1.2. Динаміка матеріальної точки. Перший закон Ньютона.

Матеріальна точка (тіло) зберігає стан спокою або рівномірного прямолінійного руху до тих пір, поки дія з боку інших тіл не примусить її зрадити цей стан.

Прагнення тіла зберігати стан спокою або рівномірного прямолінійного руху називається інертністю. Тому перший закон Ньютона називають також законом інерції. Перший закон Ньютона постулює існування інерціальних систем відліку — таких де матеріальна точка, не схильна до дії інших тіл, рухається рівномірно і прямолінійно.

Щоб описувати дії, що згадуються в першому законі Ньютона, вводять поняття сили. Для опису інерційних властивостей тіл вводиться поняття маси.

Сила.

Сила — векторна величина, що є мірою механічної дії на тіло з боку інших тіл або полів, в результаті якої тіло набуває прискорення або змінює форму і розміри.

Механічна взаємодія може здійснюватися як між безпосередньо контактуючими тілами (наприклад, при ударі, терті, тиску один на одного і т. п.), так і між віддаленими тілами.

Особлива форма матерії, що зв'язує частинки речовини в єдині системи і що передає з кінцевою швидкістю дію одних частинок на інші, називається фізичним полем або просто полем.

Взаємодія між видаленими тілами здійснюється за допомогою пов'язаних з ними гравітаційних і електромагнітних полів.

Користуючись поняттям сили, в механіці звичайно говорять про рух і деформацію даного тіла під дією прикладених до нього сил. При цьому, звичайно, кожній силі завжди відповідає якесь певне тіло або поле, що діє з цією силою.

Сила повністю задана, якщо вказані її модуль F, напрям в просторі і точка прикладання.

Пряма, уздовж якої направлена сила, називається лінією дії сили. Центральними називаються сили, які усюди направлені вздовж прямих, що проходять через одну і ту ж нерухому точку — центр сил, і залежать тільки від відстані до центру сил.

Поле, що діє на матеріальну точку з силою , називається стаціонарним полем, якщо воно не змінюється з часом.

Одночасна дія на матеріальну точку декількох сил еквівалентна дії однієї сили, званої рівнодіючої, або результуючої, що дорівнює їх геометричній сумі.

Одиниця сили — ньютон (Н): 1Н — сила, яка у маси в 1кг спричиняє прискорення 1м/с² у напрямі дії сили.

Механічні системи.

Механічною системою називається сукупність матеріальних точок (тіл), що розглядаються як єдине ціле.

Тіла, що не входять до складу досліджуваної механічної системи, називаються зовнішніми тілами. Сили, що діють на систему з боку зовнішніх тіл, називаються зовнішніми силами.

Внутрішніми силами називаються сили взаємодії між частинами даної системи.

Механічна система називається замкнутою, або ізольованої, системою, якщо вона не взаємодіє із зовнішніми тілами (на неї не діють зовнішні сили).

Тіло називається вільним, якщо на його положення і рух в просторі не накладено ніяких обмежень, і — зв'язаним — якщо на його можливі положення і рухи накладені ті або інші обмеження, які називають в механіці зв'язками. Зв'язане тіло можна розглядати як вільне, замінивши дію на нього тіл, що здійснюють зв'язки, відповідними силами. Ці сили називаються реакціями зв'язків, а вся решта сил, що діють на тіло, — активними силами.

Маса.

Маса – фізична величина, одна з основних характеристик матерії, що визначає її інерційні і гравітаційні властивості.

Одиниця маси — кілограм (кг).

Густиною тіла в даній його точці М називається відношення маси dm малого елементу тіла, що включає точку М, до величини dV об'єму цього елементу

.