2.1 Первый закон Ньютона – закон инерции

Материальная точка сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит её изменить это состояние.

Способность тел сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью. Поэтому первый закон называют также законом инерции, а движение тела, свободное от внешних воздействий, – движением по инерции.

Механическое движение относительно, его характер зависит от выбора системы отсчёта. Опыт показывает, что первый закон Ньютона выполняется не во всякой системе. Те системы, в которых он справедлив, называют инерциальными системами отсчёта.

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 удалёнными 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 путём: ускорение материальной точки пропорционально действующей на неё силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе точки

. (2.1)

Поскольку то закон Ньютона можно записать в виде:

, (2.2)

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

Основной закон динамики можно представить и в такой форме:

или (2.3)

изменение импульса материальной точки равно импульсу действующей на неё силы.

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

. (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 твёрдого тела

Твёрдое 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).

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 твёрдого тела имеет вид:

или . (2.5)