Второй закон Ньютона

Первый закон Ньютона говорит нам о том, что предмет в состоянии покоя останется в состоянии покоя, а предмет, движущийся равномерное и прямолинейно, будет продолжать это движение, если только к предмету не приложить какую-либо силу. Можно ещё сказать, что предмет, движущийся с постоянной скоростью перемещения, будет двигаться так же, если на него не воздействовать. Так как здесь рассматривается ситуация, где предмет находится в состоянии покоя, можно взять пример, когда постоянная скорость равна нулю. В первому закону движения Ньютона рассматривается постоянная скорость перемещения. И она может быть равна нулю. Она будет оставаться такой же до тех пор, пока на неё не начнут воздействовать, пока на предмет не будет воздействовать несбалансированная сила. 19 00:00:38,600 --> 00:00:40,430 И это естественным образом подводит нас к вопросу о том, как чистая сила влияет на постоянную скорость перемещения? И как она влияет на состояние предмета? Ответ на этот вопрос даёт второй закон движения Ньютона. Возможно, самый известный из трёх. Хотя они все хорошо известны, сложно выбрать один. Но второй закон даёт нам знаменитую формулу, сила равна массе умножить на ускорение. Ускорение — векторная величина, и сила также векторная величина. сначала мы говорим, что если применить силу, то она может изменить постоянную скорость перемещения. Затем спрашивается, как именно она меняет эту скорость? Допустим, вот кирпич, движущийся в пространстве. Хорошо, что законы Вселенной хотя бы в классической форме (до появления работ Эйнштейна) были связаны с довольно простой математической базой. Второй закон утверждает, что если применить чистую силу, допустим, к этой стороне предмета… Мы говорим о чистой силе, ведь если мы применим две силы, уравновешивающие друг друга, то мы получим нулевую чистую силу, а постоянная скорость перемещения объекта не изменится. Но если мы применим чистую силу к одной стороне предмета, то мы получим чистое ускорение в том же направлении движения. Чистое ускорение в том же направлении движения. Второй закон движения Ньютона утверждает, что ускорение пропорционально применённой силе, а применённая сила пропорциональна ускорению. Постоянная величина пропорциональности — то, на что нужно умножить ускорение, чтобы получить результирующую силу, и то, на что надо делить силу, 59 00:02:26,120 --> 00:02:29,440 чтобы получить ускорение, — это масса. Масса предмета. Я посвящу ей целый видеоурок. Не следует путать массу и вес. Я сделаю целое видео о их разнице. Масса — это средство измерить, сколько имеется некого вещества. Мы посмотрим на это подробнее в будущем. Иногда бывают случаи, когда мы не считаем нечто веществом, а оно имеет массу. Но для классической физики, точнее хотя бы для первого года изучения, достаточно просто представить, что это средство измерить количество некого вещества. Вес, как мы это увидим позже, — то, насколько вещество тянется вниз под действием силы гравитации. То есть вес — это сила. А масса говорит нам, сколько имеется вещества. Хорошо, что формула второго закона такая простая, потому что мы могли бы жить во вселенной, где сила равна массе в квадрате умножить на ускорение или на квадратный корень из ускорения, что сильно усложнило бы все наши математические основания и вычисления. Но всё просто. Здесь есть лишь эта постоянная пропорциональность, вот тут. Простое и красивое математическое выражение. Чтобы немного поупражняться с вычислениями, включающими в себя силу, массу и ускорение, предположим, что у меня есть сила. И единица измерения силы вполне уместно называется ньютон. Предположим, некая сила равна 10 ньютонам. 10 ньютонов — то же самое, что и 10 килограммов умножить на метры и поделить на секунду в квадрате. Хорошо, что ньютон равен килограмму умножить на метры и поделить 96 00:04:04,760 --> 00:04:07,176 на секунду в квадрате, потому что так и получается в этой части формулы. Скажем, есть сила, равная 10 ньютонам, и она приложена к массе некого предмета. Допустим, масса равна 2 килограммам, и я хочу найти 102 00:04:20,145 --> 00:04:24,860 ускорение. Опять же, это векторные величины. Если здесь есть положительная величина, мы считаем, что движение направлено вправо. При отрицательной величине движение было бы направлено влево. Я даю вам не только модульную величину силы, но и направление: вправо, потому что величина положительная. Чему равно ускорение? Мы просто используем формулу F = M * A. В левой части есть 10. Я мог бы написать «10 ньютонов» либо «10 килограммов умножить на метры поделить на секунду в квадрате». И это будет равно массе, которая равна 2 килограммам, на ускорение. Чтобы найти ускорение, нужно просто поделить обе части на 2 килограмма. Делим левую часть на 2 килограмма. Давайте поступим так. Делим правую часть на 2 килограмма. Они сокращаются. 10 : 2 = 5. Затем килограммы сокращаются. В левой части получаются 5 метров на секунду в квадрате. Таково ускорение. А что получится, если я удвою эту силу? 20 ньютонов. Разберу подробнее. 20 килограммов умножить на метры делить на секунду в квадрате, равное (напишу всё разными цветам) 2 килограммам, умноженным на ускорение. Делим обе части на 2 килограмма, что получаем? Это сокращается. 20 : 2 = 10. Килограммы сокращаются. Получаем ускорение, равное 10 метрам на секунду в квадрате. Когда мы удвоили силу, перейдя от 10 ньютонов к 20 ньютонам, ускорение увеличилось вдвое, от 5 метров на секунду в квадрате до 10 метров на секунду в квадрате. Итак, ускорение и сила прямо пропорциональны, и масса — это коэффициент пропорциональности. Можно представить, что произойдёт, если удвоить массу. Если мы удвоим массу при силе в 20 ньютонов, больше не будем делить на 2 кг, а будем делить на 4 кг. И тогда мы поделим 20 на 4, получится 5, будет измеряться в метрах на секунду в квадрате. Если увеличить массу, например, вдвое, ускорение будет равно половине прежнего. Чем больше масса, тем больше силы нужно, чтобы придать ей ускорение. Иначе говоря, чем меньше ускорение для заданной силы, тем тяжелее изменить постоянную скорость перемещения объекта. Subtitles by the Amara.org community