Естественные науки

Первый закон Ньютона Кутовое ускорение Нормальное ускорение Какие формулы?

При отсутствии внешних сил, тело движется равномерно прямолинейно или покоится.
Угловое ускорение равно производной от угловой скорости по времени.
Нормальное ускорение направлено к центру кривизны траектории и численно равно квадрату линейной скорости, деленному на радиус кривизны.
Lenor Lenor
Lenor Lenor
78 633
Лучший ответ
Ксения Пузырёва Современная формулировка 1-го закона ("Существуют системы отсчёта... ") в одно время вызвала дискуссию в ж-ле "ФШ"), в которой, помнится, принял участие и по меньшей мере один из братьев-академиков Кикоиных. Тогда и я тоже писал туда кое-что: это, мол, будто удешевляет закон, приводит его лишь к определению инерциальной системы... Но кажется, ничего лучшего придумывать не получается.
Первый закон Ньютона постулирует существование инерциальных систем отсчета. Поэтому он также известен как Закон инерции. Инерция — это свойство тела сохранять скорость своего движения неизменной (и по величине, и по направлению), когда на тело не действуют никакие силы. Чтобы изменить скорость движения тела, на него необходимо подействовать с некоторой силой. Естественно, результат действия одинаковых по величине сил на различные тела будет различным. Таким образом, говорят, что тела обладают разной инертностью. Инертность — это свойство тел сопротивляться изменению их скорости. Величина инертности характеризуется массой тела.

Современная формулировка [править | править вики-текст]
В современной физике первый закон Ньютона принято формулировать в следующем виде [3]:

Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальные точки, когда на них не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находятся в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

Историческая формулировка [править | править вики-текст]
Ньютон в своей книге «Математические начала натуральной философии» сформулировал первый закон механики в следующем виде:

Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.

С современной точки зрения, такая формулировка неудовлетворительна. Во-первых, термин «тело» следует заменить термином «материальная точка», так как тело конечных размеров в отсутствие внешних сил может совершать и вращательное движение. Во-вторых, и это главное, Ньютон в своём труде опирался на существование абсолютной неподвижной системы отсчёта, то есть абсолютного пространства и времени, а это представление современная физика отвергает. С другой стороны, в произвольной (скажем, вращающейся) системе отсчёта закон инерции неверен, поэтому ньютоновская формулировка была заменена постулатом существования инерциальных систем отсчета.

Второй закон Ньютона [править | править вики-текст]
Основная статья: Второй закон Ньютона
Второй закон Ньютона — дифференциальный закон движения, описывающий взаимосвязь между приложенной к материальной точке силой и получающимся от этого ускорением этой точки. Фактически, второй закон Ньютона вводит массу как меру проявления инертности материальной точки в выбранной инерциальной системе отсчёта (ИСО).

Масса материальной точки при этом полагается величиной постоянной во времени и независящей от каких-либо особенностей её движения и взаимодействия с другими телами [4][5][6][7].

Современная формулировка [править | править вики-текст]
В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка с постоянной массой, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.

При подходящем выборе единиц измерения, этот закон можно записать в виде формулы:

\vec a = \frac {\vec {F}} {m} ,
где \vec a — ускорение материальной точки;
\vec {F} — равнодействующая всех сил, приложенных к материальной точке;
m — масса материальной точки.

Второй закон Ньютона может быть также сформулирован в эквивалентной форме с использованием понятия импульс:

В инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна равнодействующей всех приложенных к ней внешних сил.

\frac {d \vec p} {dt} = \vec{F},
где \vec p=m\vec v — импульс точки, \vec v — её скорость, а t — время. При такой формулировке, как и при предшествующей, полагают, что масса материальной точки неизменна во времени [8][9][10].

Иногда предпринимаются попытки распространить сферу применения уравнения \frac {d \vec p} {dt} = \vec{F} и на случай тел переменной массы. Однако, вместе с таким расширительным толко