Первый закон Ньютона:
Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых свободная материальная точка сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго.
p.s.: Под свободной материальной точкой в данной формулировке понимается материальная точка, на которую не оказывается никакого внешнего воздействия, однако закон верен также для случая взаимно скомпенсированных внешних сил (это следует из 2-го закона Ньютона, так как скомпенсированные силы сообщают телу нулевое суммарное ускорение) .
Второй закон Ньютона:
В инерциальной системе отсчета ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.
При подходящем выборе единиц измерения, этот закон можно записать в виде формулы:
F=ma,
где F - сила, приложенная к материальной точке;
а - ускорение материальной точки;
m - масса материальной точки.
p.s.: Второй закон Ньютона действителен только для скоростей, много меньших скорости света и в инерциальных системах отсчёта. Для скоростей, приближенных к скорости света, используются законы теории относительности.
Нельзя рассматривать частный случай (при F=0) второго закона как эквивалент первого, так как первый закон постулирует существование ИСО, а второй формулируется уже в ИСО.
Третий закон Ньютона: сила действия равна по модулю и противоположна по направлению силе противодействия. Подчеркнём, что эти силы приложены к разным телам, а потому вовсе не компенсируются
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:
F1 = - F2
p.s.: Закон отражает принцип парного взаимодействия. То есть все силы в природе рождаются парами.
Дано:
m1 = 200 кг
m2 = 50 кг
v1 = 2 м/с
v2 = 1,2 м/с
Найти:
u = ?
delta p = ?
Сохраняется импульс системы p, что является ответом на вопрос в пункте а).
б) Тележка движется горизонтально, а мешок с песком - вертикально. Поэтому выберем горизонтальную ось, т.к. вдоль неё сохраняется движение тел. Кроме того, удар мешка с тележкой является неупругим, то есть после столкновения тела движутся с одинаковой скоростью. Тогда закон сохранения импульса будет:
Горизонтальная составляющая скорости мешка равна нулю (т.к. мешок падает строго вертикально), а тележка пусть движется вдоль оси Х (импульс будет со знаком "плюс"), поэтому:
Остаётся выразить скорость u и найти её:
1,6 м/с - скорость тележки с мешком песка.
в) Найдём проекции импульсов. Направим оси так, что до своего падения мешок двигался против оси Y (импульс будет со знаком "минус"), а после - всё так же сонаправленно оси Х. Тогда:
Теперь найдём проекции изменения импульса:
И теперь само изменение импульса:
Модуль изменения импульса имеет то же значение, что и само изменение: 100 кг · м/с.
ответ: а) сохраняется импульс p, б) 1,6 м/с в) 100 кг · м/с.
