Взаимодействие тел. Методы измерения силы

Компьютерная модель иллюстрирует тему «Взаимодействие тел». Рассматриваются второй и третий законы Ньютона, а также методы измерения сил (статический и динамический).

Демонстрируются основные положения законов, указываются особенности рассматриваемых сил.

Второй закон Ньютона – это фундаментальный закон природы; он является обобщением опытных фактов, которые можно разделить на две категории:

1.

Если на тела разной массы подействовать одинаковой силой, то ускорения, приобретаемые телами, оказываются обратно пропорциональны массам:

2.

Если силами разной величины подействовать на одно и то же тело, то ускорения тела оказываются прямо пропорциональными приложенн силам:


Обобщая подобные наблюдения, Ньютон сформулировал основной закон динамики:

Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение:

Это и есть второй закон Ньютона. Он позволяет вычислить ускорение тела, если известна его масса m и действующая на тело сила :

Второй закон Ньютона – основной закон динамики. Этот закон выполняется только в инерциальных системах отсчета.

На основе опытов по измерению ускорений двух взаимодействующих тел можно сделать вывод, что массы взаимодействующих тел обратно пропорциональны численным значениям ускорений:

В векторной форме это соотношение принимает вид:

Знак «минус» выражает здесь тот опытный факт, что ускорения взаимодействующих тел всегда направлены в противоположные стороны.

Согласно второму закону Ньютона, ускорения тел вызваны силами и , возникающими при взаимодействии тел. Отсюда следует:

Это равенство называется третьим законом Ньютона.

Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Силы, возникающие при взаимодействии тел, всегда имеют одинаковую природу. Они приложены к разным телам и поэтому не могут уравновешивать друг друга. Складывать по правилам векторного сложения можно только силы, приложенные к одному телу.

Модель может быть использована в режиме ручного переключения кадров и в режиме автоматической демонстрации (Фильм).