Другі закон Ньютана: Розніца паміж версіямі

[дагледжаная версія][недагледжаная версія]
Змесціва выдалена Змесціва дададзена
др →‎Фармулёўкі: афармленне
Няма тлумачэння праўкі
Тэгі: першае рэдагаванне Візуальны рэдактар
Радок 1:
'''Другі́ зако́н [[Ісаак Ньютан|Нью́тана]]''' вызначае сувязь між уздзеяннем на цела ([[матэрыяльны пункт]]) і характарам яго [[механічныМеханічны рух|руху]]. Закон сцвярджае, што вынікам дзеяння [[сілаСіла|сілы]] ёсць [[паскарэнне]], якое [[прамаяПрамая прапарцыянальнасць|прама прапарцыянальнае]] гэтай сіле і адваротна прапарцыянальнае [[масаМаса|масе]] цела.
 
Сучасная фармулёўка:
 
''Паскарэнне, якое атрымлівае [[матэрыяльны пункт]], ёсць вынікам дзялення [[сілаСіла|сілы]], якая ўздзейнічае, на ягоную [[масаМаса|масу]].''
: <math>\mathbf{a} = \frac {\mathbf{F}} {m}.</math>
 
Калі на [[матэрыяльны пункт]] дзейнічае некалькі сіл, то паскарэнне, якое ён атрымае, раўняецца [[вектарнаяВектарная сума|вектарнай суме]] паскарэнняў, якія атрымаў бы матэрыяльны пункт згодна з гэтым законам, калі разглядаць кожную сілу паасобку ([[прынцып суперпазіцыі]]). Здабытак гэтага паскарэння і масы матэрыяльнага пункта роўны [[раўнадзейнаяРаўнадзейная сіла|раўнадзейнай]] гэтых сіл, якая роўная іх вектарнай суме. У такім разе другі закон Ньютана выглядае наступным чынам:
: <math>\mathbf{a} = \frac {\Sigma \mathbf{F}} {m}.</math>
 
Маючы на ўвазе азначэнне [[імпульсІмпульс|імпульсу]]у, другі закон Ньютана можна запісаць наступным чынам:
: <math>\mathbf{F} = m \mathbf{a} = m \frac {d\mathbf{v}} {dt} = \frac {dm\mathbf{v}} {dt} = \frac {d\mathbf{p}} {dt}.</math>
 
Такім чынам, другі закон Ньютана вызначае, што [[вытворнаяВытворная функцыі|вытворная]] імпульсу матэрыяльнага пункта па часе роўная сіле, якая дзейнічае на яго.
 
Другі закон Ньютана справядлівы як у [[інерцыяльнаяІнерцыяльная сістэма адліку|інерцыяльных]], так і ў [[неінерцыяльнаяНеінерцыяльная сістэма адліку|неінерцыяльных сістэмах адліку]], але ў неінерцыяльных сістэмах неабходна ўводзіць [[сілаСіла інерцыі|сілы інерцыі]], дзеянне якіх абумоўлена паскораным рухам сістэмы адліку.
 
Прымяняць другі закон Ньютана да складаных [[механічнаяМеханічная сістэма|механічных сістэм]] у агульным выпадку нельга. Тым не менш, для любой механічнай сістэмы мае месца '''закон змянення імпульса''':
: <math>\mathbf{F}_{ex} = \frac {d\mathbf{p}} {dt},</math>
дзе <math>\mathbf{F}_{ex}</math> — вектарная сума вонкавых сіл, якія ўздзейнічаюць на сістэму; <math>\mathbf{p}</math> — [[імпульсІмпульс цела|імпульс]] сістэмы. Гэты закон вынікае з другога і [[трэціТрэці закон Ньютана|трэцяга]] законаў Ньютана.
 
== Фармулёўкі ==
Часам у рамках класічнай механікі прадпрымаліся спробы распаўсюдзіць сферу прымянення ўраўнення
: <math>\frac{d{\vec {p}}}{dt}=\vec {F}</math>
і на выпадак цел зменнай масы. Аднак разам з такім пашыраным тлумачэннем ураўнення прыходзілася істотным чынам мадыфікаваць прынятыя раней вызначэнні і змяняць сэнс такіх фундаментальных паняццяў, як ''матэрыяльная кропка, імпульс і сіла''<ref name="Зоммерфельд2">{{кніга |аўтар= [[Арнольд Зомерфельд|Зоммерфельд А.]] |частка= |спасылка частка= |загаловак= Механика |арыгінал= ''Sommerfeld A.'' Mechanik. Zweite, revidierte auflage, 1944|спасылка= |вікітэка= |адказны= |выданне= |месца= Іжэўск|выдавецтва= НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика»|год= 2001|том= |старонкі= 45-46|старонак= 368|серыя= |isbn= 5-93972-051-X |тираж=}}</ref><ref>''Кильчевский Н. А.'' Курс теоретической механики. Том 1. — М.: Наука, 1977. 480 с.</ref>.
 
Ураўненні, якія адпавядаюць гэтаму закону, называюцца [[ураўненнеУраўненне руху|ўраўненнямі руху]] [[матэрыяльнаяМатэрыяльная кропка|матэрыяльнай кропкі]].
 
