На существование инерциальных систем отсчета и на то, что всем телам присуще свойство инертности указывает первый закон Ньютона.
Первый закон Ньютона можно сформулировать так: существуют системы отсчета (инерциальные), относительно которых тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока действие других тел не выведет его из этого состояния.
Количественная мера взаимодействия тел – сила . Сила является векторной величиной и определяется численным значением, направлением действия и точкой приложения.
В СИ сила выражается в ньютонах Н.
Второй закон Ньютона можно сформулировать так – ускорение, полученное телом в инерциальной системе отсчета, прямо пропорционально действующей на тело результирующей силе и обратно пропорционально массе тела = m.
Содержание третьего закон в Ньютона заключается в следующем – силы, с которыми взаимодействуют тела, направлены вдоль прямой, соединяющей центры масс этих тел. Они равны по величине и противоположны по направлению: 1=2
Законы Ньютона справедливы в инерциальных системах отсчета, применимы к материальной точке, к телу конечных размеров, если это тело движется поступательно.
1. Задача: вертикально вверх с начальной скоростью V0=40 м/с, брошено тело массой m=50г. Оно достигло максимальной точки подъема через время t=2c. Найти среднюю силу сопротивления воздуха, действующее на тело в момент подъема. Принять g= 9,8 м/с².
Решение:
Для рассматриваемого тела запишем второй закон Ньютона P + F = m·a, спроектировав записанное уравнение на координату ОY, получим P + F = m·a.
Поскольку Р = m·g, из последнего равенства найдем искомую F=m·(a-g)
C другой стороны Vk = V0 – at, Vk = 0. Тогда а = V0/t, следует:
F=m·(V0/t – g) = 5·10·(40/2 – 9,8 ) = 0,51 H.
Ответ: 0,51 Н.
2. Задача: платформа массой m= 500т = 5· 105 кг , остановилась под действием силы трения Fтр = 105 Н через время 45с. С какой скоростью V0 двигалась платформа до момента остановки?
Решение:
Запишем второй закон Ньютона для данной задачи Fт +N + Fтр = m·a
От векторного представления закона перейдем к скалярному. Для этого спроектируем векторное уравнение на направление координаты x:
F = m·a, a = F/m = 105/ 5 · 105= 0,2 м/с2
Поскольку Vк = 0, то V0 = a·t = 0,2·45 = 9 м/с.
Ответ: 9 м/с.
