Первый закон ньютона физика 9 класс: Инерция. Первый закон Ньютона — урок. Физика, 9 класс.

Первый закон Ньютона – формула и определение кратко и понятно об инерциальной системе отсчета

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 529.

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 529.

Мир полон движения: движутся звезды и планеты и на нашей планете мы также видим движение всюду – течет вода в реках, ветер гонит облака и качает деревья, по дорогам едут автомобили, по рельсам – поезда, в воздухе летят самолеты. Наукой доказано движение невидимых глазом частиц – молекул, атомов. Движение является основным свойством материи и подчиняется законам Ньютона.

Закон инерции, или Первый закон Ньютона

Механическое движение характеризуется скоростью. И вот другое основное положение, которое утверждает, что движущееся тело не может само по себе изменить свою скорость. Если на движущееся тело не действуют никакие другие тела, то тело не может ни ускориться, ни замедлиться, ни изменить направление своего движения, оно будет двигаться с какой-то определенной по модулю и направлению скоростью. Только воздействие тел извне может изменить эту скорость.

Свойство тел сохранять модуль и направление своей скорости называется инерцией

Первым явление инерции объяснил Галилей. Ньютон же сформулировал «закон инерции». Формулировка его звучит следующим образом: всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока действия со стороны других тел не изменят этого состояния.

Рис. 1. Портрет Ньютона.

Ни один предмет сам собой не придет в движение. Стоящий в комнате стол никогда сам собой не начнет двигаться по комнате. Движущееся тело не может само собой остановиться.

Когда водитель трамвая резко тормозит, то находящиеся в вагоне пассажиры помимо воли наклоняются вперед, продолжая свое движение по инерции.

Резко трогающийся с места поезд метрополитена заставляет пассажиров отступать или откидываться назад. А на крутом повороте дороге можно вылететь из санок в сугроб.

Примеров инерции существует огромное множество. Инерционность – неотъемлемое свойство движущейся материи.

Что же может произойти в мире, если бы мгновенно исчезло свойство тел, которое мы называем инерцией. Луна упала бы на Землю, а планеты – на Солнце. Движение тела осуществлялось бы только под действием силы и прекращалось с исчезновением последней. Даже больше: исчезновение инерции означало бы исчезновение самого движения. Таким образом, инерция есть не что иное, как выражение единства материи и движения.

Рис. 2. Солнечная система.

И в природе, и в технике нет тел, на которые не действовали бы другие тела. Например, на тело, находящееся на столе, действует опора и Земля. Тело находится в покое, потому что действия опоры и Земли уравновешивают друг друга. Опускаясь на парашюте, парашютист движется равномерно и прямолинейно (V=const), несмотря на то, что на него действует Земля и воздух. Ракета вдали от звезд будет также двигаться равномерно и прямолинейно, так как на нее не будут действовать другие тела.

Движение одних тел под действием других тел подчиняется законам динамики

Галилей, исходя из многочисленных наблюдений пришел к выводу, что если действия нет или все действия скомпенсированы (равнодействующая всех сил равна 0; R=0), то тело покоится или движется равномерно и прямолинейно (V=const; a=0).

Но движение тела необходимо рассматривать относительно других тел, иначе невозможно будет определить положение тела в пространстве. Значит, говоря о явлении инерции, необходимо указать, относительно чего тело покоится или движется равномерно и прямолинейно.

Поэтому первый закон Ньютона, названный законом инерции, также носит следующее определение:

Существуют системы отсчета, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если действие на него других тел скомпенсировано.

Формулы первого закона Ньютона не существует.

Инерциальные системы отсчета

Системы отсчета, которые упоминаются в первом законе Ньютона, называются инерциальными системами отсчета (ИСО).

Какие же системы отсчета можно отнести к инерциальным?

• те, в которых при R=0; V=const
• те, которые движутся относительно ИСО равномерно и прямолинейно (например, звезды). На самом деле не существует такой ситуации, при которой на тело не действовали другие тела. Однако, если действие одних тел скомпенсировано, а действие других слишком мало, то принято считать, что в определенном приближении на тело никакие тела не действуют.

