю, то ускорение тела равно нулю, то есть тело движется равномерно и прямолинейно. Однако напомним, что именно первый закон указывает те системы отсчета, в которых выполняется второй закон.

Третий закон Ньютона подчеркивает, что причиной ускорения является взаимное действие тел друг на друга. Поэтому силы, действующие на взаимодействующие тела, являются характеристиками одного и того же взаимодействия.

азделе.

Сформулированные законы динамики играют роль своеобразных аксиом, то есть утверждений, не выводимых из более общих физических законов. Обратите внимание, что рассматриваемые законы сформулированы для точечных тел (материальных точек). Их применение для реальных тел, имеющих конечные размеры, требует уточнения и обоснования.

Иногда третий закон Ньютона вызывает крайнее удивление: если "сила действия равна силе противодействия", то, как лошадь может сдвинуть телегу?

Ведь сила F12, с которой лошадь тянет телегу, равна по модулю и противоположна по направлению силе F21, с которой телега тянет лошадь.

Разрешение данного противоречия элементарно, если вам понятны законы Ньютона. Нет смысла складывать силы, приложенные к разным телам! Поэтому телега движется под действием силы, приложенной со стороны лошади. А лошадь в свою очередь движется потому, что она "отталкивает" землю, а по третьему закону Ньютона земля толкает лошадь с силой F - именно эта сила и является движущей в системе "лошадь - телега".