�ݺ�ߣ

Механика
Три закона Ньютона
Системы отсчёта
I закон Ньютона
II закон Ньютона
III закон Ньютона
Москва, 2014
Виктор Сиволгин
victor.sivolgin@physics.msu.ru
Блок 1. Законы Ньютона
Механика
нажмите на название
раздела для перехода
откройте на полный экран
(нажмите CTRL + L)

16.04.2014 2
Смысл законов Ньютона
I закон Ньютона: когда тело покоится либо движется без ускорения, в
каких системах отсчёта это возможно? («О равномерном движении»*).
II закон Ньютона: если на тело действуют силы, то как посчитать
ускорение тела? («Об ускорении»*).
III закон Ньютона: с какими силами взаимодействуют два тела? Какие это
силы, как они направлены? («О взаимодействии двух тел»*).
* данные краткие названия не упоминались Ньютоном и вы не встретите их в учебниках; они указаны лишь для
нашего удобства и быстрого запоминания.
В 1687 году Исаак Ньютон задумался о том, по каким законам движутся и взаимодействуют
друг другом тела. Когда стоят на месте, а когда движутся? Будут ли они двигаться равномерно
или с ускорением? Как определить ускорение тела, и с какими силами тела
взаимодействуют между собой? На эти и другие вопросы Ньютон дал ответ.
• Система отсчета
• I закон Ньютона
• II закон Ньютона
• III закон Ньютона
• ИтогиВступление
Три закона Ньютона
Механика. Блок 1 Виктор Сиволгин victor.sivolgin@physics.msu.ru Слайд из 12

16.04.2014 3
Что это? Это то, относительно чего мы рассматриваем движение тела и
относительно чего измеряется скорость и ускорение.
Из чего состоит? Система отсчета (СО) состоит из тела отсчета (ТО) и
связанной с телом отсчета системы координат (СК):
СО = ТО + СК
Система отсчета Тело отсчета Система координат
Система отсчета (СО)
Подвижное
Движется равномерно
и прямолинейно
(ускорение равно нулю)
– инерциальная СО
либо
Движется с ускорением
(скорость изменяется)
– неинерциальная СО
ТО неподвижно
относительно земли
(скорость равна нулю)
– инерциальная СО
В системе СИ
мы измеряем
расстояние в метрах,
три измерения (x, y, z)
время – в секундах
Неподвижное
Механика. Блок 1 Виктор Сиволгин victor.sivolgin@physics.msu.ru
x
y
z
тело отсчета
Слайд из 12
• Итоги

16.04.2014 4
Примеры инерциальных СО:
СО = ТО + СК
Система отсчета Тело отсчёта Система координат
Система отсчета (СО)
Неподвижным телом отсчета считается Земля.
Система отсчёта, связанная с неподвижной Землей – инерциальная.
Инерциальной или неинерциальной будет система отсчета – зависит от того,
с каким телом отсчёта связать нашу систему отсчёта.
Примеры неинерциальных СО:
• Связанная с поездом, равномерно
движущимся по прямой
• Связанная с равномерно
дрейфующей льдиной
• Связанная с плывущим по прямой
танкером
• Связанная с Землей
• Связанная с взлетающей ракетой
• Связанная с автомобилем на
повороте
• Связанная с летящей мухой
• Итоги

16.04.2014 5
Существуют такие системы отсчёта, в которых тело движется равномерно и
прямолинейно (либо покоится), если все действующие на тело силы
скомпенсированы (либо равны нулю). Такие системы отсчета называются
инерциальными.
Закон о равномерном движении
Смысл закона: «О равномерном движении». Когда тело покоится
либо движется без ускорения? В каких системах отсчёта это
возможно?
• Итоги
x
y
z Иными словами:
в инерциальных системах отсчета
ускорение тела равно нулю (т.е. скорость
постоянна), если действующие на тело
силы скомпенсированы.F1F2
F3
F4
V

16.04.2014 6
Примеры применения I закона Ньютона
«В инерциальных системах отсчета ускорение тела равно нулю,
если сумма приложенных сил равна нулю»
V
mg
N
mg
N
FтягиFсопр
V V
1) Ракета в космосе. Никакие
силы не действуют – ракета
летит с постоянной скоростью.
2) Шайба на гладком льду.
Сила тяжести и сила реакции опоры
скомпенсированы. Скорость постоянна.
3) Корабль в море.
Сила тяги равна силе сопротивления.
Корабль плывет с постоянной скоростью.
mg mg
N VFарх F
Fтр
4) Воздушный шар.
Сила тяжести равна силе
Архимеда. Шар висит в
воздухе, т.е. неподвижен
(*если шар равномерно
поднимается либо
опускается – возникнет сила
сопротивления воздуха).
5) Санки.
Действуют четыре силы, но
– все силы в сумме равны
нулю, поэтому санки едут с
постоянной скоростью (без
ускорения).
Слайд из 12
• Итоги

