Закон Ньютона выражается формулой ускорения тела, которое равно сумме всех приложенных сил, деленной на массу тела. Узнайте, как применяется этот закон, какие ограничения у него есть, и как использовать правильные системы отсчета для достижения точных результатов.
Cодержание
Введение
Законы Ньютона - это три основных закона классической механики, которые позволяют описать движение любой механической системы, если известны действующие на нее силы. Исаак Ньютон впервые полностью сформулировал эти законы в своей книге "Математические начала натуральной философии" в 1687 году. В данной статье мы рассмотрим формулу, которой выражается второй закон Ньютона.
Второй закон Ньютона
Второй закон Ньютона - это дифференциальный закон движения, описывающий взаимосвязь между приложенной к телу силой и ускорением этого тела. Согласно второму закону Ньютона, ускорение тела, подвергающегося действию нескольких сил, равно сумме ускорений, сообщаемых каждой силой. Формула, выражающая этот закон, имеет следующий вид:$$\vec{a} = \frac{\sum \vec{F}}{m} = \frac{\vec{F_1} + \vec{F_2} + \dots + \vec{F_i}}{m} = \frac{\vec{F_1}}{m} + \frac{\vec{F_2}}{m} + \dots + \frac{\vec{F_i}}{m}$$
где $\vec{a}$ - ускорение тела, $\vec{F}$ - сумма всех приложенных сил, $m$ - масса тела, $\vec{F_1}$, $\vec{F_2}$, $\dots$, $\vec{F_i}$ - отдельные приложенные силы.
Ограничения применимости
Первая форма записи второго закона Ньютона ($\sum \vec{F} = m\vec{a}$) справедлива только при малых скоростях по сравнению со скоростью света. Также следует отметить, что второй закон Ньютона справедлив для тел неизменной массы, конечных размеров и движущихся поступательно.См. также
Инерциальные системы отсчета
Один из ключевых аспектов применения закона Ньютона - это существование инерциальных систем отсчета. Инерциальная система отсчета - это система, в которой выполняются законы Ньютона. В них отсутствует ускорение и силы инерции. Использование инерциальной системы отсчета необходимо для правильного применения закона Ньютона.
Современная формулировка
В современной физике первый закон Ньютона формулируется несколько иначе, чем в историческом контексте. Он утверждает, что тело будет сохранять свою скорость постоянной, если на него не действуют никакие силы. Это свойство тела называется инерцией. Современная формулировка первого закона Ньютона позволяет более точно описать движение тела в определенных условиях.
Вывод
Закон Ньютона выражается формулой $\vec{a} = \frac{\sum \vec{F}}{m}$, где ускорение тела равно сумме приложенных сил, деленной на массу тела. Этот закон является одним из основных принципов классической механики и позволяет описать движение тел в инерциальных системах отсчета. Однако следует учитывать, что применимость закона Ньютона ограничена условиями неизменности массы тела, конечными размерами и движением поступательно. Использование правильных систем отсчета и учет этих ограничений позволяют достичь точных результатов при применении закона Ньютона.См. также
