- •Новая классификация форм механического движения
- •Первый закон Ньютона
- •Современная формулировка
- •Историческая формулировка
- •Второй закон Ньютона
- •Третий закон Ньютона
- •Современная формулировка
- •Историческая формулировка
- •Реактивное движение
- •Мощность в механике
- •Поля физические
- •Электромагнитная концепция
- •Классификация
- •По характеру взаимодействия с окружающей средой
- •Классификации волн
- •Влияние субстанции
- •По математическому описанию
- •Шкала электромагнитных волн
- •Общие свойства волн Резонансные явления
- •Распространение в однородных средах
- •Дисперсия
- •Поляризация
- •Взаимодействие с телами и границами раздела сред
- •Наложение волн
- •Постулаты
- •Основные характеристики
- •Диссипативная самоорганизация (синергетический подход)
- •Функции состояния
- •Формулировка
- •Формулировки
- •Основные квантовые числа
- •Типы связи
- •Роль катализатора в химической реакции
- •Значение периодической системы
- •Законы стехиометрии
- •История исследования
- •Клеточный уровень
- •Функции белков в организме
- •Каталитическая функция
- •Структурная функция
- •Защитная функция
- •Регуляторная функция
- •Сигнальная функция
- •Транспортная функция
- •Запасная (резервная) функция белков
- •Рецепторная функция
- •Моторная (двигательная) функция
- •Средневековье и возрождение
- •Эволюционные идеи Нового времени
- •Теория Ламарка
- •Катастрофизм и трансформизм
- •Эволюционисты — современники Дарвина
- •Современные теории биологической эволюции
- •Синтетическая теория эволюции
- •Нейтральная теория молекулярной эволюции
- •Катастрофизм
- •Труды Дарвина
- •Закон единообразия гибридов первого поколения
- •Кодоминирование и неполное доминирование
- •Закон расщепления признаков Определение
- •Объяснение
- •Закон независимого наследования признаков Определение
- •Объяснение
- •Генетика пола
- •Определение пола
- •Наследование признаков, сцепленных с полом
- •Сцепленное наследование
- •Понятие о генетической карте
- •Основные положения хромосомной теории наследственности
- •Фундаментальный смысл энергии
- •Энергия и работа
- •Виды энергии
- •Единицы измерения
- •Мощность в механике
- •Электрическая мощность
- •Неразветвленные и разветвленные электрические цепи
- •Методы расчета цепей
- •Закон Ома
- •Законы Кирхгофа
- •Активная мощность
- •Реактивная мощность
- •Полная мощность
- •Преимущества
- •Недостатки
- •Степень интеграции
Первый закон Ньютона
Первый закон Ньютона постулирует наличие такого явления, как инерция тел. Поэтому он также известен как Закон инерции. Инерция — это явление сохранения телом скорости движения (и по величине, и по направлению), когда на тело не действуют никакие силы. Чтобы изменить скорость движения, на тело необходимо подействовать с некоторой силой. Естественно, результат действия одинаковых по величине сил на различные тела будет различным. Таким образом, говорят, что тела обладают инертностью. Инертность — это свойство тел сопротивляться изменению их текущего состояния. Величина инертности характеризуется массой тела.
Современная формулировка
В современной физике первый закон Ньютона принято формулировать в следующем виде
-
Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальная точка при отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго.
Закон верен также в ситуации, когда внешние воздействия присутствуют, но взаимно компенсируются (это следует из 2-го закона Ньютона, так как скомпенсированные силы сообщают телу нулевое суммарное ускорение).
Историческая формулировка
Ньютон в своей книге «Математические начала натуральной философии» сформулировал первый закон механики в следующем виде:
-
Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.
С современной точки зрения, такая формулировка неудовлетворительна. Во-первых, термин «тело» следует заменить на «материальная точка», так как тело конечных размеров в отсутствие внешних сил может совершать и вращательное движение. Во-вторых, и это главное, Ньютон в своём труде опирался на существование абсолютной неподвижной системы отсчёта, то есть абсолютного пространства и времени, а это представление современная физика отвергает. С другой стороны, в произвольной (скажем, вращающейся) системе отсчёта закон инерции неверен. Поэтому ньютоновская формулировка нуждается в уточнениях.
Второй закон Ньютона
Второй закон Ньютона — дифференциальный закон движения, описывающий взаимосвязь между приложенной к материальной точке силой и получающимся от этого ускорением этой точки. Фактически, второй закон Ньютона вводит массу как меру проявления инертности материальной точки в выбранной инерциальной системе отсчёта (ИСО).
Современная формулировка
-
В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.
При подходящем выборе единиц измерения, этот закон можно записать в виде формулы:
где — ускорение материальной точки; — сила, приложенная к материальной точке; m — масса материальной точки.
Или в более известном виде:
В случае, когда масса материальной точки меняется со временем, второй закон Ньютона формулируется с использованием понятия импульс:
-
В инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна равнодействующей всех приложенных к ней сил.
где — импульс точки,
где — скорость точки;
t — время; — производная импульса по времени.
Когда на тело действуют несколько сил, с учётом принципа суперпозиции второй закон Ньютона записывается:
или
Второй закон Ньютона действителен только для скоростей, много меньших скорости света и в инерциальных системах отсчёта. Для скоростей, приближенных к скорости света, используются законы теории относительности.
Нельзя рассматривать частный случай (при ) второго закона как эквивалент первого, так как первый закон постулирует существование ИСО, а второй формулируется уже в ИСО.
Историческая формулировка
Исходная формулировка Ньютона:
-
Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.