Рис. 3. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета.

Солнце и Земля не являются инерциальными системами отсчета. Но эффекты, вызванные их неинерцианальностью, незначительны. в ряде случаев ими можно пренебречь, правда не всегда

Первый закон Ньютона выполняется не во всех СО, а только в инерциальных. Во всех ИСО при первоначальных одинаковых условиях механические явления протекают одинаково, то есть подчиняются одинаковым законам. Это утверждение носит название – принцип относительности Галилея.

Все ИСО равноправны:

Никакими механическими опытами, проведенными в пределах данной системы, нельзя установить, находится ли она в состоянии покоя или в состоянии равномерного и прямолинейного движения.

Что мы узнали?

В данной статье кратко и понятно объясняется первый закон Ньютона, инерциальные системы отсчета и их взаимосвязь. Ведь, как известно, первый закон Ньютона действителен только для инерциальных систем отсчета.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

• Данил Горжий

  7/10

• Егор Чаплин

  10/10

Оценка доклада

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 529.

А какая ваша оценка?

Урок физики. «Первый закон Ньютона» (9-й класс)

Цели и задачи:

• Повторение ранее изученного материала, необходимого для контроля знаний учащихся и лучшего усвоения новой темы «Законы Ньютона».
• Познакомить учащихся с первым законом Ньютона. Научить использовать его для объяснения физических процессов.
• Учить школьников пользоваться физическими приборами, выполнять физический эксперимент, делать выводы о наблюдениях.
• Вызвать интерес к изучению физики и биографиям великих людей науки.

Оборудование: Мультимедийная установка, опорные конспекты, бруски, грузы, клубок ниток, динамометры, карточки с описанием эксперимента.

Учитель: Мы сейчас с вами на уроках физике изучаем раздел « Механика». Механика объясняет закономерности механического движения и причины, вызывающие это движение. Классическую механику называют «Механикой Ньютона». Она включает в себя кинематику, динамику и статику. Кинематика изучает движение тел, не рассматривая причин, вызывающих эти движения. Мы изучали законы кинематики, которые помогают нам рассчитать, где находиться изучаемое тело, с какой скоростью и по какой траектории оно движется.

А что является причиной движения тел? Приведите примеры движения тел и назовите причины, вызывающие это движение.

Ученики:

• Снег падает на Землю под действием силы тяжести.
• На машину при торможении действует сила трение.
• Мяч отскакивает от земли под действием силы упругости.
• Женщина везёт на санках ребёнка, преодолевая силу трения санок о снег и силу тяжести, действующие на ребёнка и санки.
• При полете самолета на самолёт действуют сила тяги двигателей, сила притяжения Земли, сила воздушных масс.

Учитель: Объясняя причины движения тел, учащиеся использовали слово «сила». Дайте определение этому физическому понятию.

Ученик: Сила является мерой взаимодействия тел. Это – векторная величина. Она имеет точку приложения, направление и величину (модуль). Обозначается буквой F, измеряется в ньютонах.

Учитель: Тело может придти в движение, если на него подействует другое тело или несколько тел. Как нам поступать в этом случае?

Ученик: Необходимо найти R-равнодействующую этих сил.

Учитель: Рассмотрим условия покоя и равномерного прямолинейного движения . Если тело находиться в покое, означает ли это, что на него не действуют другие тела? Приведите примеры.

Ученик: Книга лежит на парте, Она в покое относительно парты, потому что на неё действуют две силы: сила тяжести, и сила упругости стола. Равнодействующая этих сил равна нулю.

Учитель: Машина движется по дороге с постоянной скоростью 60 км/ч. Равнодействующая всех сил равна нулю?

Ученик: На машину действует сила тяги мотора и сила трения колёс о дорогу. Но так как машина не стоит на месте, а движется, то сила тяги – больше.

Учитель: Если машина движется равномерно, не меняя скорости и направления, этот ответ является ошибочным. Позже мы к этому вернёмся и всё разберём. Прошу прокатить металлический шарик по стеклу и ответить на мои вопросы. У него нет мотора, а почему он так долго движется?