Пры незалежным выбары [[Адзінкі вымярэння|адзінак]] масы, сілы і паскарэння выраз другога закона трэба пісаць у выглядзе
: <math>m{\vec {a}}=k{\vec {F}},</math>
дзе <math>k</math> — каэфіцыент прапарцыянальнасці, значэнне якога вызначаецца выбарам адзінак вымярэння<ref>{{кніга|аўтар=[[Ігар Уладзіміравіч Савельеў|Савельев И. В.]]|загаловак=Курс общей физики|выданне= 2-е изд., перераб<!-- кропка ставіцца шаблонам аўтаматычна -->|спасылка=http://scask.ru/book_s_phis1.php?id=12 |месца= М.|выдавецтва=Наука|год=1982|том=1. Механика. Молекулярная физика|старонак=432|старонкі=54|isbn=}}</ref><ref>{{кніга|аўтар=Сена Л. А. |загаловак=Единицы физических величин и их размерности|спасылка=http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Sena1969ru.djvu|месца=М.|выдавецтва=Наука|год=1969|старонак=304|старонкі=22}}</ref><ref>{{кніга|аўтар=Мултановский В.В.|загаловак=Курс теоретической физики: Классическая механика. Основы специальной теории относительности. Релятивистская механика|спасылка=http://alexandr4784.narod.ru/mult1/mult1_01_05.pdf|месца=М.|выдавецтва=Просвещение|год=1988|том= |старонак=304|старонкі=73|isbn=5-09-000625-3}}</ref><ref>«Нельга змешваць паняцці сілы і здабытку масы на паскарэнне, якому яна [сіла] роўная» <!-- ст. 379 -->({{артыкул|аўтар=[[Уладзімір Аляксандравіч Фок|Фок В.А.]]|загаловак=Механика. Рецензия на книгу: Л. Ландау и Л. Пятигорский. Механика. (Теоретическая физика под общей редакцией проф. Л.Д.Ландау, т. I). Гостехиздат. Москва — Ленинград, 1940|спасылка= http://ufn.ru/ru/articles/1946/2/j|выданне=[[Успехи физических наук|УФН]]|год=1946|выпуск=2–3|том=28|старонкі=377–383}}).</ref>.
 
=== Ужывальнасць розных фармулёвак ===
Другі закон Ньютана ў выглядзе <math>m{\vec {a}={\vec {F}}} </math> прыбліжана справядлівы толькі для [[Скорасць|скарасцей]], шмат меншых за [[скорасць святла]], і ў [[інерцыяльнаяІнерцыяльная сістэма адліку|інерцыяльных сістэмах адліку]].
 
У выглядзе
: <math>\frac{d{\vec {p}}}{dt}=\vec{F}</math>
другі закон Ньютана дакладна справядлівы таксама ў інерцыяльных сістэмах адліку [[спецыяльнаяСпецыяльная тэорыя адноснасці|спецыяльнай тэорыі адноснасці]] і ў лакальна інерцыяльных сістэмах адліку [[агульнаяАгульная тэорыя адноснасці|агульнай тэорыі адноснасці]], аднак пры гэтым замест ранейшага выразу для імпульсу выкарыстоўваецца роўнасць
: <math>{\vec p} = \frac{m{\vec v}}{\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}},</math>
дзе {{math|''c''}} — [[скорасць святла]].
 
=== '''Вобласць прымянення закона''' ===
Другі закон Ньютана ў класічнай механіцы сфармуляваны ў дачыненні да руху матэрыяльнага пункта. Мяркуецца, што маса матэрыяльнага пункта нязменная ў часе<ref>Ландсберг Г. С. Элементарны падручнік фізікі. Тым 1. Механіка. Цеплыня. Малекулярная фізіка. - М .: Навука, 1975. - C. 107</ref><ref>Ісаак Ньютан. Матэматычныя пачаткі натуральнай філасофіі. - М .: Навука, 1989. - С. 40. - 690 с. - («Класікі навукі»). - 5 000 экз.</ref>. Ўраўненні, адпаведныя дадзеным законе, завуцца раўнаннямі руху матэрыяльнага пункта або асноўнымі раўнаннямі дынамікі матэрыяльнай кропкі.
 
У выпадку, калі на [[матэрыяльную кропку]] дзейнічае некалькі сіл, кожная з іх паведамляе кропцы паскарэнне, якое вызначаецца другім законам Ньютана так, як калі б іншых сіл не было (прынцып незалежнасці дзеянні сіл). Таму выніковае паскарэнне матэрыяльнага пункта можна вызначыць па другому закону Ньютана, падставіўшы ў яго раўнадзейную сілу.
 
Акрамя матэрыяльнага пункта, раўнанне другога [[Законы Ньютана|закона Ньютана]] дастасавальна таксама для апісання механічнага руху цэнтра мас механічнай сістэмы. Цэнтр мас рухаецца, як матэрыяльны пункт, якая мае масу, роўную масе ўсёй сістэмы, і якая знаходзіцца пад дзеяннем ўсіх знешніх сіл, прыкладзеных да кропак сістэмы (тэарэма аб руху цэнтра мас сістэмы).
 
Другі закон Ньютана выконваецца толькі ў інерцыйных сістэмах адліку. Тым не менш, дадаючы да сілам з боку іншых тэл сілы інэрцыі, для апісання руху ў неинерциальных [[Сістэма адліку|сістэмах адліку]] можна карыстацца раўнаннем другога закона Ньютана. З улікам сіл [[інэрцыі]] для неинерциальной сістэмы адліку раўнанне другога закона Ньютана выконваецца ў той жа форме, што і для інерцыйных сістэмах: маса цела, памножаная на яго паскарэнне адносна неинерциальной сістэмы адліку, роўная па велічыні і кірунку раўнадзейнай усіх сіл, уключаючы і сілы інэрцыі, прыкладзеныя да цела.
 
== Гл. таксама ==
*<li> [[Законы Ньютана]]</li>
 
== Зноскі ==
Радок 48 ⟶ 57:
== Літаратура ==
* {{Крыніцы/БелЭн|11к|Ньютана законы механікі}} С. 397—398.
 
 
[[Катэгорыя:Дынаміка]]