УРОК 20

Сила. Маса.

Другий та третій закони Ньютона

Згадуємо силу

Сила F у механіці — це векторна фізична величина, що є мірою взаємодії тіл, у результаті якої тіло набуває прискорення або деформується.

Одиниця сили в СІ — ньютон

[F] = 1 H (N).

Інтерактивна симуляція PhET (Сили і рух: основи)

1 Н дорівнює силі, яка, діючи на тіло масою 1 кг, надає йому прискорення 1 м/с².

Результат дії сили F залежить від модуля F цієї сили, її напрямку та місця прикладення (якщо тіло не є матеріальною точкою).

Властивість різних тіл по-різному реагувати на ту саму дію

Властивість тіла, яка полягає в тому, що для зміни швидкості руху тіла під дією сили потрібен деякий час, називають інертністю.

Чим тіло інертніше, тим меншого прискорення воно набуває внаслідок тієї самої дії. Інертні властивості тіла характеризує інертна маса тіла.

Будь-яке тіло має також властивість гравітаційно взаємодіяти з іншими тілами. Цю властивість характеризує гравітаційна маса тіла. Інертна маса тіла дорівнює його гравітаційній масі, тому далі говоритимемо просто про масу тіла.

Маса m — фізична величина, яка є мірою інертності та мірою гравітації тіла

Одиниця маси в СІ — кілограм

[m] = 1 кг (kg).

1 кг дорівнює масі міжнародного еталона кілограма.

Основні властивості маси:

1. Маса тіла — величина інваріантна: вона не залежить ані від вибору системи відліку, ані від швидкості руху тіла.
2. У класичній механіці маса тіла — величина адитивна: маса тіла дорівнює сумі мас усіх частинок, із яких складається тіло, а маса системи тіл дорівнює сумі мас тіл що утворюють систему.
3. У класичній механіці виконується закон збереження маси: в ході будь-яких процесів у системі тіл загальна маса системи залишається незмінною; маса тіла не змінюється під час його взаємодії з іншими тілами.

Якщо на два тіла масами m₁ і m₂ діють однакові сили, то порівняти маси цих тіл можна, якщо визначити прискорення, набуті тілами в результаті дії цих сил:

Другий закон Ньютона

Узявши до уваги, що одиницю сили обирають так, що коефіцієнт пропорційності у виразі а ~ F/m дорівнює 1, сформулюємо другий закон Ньютона:

Прискорення, якого набуває тіло внаслідок дії сили, прямо пропорційне цій силі та обернено пропорційне масі тіла:

• Другий закон Ньютона, записаний у вигляді a = F/m справджується тільки в інерціальних системах відліку.

• У більшості випадків на тіло діють кілька сил. Якщо тіло можна вважати матеріальною точкою, то всі ці сили можна замінити однією — рівнодійною.

Рівнодійна дорівнює геометричній сумі сил, які діють на тіло: F = F₁ + F₂ +... + F_n, тому другий закон Ньютона зазвичай записують так:

• Напрямок прискорення руху завжди збігається з напрямком рівнодійної сил, які діють на тіло: a ↑↑ F.

• Якщо сили, що діють на тіло, скомпенсовані, тобто рівнодійна дорівнює нулю (F₁ + F₂ +... + F_n = 0), тіло не змінюватиме швидкості свого руху ані за значенням, ані за напрямком: a = 0, отже, рухатиметься рівномірно прямолінійно або перебуватиме у спокої.

• Тіло рухається рівноприскорено прямолінійно тільки тоді, коли рівнодійна сил, прикладених до тіла, не змінюється з часом.

Інтерактивна симуляція "Фізика в школі" (Другий закон Ньютона)

Третій закон Ньютона

«Дії завжди існує рівна й протилежна протидія, інакше: дії двох тіл одне на одне між собою рівні й напрямлені протилежно» — так І. Ньютон сформулював свою третю й останню «аксіому руху».

«Дія» і «протидія» — це завжди сили однієї природи, вони завжди напрямлені вздовж однієї прямої.

Третій закон Ньютона в сучасному вигляді:

Тіла взаємодіють із силами, що мають одну природу, напрямлені вздовж однієї прямої, рівні за модулем і протилежні за напрямком:

Інтерактивна симуляція "Фізика в школі" (Третій закон Ньютона)

Зміст 10 клас Назад Наступна тема На гору