Ученик: Шарик по гладкому стеклу движется по инерции.

Учитель: Дайте определение физическому понятию – инерция.

Ученик: Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел называют инерцией.

Учитель: Мы будем изучать законы Ньютона. Они относятся к разделу механики – «Динамика»

Ньютон объяснял движение тел в зависимости от действия на тело различных сил. Его труд имел название «Математические начала натуральной философии». Ньютон один из первых использовал формулы для объяснения движения тел.

Первый закон Ньютона называют «Законом инерции».

(Запись на доске или использование мультипроектора – Рисунок 1)

I закон Ньютона.

F=0, R=0  —> V=0 или V=const, (a=0)

Существуют такие системы отсчета (инерциальные системы отсчёта), относительно которых поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость постоянной, если на них не действуют другие тела или равнодействующая всех сил равна нулю.

Инерциальная система отсчёта – система отсчёта, относительно которой свободная материальная точка, не подверженная действию других тел, движется равномерно и прямолинейно (по инерции).

Предлагаю прочитать текст в начале §10 .В нём рассказывается о теории Галилео Галилея и Аристотеля на характер движения тела при отсутствии внешнего воздействия на него.

Учитель: Как называется физическая величина, которая характеризует изменение скорости?

Ученик: Ускорением тела при его равноускоренном движении называется величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, за которое это изменение произошло. Ускорение обозначается буквой a, единица измерения – м/с², является векторной величиной.

Учитель: Дайте определение физическому понятию – инертность тела. Сравните тела с разной инертностью.

Ученик: Инертность тел – свойство, присущее всем телам и заключающееся в том, что тела оказывают сопротивление изменению их скорости (как по модулю, так и по направлению).

Большой книжный шкаф обладает большей инертностью, чем детский стул. Этот шкаф сдвинуть с места и привести в движение труднее.

Учитель: Какая физическая величина является мерой инертности?

Ученик: Масса – мера инертности тела. Масса обозначается буквой – m, единица измерения – кг, является скалярной величиной.

Учитель: Приведите примеры, когда тела имеющие разную массу по-разному сохраняют свою скорость.

Ученик: Перед красным светом светофора тормозной путь грузовика больше, чем у легковой машины, если начальные скорости у них были одинаковые. Чем больше масса машины, тем медленнее она меняет свою скорость.

Учитель: Вспомним пример, когда машина двигалась с постоянной скоростью 60 км/ч по дороге. Этот случай объясняется первым законом Ньютона. При каком условии скорость тела бывает постоянной?

Ученик: Скорость тела постоянна, если сумма всех сил, действующих на тело равна нулю. Следовательно: сила тяги мотора машины равна силе трения колёс о дорогу.

Учитель: Назовите силы в природе, с которыми познакомились в 7 классе.

Ученик: Это – сила тяжести, сила упругости и сила трения.

Учитель: Дайте определение силы тяжести (Рисунок 2)

Ученик: Сила, с которой Земля притягивает к себе тело, называется силой тяжести. Сила тяжести обозначается буквой F с индексом Fтяж. Это – векторная величина, вычисляется F_тяж= mg, измеряется в ньютонах.

Учитель: Приведите примеры её проявления

Ученик: Выпустим из рук камень, он упадет на землю. То же самое происходит с любым другим телом.

Учитель: Какие особенности действия силы тяжести вы знаете?

Ученик: Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз к поверхности Земли. Человечество не научилось преодолевать эту силу. Она действует на все тела на Земле.

Учитель: Дайте определение силы упругости (Рисунок 3)

Ученик: Сила, возникающая в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение, называется силой упругости. Сила упругости обозначается буквой F с индексом F_упр. Это векторная величина, вычисляется F_упр = kX, измеряется в ньютонах.

Учитель: Приведите примеры проявления силы упругости

Ученик:

• Когда мы стремимся порвать нить, мы ощущаем её сопротивление. Это проявление силы упругости нити.
• Когда спортсмены прыгают на батуте, они используют упругие свойства этого спортивного снаряда.

