Билет №4. Третий закон ньютона. Принцип относительности галилея.

Тела взаимодействуют, т.е. взаимно действуют друг на друга. Если соединенные между собой динамометры растягивать, то их показания будут одинаковыми. Следовательно, сила, с которой один динамометр действует на другой, равна силе, с которой второй динамометр действует на первый.

Третий закон Ньютона: тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной прямой, равными по модулю и противоположными по направлению: .

Силы всегда проявляются парами и внутри каждой пары они всегда одной природы. Например, в опыте с динамометрами это силы упругости.

Силы, возникающие при взаимодействии тел, никогда не уравновешивают друг друга, поскольку приложены к разным телам. Рассмотрим пример. По третьему закону Ньютона сила, с которой человек тянет санки, равна по модулю и противоположна по направлению силе, с которой санки «тянут» человека в обратном направлении. Но санки движутся вперед, а человек назад не движется. Почему? Ни человек, ни санки вследствие одного только взаимодействия друг с другом не могут прийти в совместное движение в одном и том же направлении. Для этого необходима третья сила, одновременно приложенная и к санкам, и к человеку. Она возникает при взаимодействии их с землей. Человек подошвой обуви «толкает» землю в одну сторону, а земля «толкает» его в противоположную сторону. Если эта сила по модулю больше силы, с которой санки действуют на человека, то человек сможет везти санки.

Значение законов Ньютона:

1. Первый закон Ньютона позволяет найти системы отсчета, где справедливы и второй и третий законы Ньютона, - инерциальные.

2. Второй закон позволяет определить ускорение тела при действии на него заданных сил.

3. Третий закон Ньютона обосновывает возникновение равноправных сил при взаимодействии.

4. Законы Ньютона используют для объяснения многих явлений в природе и технике, где описывается движение макроскопических тел со скоростями, много меньшими скорости света.

Принцип относительности в механике (принцип относительности Галилея): во всех инерциальных системах отсчета при одинаковых начальных условиях все механические явления протекают одинаково, т.е. подчиняются одинаковым законам.

Билет №5. Импульс. Закон сохранения импульса.

Импульс тела – векторная физическая величина, равная по модулю произведению массы тела на его скорость, и совпадающая по направлению с вектором скорости: , .

Импульс силы – векторная физическая величина, равная по модулю произведению силы на время ее действия ( ). .

Изменение импульса тела равно импульсу действующей на него силы: . Это утверждение нередко считают еще одной формой второго закона Ньютона. Действительно: ; ; .

Закон сохранения импульса: геометрическая сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых взаимодействиях между телами этой системы: . Для двух тел закон сохранения импульса: .

Закон сохранения импульса можно применять в следующих случаях:

1. Система тел замкнута, т.е. на тела этой системы не действуют внешние силы.

2. На тела системы действуют внешние силы, но их векторная сумма равна нулю.

3. Система не замкнута, но сумма проекций всех внешних сил на какую-либо координатную ось равна нулю; тогда остается постоянной сумма проекций импульсов всех тел системы на эту ось.

4. Время взаимодействия тел мало; в этом случае импульсом внешних сил можно пренебречь и рассматривать систему как замкнутую.

Характерным примером проявления закона сохранения импульса является реактивное движение. Реактивное движение – это движение, при котором какая-то часть тела отделяется от него и движется относительно этого тела с некоторой скоростью (движение реактивного самолета, движение ракеты). Причиной движения реактивного самолета является то, что истекающие из сопла газы, образующиеся при сгорании топлива, приобретают некоторый импульс, поэтому самолет получает такой же по модулю, но противоположный по направлению импульс.