Центростремительное ускорение.

При равномерном движении тела по окружности его ускорение постоянно по модулю и в любой точке направленно по радиусу к центру окружности. или .

Вывод: в момент времени t₀ тело находилось в точке А и имело скорость . Через промежуток времени оно переместилось в точку В и имело скорость .

Изменение скорости найдем по правилу вычитания векторов. Треугольники АОВ и ВСD подобны и имеют равные углы АОВ = СВD .Хорда АВ мала заменим её дугой АВ= . Так как АО=R, DC= , BD= . Следовательно

Инерциальные системы отсчета. Первый закон ньютона.

Формулировка первого законаНьютона, экспериментальная основа которого была создана опытами,Галилея еще в 1636 году, неоднократно изменялась, но суть его оставалась одной и той же. В настоящее время используются две формулировки этого закона. Чаще всего употребляется следующая:

Существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не действуют другие тела или действие других тел скомпенсировано.

Первый закон Ньютона формулируют и по иному.

Тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока не подвергнется некомпенсированному воздействию со стороны других тел или физических полей.

Физический смысл: 1) Закон утверждает, что будет происходить с телом, если на него не действуют другие тела или действие других тел скомпенсировано. 2) Из всех систем отсчета первый закон Ньютона выделяет те, где он выполняется; такие системы отсчета называются инерциальными

Явление сохранения телом, не подверженным некомпенсированным внешним воздействиям, своей скорости постоянной (в том числе равной нулю, если тело покоится) называют инерцией, а системы отсчета, относительно которых такие тела движутся с постоянной скоростью или покоятся, называются инерциальными. В связи с этим первый закон Ньютона часто называют законом инерции. Прямолинейное равномерное движение тела в инерциальной системе отсчета называют движением по инерции. Понятие инерциальной системы отсчёта является фундаментальным в физике вообще и в механике в частности.

Законы механики не зависят от того, к какой инерциальной системе отсчета они относятся. Иными словами, все инерциальные системы отсчета для любых механических явлений равноправны, т.е. не существует какой-либо особой, «главной» инерциальной системы отсчета, движение относительно которой можно было бы рассматривать как «абсолютное движение».

Сила. Второй закон Ньютона.

Первый закон Ньютона указывает на то, что для изменения скорости движения тела относительно инерциальной системы отсчета, т.е. для ускоренного движения тела, необходимо, чтобы на данное тело подействовало какое-либо другое тело. Такое воздействие называют силой. Природа сил может быть различной, однако для любых сил характерны два основных свойства.

1. Сила — физическая величина, т.е. она может быть охарактеризована не только с качественной стороны, отличающей ее от других физических величин, но и может быть выражена определенным количественным образом. Подтверждением этому является тот опытный факт, что различные силы вызывают разное ускорение.

2. Сила — векторная величина. В результате действия силы на тело оно приобретает ускорение, являющееся векторной величиной. Следовательно, сила — также векторная величина: изменяя направление действия силы, мы изменяем направление ускорения. Модуль вектора силы определяет меру действия на данное тело других тел.

Таким образом, сила — векторная физическая величина, характеризующая действие одного тела на другое, которое, будучи некомпенсированным, приводит к изменению ускорения этого тела и является мерой такого воздействия. В системе СИ сила – это 1 Н. Сила характеризуется: точкой приложения, модулем, направлением.

Непосредственную количественную связь между действующей на тело силой и ускорением этого тела устанавливает второй закон Ньютона:

Ускорение, которое приобретает тело под действием силы, прямо пропорционально этой силе, а его направление совпадает с направлением этой силы. Или: Равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на ускорение.

Физический смысл:1)Закон связывает кинематические и динамические характеристики одного тела; 2)Закон утверждает, что будет происходить с телом, если на него действуют другие тела или поля 3)Установлена единица силы 1 Ньютон

Третий закон Ньютона.

Опыт показывает, что при любом взаимодействии двух тел, массы которых равны и , отношение модулей их ускорений остается постоянным и равным обратному отношению масс тел:

Отсюда следует равенство: В векторном виде это уравнение следует записать в виде Знак «минус» выражает тот опытный факт, что при взаимодействии тел их ускорения всегда имеют противоположные направления. Используя второй закон Ньютона, получаем равенство

Это выражение, называемое третьим законом Ньютона, показывает, что тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной прямой. Эти силы равны по модулю, противоположны по направлению. Однако они не могут уравновешивать друг друга, так как приложены к разным телам. Важно отметить, что сила действия и сила противодействия имеют одинаковую природу. Заметим также, что не только первый, но и второй и третий законы Ньютона выполняются только в инерциальных системах отсчета.Физический смысл: 1) Закон относится не к одному телу, а к системе тел 2) Закон утверждает, что во всех случаях, когда какое-либо тело действует на другое, то имеет место не одностороннее действие, а взаимодействие тел. 3) Закон утверждает, что силы возникают парами, имеют одинаковую природу, появляются и исчезают одновременно; третий закон выполняется как в случаи взаимодействия тел при непосредственном контакте, так и при взаимодействии посредствам поля.