16.04.2014 7
Смысл закона: «Об ускорении». Если на тело действуют силы, то
как узнать ускорение тела?
Ускорение тела в инерциальной системе отсчета
пропорционально сумме сил, действующих на тело, и
обратно пропорционально массе тела.
mg
N
F1F2
a
Fсумм
a
𝑎𝑎⃗ =
𝐹𝐹⃗
𝑚𝑚
Сумма сил
(равнодействующая)
mm
Четыре силы можно
заменить одной -
равнодействующей
Иными словами: ускорение тела прямо пропорционально силе,
действующей на тело, и обратно пропорционально массе тела
Иными словами: сила равна произведению массы на ускорение
𝐹𝐹⃗ = 𝑚𝑚𝑎𝑎⃗
Слайд из 12
• ИтогиЗакон об ускорении

16.04.2014 8
Примеры применения II закона Ньютона
«Ускорение прямо пропорционально силе и обратно
пропорционально массе тела»
3) Ракета ускоряется.
Действует сила реактивной тяги
двигателя. Силы не скомпенсированы
и ракета ускоряется.
Fтяги
m
a
mg
N F
Fтр
1) Санки.
Действуют: сила тяжести (mg), сила реакции опоры (N),
сила трения о снег (Fтр) и сила тяги (F). Cила F больше
других, т.е. силы не скомпенсированы. Санки ускоряются
(набирают скорость).
a
mg
2) Шар на нити.
Сумма сил тяжести (mg) и силы натяжения
нити (T) направлена влево, по направлению к
положению равновесия. Соответственно
подвешенный шар ускоряется влево.
T
Сумма сил
R
Сумма сил
R
Слайд из 12
• Итоги

16.04.2014 9
Смысл закона: «О взаимодействии двух тел». С какими силами взаимодействуют два
тела? Какие это силы, как они направлены?
Два тела действуют друг на друга с силами, равными по величине и
противоположными по направлению.
Иными словами:
сила действия равна силе противодействия.
При этом:
1) Силы действуют вдоль одной прямой
2) Силы одной природы
(механические, электрические, гравитационные)
3) Никогда друг друга не уравновешивают
(так как приложены к разным телам)
F21 F12
1-й шар 2-й шар
Сила, с которой 2-й
шар давит на 1-й
Сила, с которой 1-й
шар давит на 2-й
Пример 1. Два шара в момент столкновения
давят друг на друга. Силы равны и действуют в
разные стороны вдоль одной прямой.
Слайд из 12
• ИтогиЗакон о взаимодействии двух тел

16.04.2014 10
Примеры применения III закона Ньютона
«Сила действия равна силе противодействия»
F21
F12
Пример 3. Человек и земля.
Как ни удивительно, но сила тяжести – это сила
взаимодействия Земли и тела (в данном случае –
человека). То есть мы притягиваем Землю с такой же
силой, с какой она притягивает нас.
Fтр
Fтр
Fтр
Fтр
Пример 2. Трение ящика о землю.
Сила, с которой земля тормозит ящик, равна силе, с которой
ящик действует на землю. На рисунках мы прикладываем силу
трения к центру ящика (для удобства), но на самом деле она
действует вдоль поверхности соприкосновения.
Слайд из 12
• Итоги

16.04.2014 11
Законы Ньютона
Три закона Ньютона описывают
движение и взаимодействие тел
Подведем итог. Три закона Ньютона:
I закон Ньютона («О равномерном движении»)
Существуют такие системы отсчёта, в которых о тело движется равномерно
и прямолинейно (либо покоится), если все силы, действующие на тело,
скомпенсированы (либо равны нулю). Такие системы отсчета называются
инерциальными.
II закон Ньютона («Об ускорении»)
Ускорение тела в инерциальной системе отсчета пропорционально сумме
сил, действующих на тело, и обратно пропорционально массе тела.
III закон Ньютона («О взаимодействии двух тел»)
Два тела действуют друг на друга с силами, равными по величине и
противоположными по направлению. Причем: силы действуют вдоль
одной прямой, это силы одной природы, эти силы никогда друг друга не
уравновешивают.
• Итоги

16.04.2014 12
Мы обсудили:
Три закона Ньютона и их смысл
Тепловые явления. Блок 1 Виктор Сиволгин victor.sivolgin@physics.msu.ru Слайд из 12
Темы следующего блока
Законы Ньютона → движение по окружности
Далее обсудим:
Движение по окружности
Как применять II закон Ньютона для
движения по окружности

16.04.2014 Тепловые явления. Блок 1 Виктор Сиволгин victor.sivolgin@physics.msu.ru
Смотрите также
Другие презентации курса
почта: victor.sivolgin@physics.msu.ru
вконтакте: vk.com/victor.sivolgin
facebook: fb.com/victor.sivolgin
Карта курса | Карта курса в 3D
Тепловые явления. Температура и внутренняя энергия.
Механика. Движение по окружности
Молекулярная физика. Уравнение Менделеева-Клайперона
хотите использовать презентацию для занятий
хотите получить остальные части курса
нашли ошибки/опечатки
→ напишите автору презентации

�ݺ�ߣ

Механика. Законы Ньютона (Виктор Сиволгин)

Recommended

More Related Content

What's hot (20)

Viewers also liked (20)

Similar to Механика. Законы Ньютона (Виктор Сиволгин) (18)

More from Victor Sivolgin (7)

Механика. Законы Ньютона (Виктор Сиволгин)