19. Інерціальні системи. Перший закон Ньютона.

Інерціальними Ньютон назвав такі системи, для яких єдиним джерелом прискорення є сила, тобто взаємодія з іншими тілами. Системи відліку, які рухаються відносно інерціальних систем із прискоренням (поступально чи обертально), він назвав неінерціальними. Ньютон, розглядаючи інерціальну систему відліку (ІСВ), так і не зміг вказати тіло, яке б було для неї тілом відліку. Оточуючі тіла рухаються прискорено: дім обертається навколо осі Землі, а разом з її поверхнею навколо Сонця. Системи відліку, які пов'язані із оточуючими тілами, неінерціальні, але їх прискорення здебільшого є дуже мале. Прискорення автобуса становить близько 1 м/с², великого корабля - кілька см/с², Землі - 6 мм/с², Сонця - близько 10^-8 см/с². Відповідно, чим більша маса тіла відліку, тим менше його прискорення. Очевидно, що найбільшу масу з оточуючих нас тіл має Сонце, тому пов'язана з ним система відліку є майже інерціальною. У цій ІСВ початок відліку координат суміщають з центром Сонця, а координати осей проводять у напрямі до реальних зірок, які можна вважати нерухомими.

Визначивши роль системи відліку, сформулюємо перший закон Ньютона так: в інерціальній системі відліку матеріальна точка зберігає стан спокою або рівномірного прямолінійного руху, якщо на неї не діють інші тіла або дія зовнішніх тіл скомпенсована.

20. Сила. Одиниці виміру сили. Прояви дії сили. Другий закон Ньютона.

Си́ла — фізична величина, що характеризує ступінь взаємодії тіл. При дії незрівноваженої сили на фізичне тіло його рух змінюється, тобто тіло набуває прискорення.

Сила є векторною величиною — крім числа, що позначає більшу чи меншу дію, вона характеризується ще й напрямком дії. Силу здебільшого позначають латинською літерою F.

Сили вивчаються в розділах механіки, які називаються динамікою і статикою. Динаміка вивчає питання, пов'язані з рухом тіл під впливом сил, а в статиці розглядаються умови рівноваги нерухомих тіл.

Прилад для вимірювання сили називається динамометром або силоміром. Процедура вимірювання сили називається динамометрією.

За другим законом Ньотона, швидкість зміни імпульсу тіла дорівнює рівнодійній прикладених до нього сил:

.

Таким чином, сили, які діють на тіло, визначають його прискорення.

21. Центр інерції механічної системи. Особливості руху центра інерції замкненої механічної системи.

Центром мас, або центром інерції системи матеріальних точок називається точка С, радіус вектор якої визначається за формулою:

Точка, для якої сума добутків мас усіх матеріальних точок, що утворюють дану механічну систему, на їх радіус-вектори, які проведені з цієї точки, дорівнює нулю.

Швидкість центра мас:

.

.

Тобто, центр мас механічної системи рухається як матеріальна точка, в якій зосереджена вся маса системи і на яку діє рівнодійна прикладених до системи зовнішніх сил.

Центром мас або центром інерції системи називається геометрична точка С, положення якої характеризує розподіл мас у системі. Положення центра мас визначається радіус вектором , який для системи є дискретним розподілом мас і системи з неперервним розподілом описується формулами

m-маса всієї системи.

Імпульс центра мас дорівнює повному імпульсу системи. Рух центра мас тотожний з поступальним рухом системи. Якщо на систему діють зовнішні сили, то за другим законом Ньютона отримуємо рівняння руху центра масс.

Рух центра мас рухається як матеріальна точка, маса якої дорівнює сумарній масі всієї системи, а діюча сила-геометричній сумі всіх зовнішніх сил, які діють на систему. У замкненій системі імпульс центра мас зберігається:між матеріальними точками системи можуть діяти будь –які сили, система може обертатися,але центр мас системи рухається рівномірно прямолінійно.