Учитель: Дайте определение силы трения. (Рисунок 4)

Ученик: Сила трения возникает на поверхности соприкосновения прижатых друг к другу тел при относительном перемещении их и препятствует их взаимному перемещению. Силу трения обозначают буквой F с индексом F_тр. Это векторная величина, вычисляется F_тр = μN, измеряется в ньютонах. μ -коэффициент трения скольжения, N-сила давления на поверхность.

Учитель: Приведите примеры проявления силы трения.

Ученик: Санки, скатившись с горы, постепенно останавливаются под действием силы трения санок о снег.

Учитель: Действие всех сил, которые мы с вами ранее изучали и сейчас повторили, мы должны будем учитывать при решении задач по динамике.

Учитель: Деревянный брусок лежит на горизонтальной поверхности стола. Назовите тела, с которыми он взаимодействует. Изобразите силы, действующие на брусок.

Ученик: На брусок действуют сила тяжести и сила упругости опоры (поверхности стола). Эти силы равны, но противоположно направлены.

Учитель: Маленький железный шарик подвешен на тонкой шелковой нити. С какими телами он взаимодействует? Изобразите силы, действующие на него.

Ученик: На шарик действуют сила тяжести и сила упругости нити. Эти силы равны, но противоположно направлены, поэтому шарик в равновесии.

Учитель: Что произойдет, если сила тяжести, действующая на шарик ,будет больше силы упругости нити?

Ученик: Шарик будет падать вертикально вниз под действием его силы тяжести с ускорением =g

Учитель: Предлагаю сделать небольшой эксперимент с предложенными приборами и телами. (Приложение 1 и Приложение 2)

Изучение движения тела под действием силы.

Оборудование: Лист с описанием эксперимента, деревянный брусок, грузы, нить, измерительная линейка, секундомер, динамометр.

Указания к работе.

1. Укажите пределы измерения приборов, цену их деления и погрешность измерения.
2. Создайте соединение предметов, имеющих возможность двигаться горизонтально и самостоятельно.
3. Сравните скорость движения этой системы при различных вариантах соединения приборов.
4. Сделайте рисунки полученной установки. Запишите ваши выводы из наблюдений.

Таблица

Дайте ответы на вопросы.

1. Какая существует зависимость скорости движения тела от его массы, если сила тяги является величиной постоянной? (Это зависимость прямо пропорциональная или обратная?)
2. Какая существует зависимость скорости движения тела от силы тяги, если масса является величиной постоянной? (Это зависимость прямо пропорциональная или обратная?)

Выберите правильный вариант записи:

V_ср~1/m; V_ср~m ; V_ср~1/F; V_ср~F;

(Обычно всё заканчивается тем, что мальчики из двух брусков и двух круглых грузов делают машинку и продолжают с ней эксперимент.)

Ученик: Правильные выводы: скорость бруска — обратно пропорциональна его массе, скорость бруска — прямо пропорциональна силе действующей на него.

Учитель: Сегодня вы выполняли эксперимент, который поможет Вам лучше понять 2 закон Исаака Ньютона. Мы с этим законом познакомимся на следующем уроке более подробно.

Учитель: Предлагаю учащимся оценить свою работу и работу своих товарищей на этом уроке.

Домашнее задание: §10 (ответить на вопросы в конце §10), читать §11. Подготовить доклад об Исааке Ньютоне (по желанию).

Дополнительный материал для учащихся: Биография Ньютона (автор не указан) (Приложение 3).

Литература:

1. А.В. Пёрышкин. «Физика 7 класс», Дрофа: – Москва, 2009.
2. А.В. Пёрышкин, Е.М. Гутник «Физика 9 класс», Дрофа: – Москва, 2009.
3. В.Ф. Шаталов, В.М. Шейман, А.А. Хайт «Опорные конспекты по кинематике и динамике», Просвещение: – Москва, 1989.
4. Колбергенов Г. и др. «Физика в таблицах и схемах для школьников», «Лист Нью»: – Москва, 2004.
5. Ю.С. Куперштейн, А.Е. Марон «Физика 9 класс. Опорные конспекты и дифференцированные задачи», С. -Петербург, 1994.

