Второй закон Ньютона
Второй закон Ньютона объясняет, как движение тела меняется под действием сил: ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей силе и обратно пропорционально его массе. В векторной форме закон записывают так: \(\vec{F}_{\text{рез}}=m\vec{a}\).
Формула
Здесь \(\vec{F}_{\text{рез}}\) — равнодействующая сил, действующих на тело, \(m\) — масса тела, а \(\vec{a}\) — его ускорение. Если силы направлены вдоль одной прямой, для модулей можно использовать жазба \(F_{\text{рез}}=ma\). Из этой формулы также получают \(a=\frac{F_{\text{рез}}}{m}\) и \(m=\frac{F_{\text{рез}}}{a}\).
Единица силы — ньютон (Н): \(1\ \text{Н}=1\ \text{кг}\cdot\text{м}/\text{с}^2\). Сила \(1\) Н сообщает телу массой \(1\) кг ускорение \(1\ \text{м}/\text{с}^2\).
На тележку массой \(2\) кг действует равнодействующая сила \(6\) Н. Ускорение тележки равно \(a=F_{\text{рез}}/m=6/2=3\ \text{м}/\text{с}^2\). Если ту же силу приложить к тележке массой \(4\) кг, её ускорение будет \(1{,}5\ \text{м}/\text{с}^2\).
Второй закон связывает ускорение не с одной выбранной силой, а с суммой всех сил, то есть с равнодействующей. Если равнодействующая равна нулю, ускорение равно нулю: тело покоится или движется равномерно. Это согласуется с первым законом Ньютона.
Как изменится ускорение тела, если при неизменной массе равнодействующую силу увеличить в 3 раза?
Главное
- Второй закон Ньютона записывается как \(\vec{F}_{\text{рез}}=m\vec{a}\).
- Чем больше равнодействующая сила, тем больше ускорение; чем больше масса при той же силе, тем меньше ускорение.
- Ускорение направлено в сторону равнодействующей силы.