Оптоэлектронные системы

Пересечение оптики и электроники от теории до практики

Законы Ньютона. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета.

Закон Ньютона

Первый закон Ньютона

Тело (материальная точка), не подверженное внешним воздействиям, либо находится в покое, либо движется прямолинейно и равномерно. Такое тело называют свободным. Движение такого тела называется свободным движением или движением по инерции.

Существует система отсчёта, в которой все свободные тела движутся прямолинейно и равномерно

ИЛИ

Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальная точка при отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго

Такие системы называется инерциальными системами отсчёта - Первый закон Ньютона.

Второй закон Ньютона

Всякое тело оказывает сопротивление при попытке привести его в движение, т.е. придать ему некоторое ускорение. Такое свойство тел называется инертностью. Мера инертности — масса.

Система тел, на которую не оказывают влияние другие тела, называется замкнутой системой или изолированной системой. В таких системах тела могут взаимодействовать только друг с другом.Пусть замкнутая система состоит из двух тел (двух материальных точек). Скорость тел clip_image002[4] и clip_image002[4], а clip_image006[6] и clip_image008[6] приращение этих скоростей за один и тот же промежуток времени clip_image010[4]. Векторы clip_image006[7] и clip_image008[7] имеют противоположные направления и связаны соотношением clip_image014[4]. Коэффициенты clip_image016[4] и clip_image018[4] постоянны и имеют одинаковые знаки и называются массами или инертными массами тел 1 и 2.

Импульс или количество движения материальной точки — вектор, равный произведению массы точки на её скорость.

clip_image020[4]

Импульс системы — векторная сумма импульсов отдельных материальных точек, из которых состоит система: clip_image022[4] для системы состоящей из clip_image024[4] материальных точек.

Импульс изолированной системы остаётся постоянным во времени - Закон сохранения импульса.

Сила (в механике) — всякая причина, которая меняет импульс тела (это качественная характеристика). Количественная характеристика выражается уравнением:

clip_image026[4]

Это уравнение справедливо только в том случае, если m не зависит от скорости.

В инерциальной системе отсчёта производная импульса материальной точки по времени равна действующей на неё силе.

ИЛИ

В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе

Приведённые выше высказывания есть ничто иное как две формулировки второго закона Ньютона. Соответствующее определению закона уравнение — уравнение движения материальной точки.

Третий закон Ньютона

Силы взаимодействия двух материальных точек равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти материальные точки.

ИЛИ

Всякому действию соответствует равное и противоположно направленное противодействие.

ИЛИ

Материальные точки попарно действуют друг на друга с силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению: clip_image030[4]. Или, если система состоит множества материальных точек, то clip_image032[4], т.е. материальные точки взаимодействуют попарно. Обе силы направлены вдоль прямой, соединяющей эти точки.

Три этих выражения - различные формулировки Третьего закона Ньютона.

Любая система, движущаяся с ускорением относительно инерциальной системы отсчёта, является неинерциальной.

Добавить комментарий

Оптоэлектронные системы © 2015