Первый закон движения Ньютона

В предыдущей главе исследования обсуждалось разнообразие способов, которыми движение может быть описано (словами, графиками, диаграммами, числами и т. д.). В этом разделе («Законы движения Ньютона») будут обсуждаться способы объяснения движения. Исаак Ньютон (ученый 17 века) сформулировал ряд законов, объясняющих, почему объекты движутся (или не движутся) именно так, как они это делают. Эти три закона стали известны как три закона движения Ньютона. В центре внимания Урока 1 находится первый закон движения Ньютона, который иногда называют 9-м законом.0007 закон инерции .

Первый закон движения Ньютона часто формулируется как

Объект в состоянии покоя остается в состоянии покоя, а объект в движении остается в движении с той же скоростью и в том же направлении, если на него не действует неуравновешенная сила.

Два пункта и условие

Это утверждение состоит из двух пунктов или частей: одно предсказывает поведение стационарных объектов, а другое предсказывает поведение движущихся объектов. Эти две части представлены на следующей диаграмме.

Поведение всех объектов можно описать, сказав, что объекты склонны «продолжать делать то, что они делают» (если на них не действует неуравновешенная сила). Если они находятся в состоянии покоя, они будут продолжать пребывать в том же состоянии покоя. Если они движутся со скоростью 5 м/с, направленной на восток, они продолжат движение в том же состоянии (5 м/с, восток). Если они движутся со скоростью 2 м/с, направленной влево, они продолжат движение в том же состоянии (2 м/с, влево). Состояние движения объекта сохраняется до тех пор, пока объект находится в состоянии , а не под действием неуравновешенной силы. Все объекты сопротивляются изменениям в своем состоянии движения — они склонны «продолжать делать то, что делают».

Существует важное условие, которое должно быть выполнено, чтобы первый закон был применим к любому заданному движению. Состояние описывается фразой «… если на него не действует неуравновешенная сила». Пока силы не уравновешены, то есть пока силы уравновешены, действует первый закон движения. Эта концепция уравновешенной и неуравновешенной силы будет обсуждаться более подробно позже, в Уроке 1.

Предположим, что вы наполнили форму для выпечки до краев водой и прошлись по овальной дорожке, пытаясь пройти круг за наименьшее количество времени. Вода будет иметь тенденцию выливаться из контейнера в определенных местах на трассе. Обычно вода проливалась, когда:

• контейнер находился в покое и вы пытались его переместить
• контейнер находился в движении, и вы пытались его остановить
• контейнер двигался в одном направлении, и вы попытались изменить его направление.

Вода выливается всякий раз, когда изменяется состояние движения контейнера. Вода сопротивлялась этому изменению в своем собственном состоянии движения. Вода имела тенденцию «продолжать делать то, что делала». Контейнер был переведен из состояния покоя на высокую скорость на стартовой линии; вода оставалась в покое и проливалась на стол. Контейнер был остановлен недалеко от финиша; вода продолжала двигаться и переливалась через переднюю кромку контейнера. Контейнер был вынужден двигаться в другом направлении, чтобы пройти по кривой; вода продолжала двигаться в том же направлении и переливалась через край. Поведение воды в течение круга по трассе можно объяснить первым законом движения Ньютона.

Повседневное применение первого закона Ньютона

Существует множество применений первого закона Ньютона. Рассмотрим некоторые из ваших опытов в автомобиле. Вы когда-нибудь наблюдали за поведением кофе в наполненной до краев кофейной чашке при запуске автомобиля из состояния покоя или при остановке автомобиля из состояния движения? Кофе «продолжает делать то, что делает». Когда вы разгоняете машину из состояния покоя, дорога создает неуравновешенную силу на вращающихся колесах, толкая машину вперед; но кофе (который был в покое) хочет оставаться в покое. Пока машина разгоняется вперед, кофе остается в том же положении; впоследствии машина разгоняется из-под кофе, и кофе проливается вам на колени. С другой стороны, при торможении из состояния движения кофе продолжает двигаться вперед с той же скоростью и в том же направлении , в конечном итоге ударившись о лобовое стекло или приборную панель. Кофе в движении остается в движении.

Испытывали ли вы когда-нибудь инерцию (сопротивление изменениям вашего состояния движения) в автомобиле при торможении до полной остановки? Сила дороги, действующая на заблокированные колеса, создает неуравновешенную силу, изменяющую состояние движения автомобиля, но неуравновешенной силы, изменяющей ваше собственное состояние движения, нет. Таким образом, вы продолжаете движение, скользя по сиденью вперед. Человек в движении остается в движении с той же скоростью и в том же направлении… если только на него не действует неуравновешенная сила ремня безопасности. Да! Ремни безопасности используются для обеспечения безопасности пассажиров, движение которых регулируется законами Ньютона. Ремень безопасности обеспечивает неуравновешенную силу, которая переводит вас из состояния движения в состояние покоя. Возможно, вы могли бы предположить, что произойдет, если не использовать ремень безопасности.

Есть много других применений первого закона Ньютона. Несколько приложений перечислены ниже. Возможно, вы могли бы подумать о законе инерции и дать пояснения к каждому применению.

• Кровь приливает от головы к ногам, быстро останавливаясь при езде на спускающемся лифте.
• Насадку молотка можно закрепить на деревянной рукоятке, постукивая нижней частью рукоятки по твердой поверхности.
• Кирпич безболезненно разбивается о руку учителя физики ударом молотка. (ВНИМАНИЕ: не пытайтесь повторить это дома!)
• Чтобы вытеснить кетчуп со дна бутылки из-под кетчупа, ее часто переворачивают вверх дном и толкают вниз с высокой скоростью, а затем резко останавливают.
• Подголовники устанавливаются в автомобилях для предотвращения хлыстовых травм при наезде сзади.
• Во время езды на скейтборде (или на фургоне, или на велосипеде) вы отлетаете от доски, когда ударяетесь о бордюр, камень или другой объект, который резко останавливает движение скейтборда.

Следующий раздел:

Перейти к следующему уроку:

Законы движения Ньютона — Исследовательский центр Гленна

Законы движения сэра Исаака Ньютона объясняют взаимосвязь между физическим объектом и силами, действующими на него. Понимание этой информации дает нам основу современной физики.

На этой странице:

Что такое законы движения Ньютона?

1. Объект в состоянии покоя остается в состоянии покоя, а объект в движении остается в движении с постоянной скоростью и по прямой, если на него не действует неуравновешенная сила.
2. Ускорение объекта зависит от массы объекта и величины приложенной силы.
3. Всякий раз, когда один объект воздействует на другой объект, второй объект оказывает равную и противоположную силу на первый.

Сэр Исаак Ньютон работал во многих областях математики и физики. Он разработал теорию гравитации в 1666 году, когда ему было всего 23 года. В 1686 году он представил свои три закона движения в «Principia Mathematica Philosophiae Naturalis».

Разработав свои три закона движения, Ньютон произвел революцию в науке. Законы Ньютона вместе с законами Кеплера объяснили, почему планеты движутся по эллиптическим орбитам, а не по кругу.

Ниже представлен короткий фильм с участием Орвилла и Уилбура Райт и обсуждение того, как законы движения Ньютона применимы к полету их самолетов.

Первый закон Ньютона: инерция

Объект в состоянии покоя остается в покое, а объект в движении остается в движении с постоянной скоростью и по прямой, если на него не действует неуравновешенная сила.

Первый закон Ньютона гласит, что каждый объект будет оставаться в покое или в равномерном прямолинейном движении, если он не будет вынужден изменить свое состояние под действием внешней силы. Эта склонность сопротивляться изменениям в состоянии движения есть инерция . Если все внешние силы уравновешивают друг друга, то результирующая сила не действует на объект. Если на объект не действует результирующая сила, то объект будет поддерживать постоянную скорость.

Примеры инерции, связанные с аэродинамикой:

• Движение самолета, когда пилот меняет положение дроссельной заслонки двигателя.
• Движение мяча, падающего сквозь атмосферу.
• Модель запуска ракеты в атмосферу.
• Движение воздушного змея при смене ветра.

