If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Если вы используете веб-фильтр, пожалуйста, убедитесь, что домены *.kastatic.org и *.kasandbox.org разблокированы.

Основное содержание
Текущее время:0:00Общая продолжительность:7:14

Транскрипция к видео

Теперь, когда мы немного узнали о первом законе движения Ньютона, давайте проверим себя. Я хочу, чтобы вы определили, какие из этих утверждений верны. Первое гласит: «Если результирующая сила, действующая на объект, равна 0, скорость перемещения тела не изменится». Любопытно. Второе: «Неуравновешенная сила, действующая на объект, всегда будет влиять на его модуль скорости». Тоже любопытное утверждение. Третье: «Причиной того, что движущиеся объекты обычно переходят в состояние покоя, является воздействие на эти объекты неуравновешенных сил». И четвертое: «Неуравновешенная сила, действующая на объект, всегда будет влечь изменение направления движения объекта». Я дам вам время подумать. Итак, давайте рассмотрим каждое из утверждений по очереди. Первое утверждение: «Если результирующая сила, действующая на объект, равна нулю, то его скорость перемещения не изменится». Это совершенно верное утверждение. Это просто другая формулировка первого закона Ньютона. Допустим, есть некий объект, летящий в космосе с некой скоростью, то есть имеющий скорость в некотором направлении, и путешествующий в открытом космосе. Мы можем для чистоты эксперимента предположить, что в нашем случае нет никаких гравитационных взаимодействий. В действительности они всегда есть, хотя и крошечные, но мы предположим, что их нет, и вообще нет частиц, в которые врезается объект, то есть он движется в абсолютном вакууме. Этот объект будет перемещаться вечно, его скорость не изменится, то есть не изменится ни модуль вектора скорости, ни его направление. Так что это утверждение абсолютно верно. Второе утверждение: «Неуравновешенная сила, действующая на объект, всегда будет влиять на его модуль скорости». И ключевые слова здесь — «модуль скорости». Если бы я написал «вектор скорости», то это было бы верное утверждение. Неуравновешенная сила, действующая на объект, всегда будет влиять на его вектор скорости. Это было бы правильное высказывание. Но мы написали здесь «модуль скорости». Модуль скорости — это скалярная величина, она не учитывает направления. И чтобы понять, почему второе утверждение ложно, давайте рассмотрим пару примеров. Мы рассмотрим подробнее понятия центростремительного ускорения и центростремительных сил, направленных в центр планеты, если вам это пока что не понятно интуитивно. Но давайте представим, что мы смотрим сверху на каток. И у нас есть конькобежец; вот это — его голова. Он перемещается в этом направлении. Теперь представим, что в этот миг он хватается за верёвку, которая прибита к столбу на катке вот здесь. Мы смотрим на всё это сверху, и вот здесь — верёвка. Что же теперь будет происходить? Конькобежец будет перемещаться. Его направление будет изменяться. Он будет держаться за верёвку, и пока он будет за неё держаться, он будет двигаться по кругу. Когда он отпустит верёвку, он начнёт движение в любом направлении, в котором он двигался в тот момент, когда он её отпустил. И затем он будет двигаться в этом «последнем» направлении. И если предположить, что трение с поверхностью катка очень-очень небольшое, то конькобежец сохранит тот же модуль скорости. Так что направленная внутрь сила, в нашем случае притяжение конькобежца верёвкой, только изменит направление движения конькобежца. И тогда понятно, что неуравновешенная сила необязательно влияет на модуль скорости объекта. Часто так и бывает, но в нашем примере, она только оказывает влияние на направление движения конькобежца. Другой похожий пример — и речь снова идет о центростремительном ускорении и силах, направленных к центру траектории, ускорении, направленном к центру траектории — это спутник, обращающийся по орбите, или любой обращающийся по орбите предмет. Если это некая планета, а вот тут находится одна из её лун, луна остаётся на орбите потому, что гравитационное притяжение заставляет её менять направление, но не модуль скорости. Модуль скорости остаётся постоянной. Вот тут её скорость. Если бы не было планеты, она бы просто двигалась вот в этом направлении вечно. Но планета есть, и, значит, есть сила притяжения, направленная к центру планеты. И в будущем мы еще поговорим о гравитации. Но пока направленная внутрь гравитация ускоряет этот объект к центру траектории, пока он движется. И через некоторое время вектор скорости данного объекта — если сложить предыдущую скорость с тем, насколько изменился новый вектор скорости, когда объект немного передвинулся — его новый вектор скорости может выглядеть вот так. Но он сохраняет модуль скорости, так что гравитация находится всегда под прямым углом относительно текущей траектории объекта. Модуль скорости сохраняется, так что объект не уходит в открытый космос, но и не падает в центр планеты. И мы обсудим это намного подробнее. Но, проще говоря, неуравновешенная сила, действующая на объект, всегда будет влиять на его вектор скорости. Это может быть модуль, направление или и то, и другое, но необязательно и то, и другое. Это может быть просто модуль или просто направление. Так что это неверное утверждение. Теперь третье утверждение: «Причиной того, что движущиеся объекты обычно переходят в состояние покоя, является воздействие на эти объекты неуравновешенных сил». Это абсолютно правильное утверждение. Мы приводили такой пример. Если я возьму какой-нибудь предмет, например, книгу и попробую передвинуть её по столу, то причина, по которой она остановится, — это действие неуравновешенной силы трения — трения поверхности книги о поверхность стола. Если я нахожусь в бассейне, а в бассейне нет никаких течений, и я попробую толкнуть какой-нибудь предмет под водой, он в конце концов остановится, так как действует сопротивление воды — неуравновешенная сила в направлении, противоположном направлению движения объекта. Это именно то, что замедляет его. Так что в повседневной жизни предметы не движутся вечно, потому что есть сила трения, сопротивление воздуха или трение с различными поверхностями. И, наконец, последнее утверждение: «Неуравновешенная сила, действующая на объект, всегда будет влечь изменение направления движения объекта». Это утверждение, возможно, самое интуитивно понятное. Это обычная ситуация. Допустим, у меня вот тут есть некоторый блок, и он путешествует со скоростью перемещения в данном направлении в 5 метров в секунду. Если применить в этом же направлении неуравновешенную силу — и вот я изображаю её здесь — так вот, если я применяю её в том же направлении, я сообщу предмету ускорение в данном направлении. Так что не факт, что я изменю направление движения объекта. Даже если бы я воздействовал против направления движения, я мог бы замедлить объект, необязательно, что я изменил бы направление движения объекта. Я мог бы изменить направление, действуя так, но это совершенно необязательно. Я необязательно всегда меняю направление объекта. Так что это утверждение неверно. Неуравновешенная сила, действующая на объект, не будет всегда означать изменения направления движения объекта. Это случается, но не всегда. Таким образом, слово «всегда» делает утверждение неверным. Subtitles by the Amara.org community