Основно съдържание

Физика за напреднали/колеж 1

Курс: Физика за напреднали/колеж 1 > Раздел 3

Урок 3: Втори закон на Нютон

Преговор на втория закон на Нютон

Преговор на ключови концепции, уравнения и умения за втория закон на Нютон за движението, включително как се анализира движение поотделно в посоки х и у.

Основни понятия

Термин (символ)	Значение
$Σ$ ‍	Главната гръцка буква сигмa. Означава “сума от” или “сбор на всички членове.”
$Σ \vec{F}$ ‍	Сумарна сила. Записва се също като ${\vec{F}}_{сумарна}$ ‍.
Ускорение	Скоростта на изменение на скоростта за единица време. Даден обект се ускорява, ако скоростта му се променя.
Система	Съвкупност от обекти, които се разглеждат в дадена задача. Системите могат да бъдат отворени или затворени, изолирани или неизолирани.
Равновесие	Силите в една система са изравнени. Когато ${\vec{F}}_{сумарна} = 0$ ‍, системата не се ускорява и скоростта е постоянна. Скоростта е нула, когато системата е в състояние на статично равновесие, а скоростта е постоянна и различна от нула за система, която е в състояние на динамично равновесие.

Формули

Уравнение	Разбор на символи	Значение в думи
$\vec{a} = \frac{Σ \vec{F}}{m} = \frac{{\vec{F}}_{сум}}{m}$ ‍	$\vec{a}$ ‍ е ускорението, $Σ \vec{F}$ ‍ е сумарната външна сила, а $m$ ‍ е масата на системата.	Ускорението е сумарната сила, разделена на масата на системата.

Втори закон за движението на Нютон

Вторият закон на Нютон ни казва, че ускорението и сумарната външна сила са правопропорционални, и има обратнопропорционална зависимост между ускорението и масата. Например голяма сила върху малко тяло ни дава огромно ускорение, но малка сила върху огромно тяло ни дава много малко ускорение. Също така силата и ускорението са в една и съща посока.

Уравнението за втория закон на Нютон е:

\vec{a} = \frac{Σ \vec{F}}{m} = \frac{{\vec{F}}_{сум}}{m}

Можем да пренаредим уравнението, за да намерим сумарната сила:

Σ \vec{F} = m \vec{a}

Където

\vec{a}

е ускорението,

Σ \vec{F}

е сумарната външна сила, а

m

е масата на системата.

Решаване на задачи с използване на втория закон на Нютон

За да използваме втория закон на Нютон, чертаем диаграма на силите, за да идентифицираме всички сили и техните посоки. Полезно е да подредим координатната система така, че посоката на ускорение да е успоредна на една от осите ни.

[Как чертаем диаграма на силите? ]

Посоките

x

y

са перпендикулярни и се анализират независимо. С други думи, за посока

x

можем да запишем:

Σ {\vec{F}}_{x} = m {\vec{a}}_{x}

А за посока

y

можем да запишем:

Σ {\vec{F}}_{y} = m {\vec{a}}_{y}

Уравнението за втория закон на Нютон може да бъде пренаредено, за да намерим неизвестната маса, ускорение или сила.

Какво още трябва да знам за втория закон на Нютон?

Изравнените сили може да доведат до това сумарната сила, действаща върху дадено тяло, да бъде нула. Върху едно тяло може да действат няколко сили. Ако силите са в равновесие, сумарната сила и ускорението на тялото са равни на нула.
Законите на Нютон имат някои ограничения. Законите на Нютон са отлично средство за моделиране на явленията в света около нас. Но когато започнем да разглеждаме поведението на тела, които се движат със скорости, близки до скоростта на светлината, или ако са на атомно ниво, тогава законите на Нютон вече не са съвсем точни. Физиците е трябвало да намерят други модели за тези ситуации.]

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Вписване в профила

Сортирай по:

Все още няма публикации.

Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.