9. Понятие силы и инертной массы. Импульс. Второй закон Ньютона.

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

Масса тела - мера инертности тела, то есть его количественная характеристика.

Масса обладает свойством аддитивности. Это значит, что масса составного тела равна сумме масс отдельных его частей. Данное свойство справедливо лишь в рамках классической механики. В релятивистской механике аддитивность массы не имеет места.

Второй закон Ньютона

Второй закон Ньютона является основным законом динамики. Он говорит о том, как меняется механическое движение тела под действием приложенной к нему силы. Различные опыты показывают, что:

ускорение тела пропорционально действующей на него силе и обратно пропорционально его массе.

a=F/m(1)

Второй закон Ньютона, как и первый закон, справедлив только в инерциальных системах отсчета.

В классической механике считается, что масса тела не зависит от его движения, поэтому уравнение 1 можно переписать в виде

где p=mυ - импульс тела.

И́мпульс (Количество движения) — векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения тела

Единицей измерения силы является ньютон, равный силе, которая массе 1 кг сообщает ускорение 1 м/с² в направлении действия силы:

10. Третий закон Ньютона.

Всякое действие тел друг на друга носит характер взаимодействия: если одно тело действует на другое тело с некоторой силой, то и другое тело в свою очередь тоже действует на первое тело с некоторой силой.

(третий закон Ньютона) Силы, с которыми действуют друг на друга взаимодействующие тела, всегда равны по величине и противоположны по направлению.

F₁₂=-F₂₁

11. Понятие о механической системе. Закон сохранения импульса (зси).

Механическая система – совокупность тел, выделенная для рассмотрения.

Внутренние силы – силы, с которыми тела системы действуют друг на друга.

Внешние силы – силы, обусловленные воздействием тел, не входящих в систему.

Замкнутая система (изолированная) - система, в которой внешние силы отсутствуют.

ЗСИ: полный импульс замкнутой системы от времени не зависит, он сохраняет свое значение и направление.

Полный импульс замкнутой системы равен сумме импульсов, составляющих ее частиц.

(i = 1,…,N)

На каждую частицу действуют внутренние силы со стороны других частиц

Сложим эти уравнения и объединим силы от пар частиц

По третьему закону Ньютона F_ij=-F_ji, поэтому сумма всех внутренних сил равна нулю и получаем:

12. Центр масс. Теорема о движении центра масс.

Центром масс (центром инерции) системы тел называется точка С, положение которой в пространстве определяется радиус-вектором

Где - масса системы, отсюда находим :

(1)

m_i - масса i – той частицы

r_i - радиус-вектор задающий положение i-той частицы Теорема о движении центра масс. Центр масс движется как материальная точка с массой равной массе системы под давлением результирующей всех внешних сил приложенных к телам системы.

Возьмем первую производную по времени от равенства(1)

Получаем

Здесь v_c=dR_c/dt - скорость движения центра масс, характеризующая скорость перемещения системы как целого.

Поскольку для замкнутой системы p=const то и v_c=const. Значит центр масс замкнутой системы движется прямолинейно и равномерно или остается неподвижным. Поэтому система координат, связанная с центром масс является инерциальной, ее называют

ц-системой.