Глава 1. Кинематика точки и твёрдого тела

Второй закон Ньютона

Итак, мы выяснили, что ускорение тела прямо пропорционально действующей на него силе и тем меньше, чем больше масса тела. Сформулируем второй закон Ньютона.

Второй закон Ньютона
Ускорение тела прямо пропорционально силе, действующей на него, и обратно пропорционально его массе:

Эта формула выражает один из самых фундаментальных законов природы, которому с удивительной точностью подчиняется движение как громадных небесных тел, так и мельчайших песчинок.

С помощью этого закона можно рассчитать движение поршня в цилиндре автомобиля и сложнейшие траектории космических кораблей. Для решения задач мы чаще пользуемся другой формулировкой второго закона Ньютона.

Важно
Произведение массы тела на ускорение равно сумме действующих на тело сил:
mа = ₁ + ₂ + ₃ + ... (2.2)

Ньютон ввёл понятие массы как количества вещества в данном теле.

Заметим, что если на тело не действуют силы или их сумма равна нулю ( = 0), то относительно инерциальной системы отсчёта = 0 и, следовательно, = const.

Однако это не означает, что первый закон Ньютона есть следствие второго. Ещё раз подчеркнём, что первый закон Ньютона устанавливает существование инерциальных систем отсчёта, а именно таких систем, в которых справедлив второй закон Ньютона.

За единицу силы в Международной системе единиц принимается сила, которая сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с².

Эта единица называется ньютоном (сокращённое обозначение — Н). Наименование ньютона:

1 Н = 1 кг • 1 м/с².

Измерение массы

Измерить массу тела можно с помощью рычажных весов.

Равновесие рычажных весов с одинаковыми плечами будет в том случае, когда оба тела, положенные на чашки весов, давят на них одинаково. Давление же определяется массой этих тел.

Представим, что у нас есть эталонная масса 1 кг, тогда, если любое другое тело уравновешивает эталон, то масса его равна 1 кг. Теперь мы можем измерять массу, равную 2 кг, и т. д. Разделив тело массой 1 кг на две равные части, мы получим два тела по 500 г, которые также можно использовать для измерения. Разделив одно из тел также на две равные части, мы получим массы по 250 г и т. д. Таким образом, мы можем измерять любые массы, используя наборы тел с разными массами.

Почему мы определяем массу тела на рычажных весах, а не измеряем динамометром?

<<< К началу Окончание >>>