Второй закон Ньютона: сила

Ускорение объекта зависит от массы объекта и величины приложенной силы.

Его второй закон определяет, что сила равна изменению импульса  (масса, умноженная на скорость) за изменение во времени. Импульс определяется как произведение массы m объекта на его скорость V .

Предположим, что у нас есть самолет в точке «0», определяемой его местоположением X ₀ и временем t ₀ . Самолет имеет массу м ₀ и движется со скоростью В ₀ . Внешняя сила F , действующая на показанный выше самолет, перемещает его в точку «1». Новое местоположение самолета X ₁ и время t ₁ .

Масса и скорость самолета изменяются в процессе полета до значений м ₁ и V1 . Второй закон Ньютона может помочь нам определить новые значения V ₁ и m ₁ , если мы знаем, насколько велика сила F  есть. Давайте просто возьмем разницу между условиями в точке «1» и условиями в точке «0».

F = (M ₁ * V ₁ — M ₀ * V ₀ ) / (T ₁ — T ₀ )

97 Newton. м*В). Итак, на данный момент мы не можем разделить, насколько изменилась масса и насколько изменилась скорость. Мы знаем только, насколько изменился продукт (m * V).

Предположим, что масса остается неизменной, равной м . Это допущение довольно хорошо для самолета, потому что единственное изменение массы будет связано с расходом топлива между точкой «1» и точкой «0». Вес топлива, вероятно, невелик по сравнению с весом остальной части самолета, особенно если мы рассматриваем только небольшие изменения во времени. Если бы мы обсуждали полет бейсбольного мяча, то, конечно, масса оставалась бы постоянной. Но если бы мы обсуждали полет ракеты-бутылки, то масса не остается постоянной и мы можем смотреть только на изменение импульса. Для постоянной массы м , второй закон Ньютона выглядит так:

F = m * (V ₁ – V ₀ ) / (t ₁ – t ₀ )

разделить на изменение скорости изменение во времени является определением ускорения a . Затем второй закон сводится к более знакомому произведению массы на ускорение:

F = m * a

Помните, что это соотношение справедливо только для объектов с постоянной массой. Это уравнение говорит нам, что объект, на который действует внешняя сила, будет ускоряться и что величина ускорения пропорциональна величине силы. Величина ускорения также обратно пропорциональна массе объекта; при равных силах более тяжелый объект будет испытывать меньшее ускорение, чем более легкий. Учитывая уравнение импульса, сила вызывает изменение скорости; и точно так же изменение скорости порождает силу. Уравнение работает в обе стороны.

Скорость, сила, ускорение и импульс имеют величину  и направление  связанное с ними. Ученые и математики называют это векторной величиной. Уравнения, показанные здесь, на самом деле являются векторными уравнениями и могут применяться в каждом из направлений компонентов. Мы смотрели только в одном направлении, а вообще объект движется во всех трех направлениях (вверх-вниз, влево-вправо, вперед-назад).

Пример силы, связанной с аэродинамикой:

• Движение самолета в результате действия аэродинамических сил, веса самолета и тяги.

Третий закон Ньютона: действие и противодействие

Всякий раз, когда один объект воздействует на другой объект, второй объект оказывает равную и противоположную силу на первый.

Его третий закон гласит, что на каждое действие (сила) в природе существует равное и противоположное противодействие . Если объект A воздействует на объект B, объект B также оказывает равную и противоположную силу на объект A. Другими словами, силы возникают в результате взаимодействий.

Примеры действия и противодействия, связанные с аэродинамикой:

• Движение подъемной силы от аэродинамического профиля, воздух отклоняется вниз под действием аэродинамического профиля, и в результате реакции крыло толкается вверх.
• Движение вращающегося шара, воздух отклоняется в одну сторону, а мяч реагирует движением в противоположную
• Движение реактивного двигателя создает тягу, и горячие выхлопные газы выходят из задней части двигателя, а сила тяги создается в противоположном направлении.