Закони ньютона

Відео: Фізика - перший і другий закони Ньютона

зауваження: У цій статті векторні величини позначаються жирним шрифтом, тоді як скалярні - курсивом.
Ньютону закони руху (Або просто закони Ньютона) - це фундаментальні закони класичної механіки
Вони були вперше опубліковані Ісааком Ньютоном у праці «Математичні початки натуральної філософії» (+1687) і застосовані ним для пояснення багатьох фізичних явищ, пов`язаних з рухом фізичних тіл.
Закони Ньютона разом з його ж законом всесвітнього тяжіння і апаратом математичного аналізу вперше свого часу надали загальне і кількісне пояснення широкому спектру фізичних явищ, починаючи з особливостей руху маятника і закінчуючи орбітами Місяця і планет. Закон збереження імпульсу, який Ньютон вивів як наслідок своїх другого і третього законів, також став першим з відомих закону збереження.
Закони Ньютона піддавалися експериментальній перевірці протягом більше двохсот років. Для масштабів від 10 -6 метра на швидкостях від 0 до 100 000 000 м / с вони дають задовільні результати. Але спеціальна теорія відносності Ейнштейна внесла свої корективи в закони Ньютона, розширивши в такому модифікованому вигляді сферу їх застосування, хоча для нерелятівістскіх фізичних об`єктів вид модифікованих законів Ньютона стає звичним.
Цей закон також має назву закону інерції або принципу Галілея. Суворе його формулювання в сучасному викладі наступне:
Цей закон є спеціальним випадком другого закону Ньютона (див. Нижче), але його значення полягає в тому, що він визначає системи відліку, в яких справедливі наступні два закони. Ці системи відліку називаються інерційних або галілєєвих, тобто таких, які рухаються з постійною швидкістю одна відносно одної.
формулювання:
Математично це формулювання може бути записано так:



або

, якщо m - константа.



де
Це рівняння фактично означає, що чим більше за абсолютним значенням сила буде прикладена до тіла, тим більшим буде його прискорення. параметр m або маса в цьому рівнянні - це дійсно коефіцієнт пропорційності, характеризує інерційні властивості об`єкта.
У рівнянні F = m a прискорення може бути безпосередньо виміряно, на відміну від сили. Тому цей закон має сенс, якщо ми можемо визначити силу F безпосередньо. Одним з таких законів, який визначає правило обчислення гравітаційної сили, є закон всесвітнього тяжіння.
У загальному випадку, коли маса і швидкість об`єкта змінюються з часом, отримаємо:



Рівняння зі змінною масою описує реактивний рух.
Важливе фізичне значення цього закону полягає в тому, що тіла взаємодіють, обмінюючись імпульсами і роблять це за допомогою сил.
формулювання:

Сили, що виникають при взаємодії двох тіл, рівні по модулю і протилежними за напрямком.

Математично це записується так



,

де - Сила, діюча на перше тіло з боку другого тіла, а - Навпаки, сила, що діє з боку першого тіла на друге тіло.
Суперечливого формулювання «на всяку дію є рівна протидія» слід уникати.
Закон в сформульованої формі є справедливим для всіх фізичних сил, хоча існують деякі особливості формулювання цього закону в застосуванні до сил електромагнітного поля.
Певне другим законом Ньютона рівняння інваріантне щодо перетворень Галілея, але не є інваріантним щодо перетворень Лоренца. При створенні теорії відносності його довелося змінити. Виражене через 4-вектори друге рівняння Ньютона набирає вигляду

,

де p i - 4-імпульс, s - просторово-часовий інтервал, f i - 4-вектор сили:

,

де c - швидкість світла у вакуумі.
При малих швидкостях релятивістське рівняння руху переходить в друге рівняння Ньютона, але при великих швидкостях з`являються відмінності, завдяки яким рівняння є Лоренц-інваріантним.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!