Связь между ускорением и силой. Второй закон Ньютона.

Результирующая сил, действующих на тело, равна произведению массы на ускорение этого тела, измеренное в инерциальной системе отсчёта.

Это утверждение называют вторым законом Ньютона, который устанавливает связь между ускорением тела и силой, действующей на него.

Единицей измерения массы в системе СИ служит килограмм (кг). Заметим, что литр воды при комнатной температуре имеет массу около 1 кг.

Уравнение (9.2) является самой популярной формой записи второго закона Ньютона, из которой следует, что для придания телу массой 1 кг ускорения 1 м/с² необходима сила, равная 1 кг.м/с². Величину силы, равную 1 кг.м/с², называют одним Ньютоном (1 Н). Таким образом, сила 1 Н сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с². В системе СИ единицей измерения силы выбран Н.

В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с проявлениями этого закона. Известно, что чем сильнее толкать тело, тем большее ускорение можно ему сообщить. С другой стороны, применяя одну и ту же силу, легче разогнать пустой автомобиль, чем гружёный.

Из второго закона Ньютона следует, что если результирующая сил, действующих на тело, равна нулю, то его ускорение тоже равно нулю, а значит, это тело может либо быть неподвижным, либо двигаться с постоянной скоростью.

Третий закон Ньютона. Единицы массы и силы.

третий закон Ньютона: тела взаимодействуют друг с другом силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Два тела, взаимодействующие между собой, всегда действуют друг на друга с силами, векторы которых равны по модулю, противоположны по направлению и лежат на одной прямой.

В справедливости третьего закона Ньютона мы убеждаемся на каждом шагу. Действительно, делая шаг, мы действуем на землю с силой, направленной вниз. От действия нашей силы участок земли под ступнёй деформируется, и возникающие в результате этого упругие силы земли действуют на ступню вверх. Стоя на земле, мы давим на неё вниз с силой, равной силой тяжести, а она в ответ действует на нас с точно такой же силой, направленной вверх.

Наглядным примером, иллюстрирующим третий закон Ньютона, может служить плавание человека в воде, когда он движется вперёд, толкая назад воду руками и ногами. Каждый раз, когда он с силой толкает воду назад, такая же по величине сила действует на него вперёд со стороны воды.

Взаимодействующие тела действуют друг на друга с равными по величине силами не только при непосредственном контакте, но и на расстоянии. Земля с помощью сил гравитации притягивает Луну с точно такой же силой, с какой Луна притягивает Землю. Однако сила притяжения Луны для Земли очень мала, так масса Земли в 80 раз больше, чем у Луны. Поэтому Луна вращается вокруг Земли, а Земля вокруг Солнца, масса которого почти в миллион раз больше. Третий закон Ньютона справедлив также для электрических и магнитных сил.

Понятие о системе единиц.

Система единиц, совокупность основных и производных единиц, относящаяся к некоторой системе величин и образованная в соответствии с принятыми принципами.

МКС — система единиц измерения, в которой основными единицами являются метр, килограмм и секунда.

МКСА — система единиц измерения электрических и магнитных величин, в которой к основным единицам МКС добавлена четвёртая основная единица — ампер.

МКСК — система единиц измерения тепловых величин, в которой к основным единицам МКС добавлена четвёртая основная единица — кельвин.

На основе МКСА и МКСК в 1960 г. была принята международная система единиц (СИ), которая в настоящее время вытеснила МКС, МКСА и МКСК.

Система СИ была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам, некоторые последующие конференции внесли в СИ ряд изменений.

СИ определяет семь основных и производные единицы физических величин (далее — единицы):

Единицы системы СИ

Названия единиц СИ пишутся со строчной буквы, после обозначений единиц СИ точка не ставится, в отличие от обычных сокращений.

Длина метр metre (meter) м m

Масса килограмм kilogram кг kg

Время секунда second с s

Сила тока ампер ampere А A

Термодинамическая температура кельвин kelvin К K

Сила света кандела candela кд сd

Количество вещества моль mole моль mol

а также набор приставок. Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц и правила записи производных единиц.

Основные единицы: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела. В рамках СИ считается, что эти единицы имеют независимую размерность, т. е. ни одна из основных единиц не может быть получена из других.

Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление. Некоторым из производных единиц в СИ присвоены собственные названия.

Приставки можно использовать перед названиями единиц; они означают, что единицу нужно умножить или разделить на определённое целое число, степень числа 10. Например, приставка «кило» означает умножение на 1000 (километр = 1000 метров). Приставки СИ называют также десятичными приставками.

Некоторые единицы, не входящие в СИ, по решению Генеральной конференции по мерам и весам «допускаются для использования совместно с СИ». Например: минута, час, сутки, градус, литр, тонна, гектар, морская миля и др.

Кроме того, ГОСТ 8.417-2002 разрешает применение следующих единиц: град, световой год, парсек, диоптрия, киловатт-час, вольт-ампер, вар, ампер-час, карат, текс, гал, оборот в секунду, оборот в минуту. Разрешается применять единицы относительных и логарифмических величин, такие как процент, промилле, миллионная доля, фон, октава, декада. Допускается также применять единицы времени, получившие широкое распространение, например, неделя, месяц, год, век, тысячелетие.

Другие единицы применять не разрешается.

Обозначения единиц печатают прямым шрифтом, точку как знак сокращения после обозначения не ставят.

Обозначения помещают за числовыми значениями величин через пробел, перенос на другую строку не допускается. Исключения составляют обозначения в виде знака над строкой, перед ними пробел не ставится. Примеры: 10 м/с, 15°.

123456Следующая ⇒

Поделиться: