2.2. Сила. Масса. Импульс

Простые эксперименты показывают, что разные воздействия на одно и то же тело вызывают разные ускорения.

Поэтому возникает необходимость в количественной мере воздействия. Такой мерой является сила.

Сила - количественная мера воздействия одного тела на другое.

Как отмечено выше, сила является причиной изменения скорости тела, на которое она действует. Кроме того, поскольку в результате воздействия всякое реальное тело деформируется, сила является причиной деформации тел.

Деформация тел под действием сил позволяет разработать метод измерения сил. Например, если к висящей вертикально пружине подвесить тело, то пружина растянется на определённую величину. Если затем подвесить второе, точно такое же тело, то пружина растянется в два раза сильнее. Если подвесить третье - в три раза и т.д. Таким образом, если имеется набор одинаковых эталонных тел, можно ввести единицу измерения силы.

В системе единиц СИ в качестве единицы измерения сил используется ньютон (обозначается Н).

Сила, возникающая в результате притяжения к Земле, всегда направлена вниз. Но силы могут возникать и за счёт воздействия других тел. В этом случае сила может иметь другое направление. Это означает, что сила является векторной величиной. Любая сила характеризуется величиной, направлением и точкой приложения (экспериментально установлено, что одна и та же сила, приложенная к разным точкам одного и того же тела, действует по-разному).

Если на тело одновременно действует несколько сил, то в ряде случаев их действие будет эквивалентно одной силе, равной векторной сумме всех сил:

F=F₁+F₂+F₃…

Сила F называетсяравнодействующей силой.

Если одинаковые силы приложить к двум разным телам, то у одного тела ускорение будет больше, у другого - меньше.

Это проявление неотъемлемого свойства любого тела - инертности. Инертность - это свойство тел сохранять состояние покоя или двигаться с неизменной скоростью при отсутствии внешнего воздействия.

Поскольку инертность разных тел различна, возникает вопрос о количественной мере этого свойства. Поэтому и вводится масса - мера инертности тел. Чем больше инертность тела, тем больше его масса.

Масса в системе СИ измеряется в килограммах (кг).

Массу 1кг имеет эталонная гиря из платино-иридевого сплава, которая хранится в Международном бюро мер и весов.

Важным свойством массы является её аддитивность. Это значит, что масса тела, состоящего из нескольких частей, равна сумме масс его частей.

Понятия силы и массы были определены Ньютоном в XVIIв. Тогда же им была введена ещё одна характеристика движения - количество движения (на самом деле понятие импульса использовалось и предшественниками Ньютона, но именно Ньютон сформулировал законы, связывающие динамические характеристики между собой).

Количеством движения Ньютон назвал физическую величину, равную произведению массы тела на его скорость. В настоящее время эту характеристику называютимпульсом

p=mv.

Импульс - векторная величина. Направление вектора импульса совпадает по направлению с вектором скорости.

В единицах системы СИ размерность импульса [p]=кг^.м².