Первый закон Ньютона: существуют такие системы отсчета, в которых если на тело не действуют другие тела или их действие скомпенсировано, то тело покоится или движется равномерно прямолинейно, Такие системы отсчета называются инерциальными.
Инерциальной является система отсчета, связанная с центром масс Солнечной системы (приблизительно центр Солнца). Система отсчета, движущаяся равномерно прямолинейно относительно инерциальной, также является инерциальной. Приблизительно инерциальной является система отсчета связанная с центром Земли (ускорение центра Земли относительно центра Солнца очень мало: .) Система отсчета связанная с какой-либо точкой поверхности Земли не всегда, даже приблизительно, может считаться инерциальной.
Второй закон Ньютона: произведение массы тела на его ускорение равно векторной сумме всех сил, действующих на тело:
m. = + +…+ (3.1)
Третий закон Ньютона: если два тела взаимодействуют между собой, то их силы взаимодействия равны по величине и направлены противоположно друг другу:
(3.2)
где -сила действующая на первое тело со стороны второго; - сила действующая на второе тело со стороны первого.
Закон изменения импульса
Импульсом тела (материальной точки) называется вектор:
(3.3)
где m – масса тела, v – его скорость. Рассмотрим два взаимодействующих между собой тела (материальные точки) (рис 3.1).
Рис 3.1. Взаимодействие двух тел массой m 1 и m 2. - векторная сумма всех сил, действующих на первое тело со стороны третьих (внешних) тел; - векторная сумма всех сил, действующих на второе тело со стороны третьих (внешних) тел; -сила действующая на первое тело со стороны второго; - сила действующая на второе тело со стороны первого.
Cилы и называются равнодействующими внешних сил, а , - внутренними силами. Применим к телам m 1 и m 2 второй закон Ньютона:
Сложим уравнения, внеся массы, являющиеся при нерелятивистских скоростях константами, под знак производных и учтя, что по третьему закону Ньютона + =0. Получим: . Так как сумма производных равна производной суммы, то из последнего выражения получим закон изменения импульса системы двух тел:
(3.4)
В отсутствие внешних сил , и из формулы (3.4) вследствие равенства нулю производной получим закон сохранения импульса в изолированной системе двух тел:
(3.5)
Аналогично формуле (3.4) можно получить закон изменения импульса системы n материальных точек (тел):
(3.4а)
В отсутствие внешних сил соответственно будет справедлив закон сохранения импульса в изолированной системе n тел . Из него, в частности следует, что сумма импульсов Солнца, планет, астероидов и других тел Солнечной системы остается постоянной.
Дата: 2018-11-18, просмотров: 284.