Уважаемые пользователи! В связи с блокировкой Роскомнадзором хостингов Telegram наш сайт (как и некоторые другие сайты Интернета), а также оплата абонементов могут быть недоступны или работать некорректно для части пользователей. Просим всех столкнувшихся с проблемами обращаться по адресу info@interneturok.ru.
Классы
Предметы

Второй закон Ньютона

Этот видеоурок доступен по абонементу
Подробнее об абонементе, платных и бесплатных уроках

У вас уже есть абонемент? Войти

Оплатить абонементот 75 руб. в месяц
У вас уже есть абонемент? Войти
Второй закон Ньютона

Данный видеоурок создан специально для самостоятельного изучения темы «Второй закон Ньютона», которая входит в школьный курс физики за 9 класс. В ходе занятия учитель расскажет о двух понятиях – силе, а также о втором законе Ньютона. Второй закон Ньютона относится к взаимодействию двух тел и, соответственно, двух или нескольких сил.

Тема: Законы взаимодействия и движения тел

Урок 14. Второй закон Ньютона

Ерюткин Евгений Сергеевич

 

Напомним, что основой первого закона Ньютона считается понятие об инерциальной системе отсчёта. В инерциальной системе отсчёта прямолинейное и равномерное движение может происходить только в том случае, если на тело не действуют другие силы или действие их скомпенсировано, то есть уравновешено.

Сила

Выясним, к чему же приводит действие на одно тело других тел. То есть взаимодействие. Взаимодействие – это действие тел друг на друга. Оно не может быть односторонним, не может быть направленным только на одно тело, оно обязательно должно рассматриваться как действие тел друг на друга, т.е. для этого обязательно нужны как минимум два тела. Мерой такого взаимодействия является понятие силы. Впервые это понятие было употреблено во II веке до н.э. Аристотелем. В переводе на греческий сила – это динамо, отсюда и происходит динамика – раздел механики, в котором рассматривается движение тел и взаимодействие тел.

Сила обозначается F. Действие всегда куда-либо направлено, а если есть направление, то у величины есть характеристика, связанная с направлением, эта величина будет векторная. Измеряется сила в ньютонах (Н).

 = [H]

Необходимо отметить, что у физической величины силы есть ещё и модульное значение, то есть числовое значение этой величины.

Динамометр

Для измерения силы требуется прибор – динамометр. Обычно говорят, что взаимодействие приводит к тому, что в течение некоторого времени изменяется либо скорость тела, либо деформируется тело, то есть изменяется его форма и объём. А может происходить и то и другое. Поэтому мы рассмотрим динамометр, в котором используется деформация пружины как явление для измерения действия силы.

динамометр

Рис. 1. Виды динамометров

Наиболее распространённый вид динамометра, называется «школьный», представляет собой прибор, где непосредственно на шкале, на самом корпусе, находится пружина, к которой прикрепляется крючок для груза. Обращаю ваше внимание, что в данном случае шкала нанесена на сам корпус, и, деформируя пружину, мы можем получить значение приложенной силы.

школьный динамометр

Рис. 2. Школьный динамометр

Еще один вид такого прибора – т.н. демонстрационный динамометр.

демонстрационный динамометр

Рис. 3. Демонстрационный динамометр

Он может измерять приложенную силу как в одну сторону, так и в другую, т.е. удобен тем, что можно измерять действие сил, направленных в разные стороны.

Связь ускорения с силой

Важно отметить, что второй закон Ньютона базируется на результатах очень многих физических экспериментов. В частности, рассмотрим следующий эксперимент, который покажет, как ускорение связано с действующей силой. Если на тело действует некоторая сила, то можно заметить прямую пропорциональность: чем больше сила, приложенная к телу, тем большим будет ускорение этого тела.

Ускорение прямо пропорционально приложенной силе

Рис. 4. Ускорение прямо пропорционально приложенной силе

У нас есть брусок, динамометр, который будет регистрировать действие силы, давайте посмотрим, как же будет двигаться этот брусок. Обратите внимание: прилагаем определенную силу, и в результате – одно определенное ускорение. Брусок проходит расстояние за определённое время. Если же мы силу увеличим, то и ускорение будет тоже больше.

Итак, можно сказать, что ускорение прямо пропорционально приложенной силе.

Связь ускорения с массой

Во втором эксперименте проследим, как соотносится ускорение с массой тела.

Ускорение обратно пропорционально массе

Рис. 5. Ускорение обратно пропорционально массе

Чтобы проверить зависимость ускорения от массы тела, воспользуемся грузами. Возьмём первый груз и установим на бруске. Динамометр покажет ту же силу, которую мы использовали в предыдущем эксперименте. Итак, если теперь мы прикладываем силу, посмотрите, что же будет с ускорением. Ускорение становится меньше. Если мы ещё раз массу увеличим, ещё больше она станет, обратите внимание, опять потребуется сила большая, но ускорение будет ещё меньше при значении приблизительно той же самой силы. Это говорит о том, что чем больше масса, то при той же самой приложенной силе ускорение будет меньше.

Ускорение будет прямо пропорционально обратному значению массы. Чем больше масса, тем ускорение будет меньше.

Второй закон Ньютона

В результате проведённых экспериментов и был сформулирован второй закон Ньютона. Второй закон Ньютона говорит о том, что тело будет двигаться с ускорением, если на него действует сила. Это ускорение прямо пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально массе этого тела.

Определение: ускорение, приобретаемое телом под действием силы, прямо пропорционально величине этой силы и обратно пропорционально массе тела.

Единицы измерения силы

ускорение

К этому необходимо добавить ещё то, что под силой в данном случае понимается равнодействующая всех сил. То есть векторная сумма всех сил, действующих на тело.

Список дополнительной литературы

  1. Лебедев В.И. Исторические опыты по физике. М.: КомКнига, 2007
  2. Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика: Учебник для 9 класса средней школы. М.: «Просвещение»
  3. Ньютон И. Математические начала натуральной философии. М.: Наука, 1989
  4. Слободянюк А.И. Физика 10. Часть 1. Механика. Электричество
  5. Физика. Механика. 10 класс. Под ред. Мякишева Г.Я. М.: Дрофа
  6. Филатов Е.Н. Физика 9. Часть 1. Кинематика. ВШМФ: Авангард
  7. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. Развитие идей от первоначальных понятий до теории относительности и квантов. М.: Наука, 1965