Первый закон динамики (Закон инерции) Первый закон Ньютона постулирует существование инерциальных систем отсчета и описывает поведение тел при отсутствии внешнего воздействия. Формулировка: Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, в которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние. Математическое выражение: Если векторная сумма всех сил, действующих на тело, равна нулю, то вектор скорости тела остается неизменным: Здесь:
- — равнодействующая всех внешних сил; — вектор скорости.
Этот закон объясняет свойство инертности — стремление материи сопротивляться изменению своего текущего состояния движения. Второй закон динамики (Основной закон динамики) Второй закон Ньютона устанавливает количественную связь между воздействующей силой, массой тела и приобретаемым ускорением. Формулировка: В инерциальной системе отсчета ускорение, приобретаемое материальной точкой, прямо пропорционально вызывающей его силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе этой точки. Математическое выражение: Основная формула закона: Где:
- — равнодействующая всех сил, приложенных к телу (Ньютоны, Н); — инертная масса тела (килограммы, кг); — ускорение тела (метры на секунду в квадрате, м/с²).
Дифференциальная форма (через импульс): В более общем виде, применимом также для тел с переменной массой, закон формулируется через изменение количества движения (импульса): Где:
- — импульс тела; — производная импульса по времени (скорость изменения импульса).
Второй закон динамики позволяет решать прямую задачу механики: зная действующие на тело силы и его начальное состояние, определить закон его движения.