2.2. Сила. Масса

Сила – векторная величина, являющаяся мерой механического действия на тело со стороны других тел или полей, в результате которого оно приобретает ускорение или изменяет форму и размеры.

Взаимодействие может осуществляться как между непосредственно контактирующими телами, так и между удаленными телами через связанные с ними гравитационные и электромагнитные поля.

Одновременное действие на тело нескольких сил можно заменить одной равнодействующей силой, равной их геометрической сумме.

Масса тела – физическая величина, являющаяся мерой его инертности при поступательном движении. Установлено, что чем больше масса тела, тем труднее заставить его изменить состояние своего движения. В классической механике принимается, что масса тела не изменяется ни при движении, ни при взаимодействии с другими телами.

2.3. Второй закон Ньютона – основной закон динамики материальной точки

Второй закон Ньютона был установлен опытным путем: ускорение материальной точки пропорционально действующей на нее силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе точки

. (1.2.1)

Поскольку то закон Ньютона записать в виде:

, (1.2.2)

где - импульс или количество движения материальной точки. Следовательно, скорость изменения импульса материальной точки равна действующей на нее силе.

Основной закон динамики можно представить и в такой форме:

или (1.2.3)

изменение импульса материальной точки равно импульсу действующей на нее силы.

Из второго закона Ньютона можно получить единицу силы – (ньютон) ( ).

2.4. Третий закон Ньютона

Всякое действие материальных точек друг на друга имеет характер взаимодействия: две материальные точки действуют друг на друга силами, равными по модулю и направленными в противоположные стороны вдоль прямой, соединяющей эти точки

. (1.2.4)

Силы действия и противодействия имеют одну природу. Они не уравновешивают друг друга, т. к. приложены к разным материальным точкам ( - сила, действующая на первую точку со стороны второй, - сила, действующая на вторую точку со стороны первой).

2.5. Основной закон динамики поступательного движения твердого тела

Твердое тело можно рассматривать как механическую систему - совокупность материальных точек, рассматриваемых как единое целое. Силы взаимодействия между материальными точками механической системы называются внутренними. Силы, с которыми на материальные точки системы действуют внешние тела, называются внешними. Механическая система, на которую не действуют внешние силы, называется замкнутой (изолированной).

Совместное применение второго и третьего законов Ньютона позволяет перейти от динамики отдельной точки к динамике системы материальных точек.

Можно показать, что основной закон динамики поступательного движения твердого тела имеет вид: или . (1.2.6)