XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Три закона Ньютона это фундаментальные понятия механики, без понимания которых невозможно понять всю суть классической физики, связанной с перемещением тел на скоростях, много меньших, чем скорость света. По мнению ряда современных учёных, законы Ньютона стали началом естествознания, как науки. Они явились результатом обобщения всех известных на момент открытия, данных, полученных при изучении движения тел.

Рассмотрим вкратце все три закона.

Первый закон Ньютона формулируется следующим образом: существуют такие системы отсчета, в которых некоторое тело, не подвергавшееся воздействию со стороны внешних сил, сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Лично для меня было очень сложно понять этот закон, но если сформулировать его несколько проще, то его идея и следствия становятся более просты и понятны: первый закон говорит о том, что скорость тела останется постоянной пока воздействие на это тело со стороны других тел не вызовет ее изменения. Проиллюстрируем на примере: представим, что имеется шар и абсолютно ровная поверхность, не будем оценивать и пренебрежём силами сопротивления воздуха и трения о поверхность. Если мы в таких условиях толкнем объект, то наш шар будет катиться вечно, не меняя при этом скорости. Причина такого, на первый взгляд, странного поведения,в инерции – способности тела сохранять скорость (её величину и направление), если нет воздействий извне.

Второй закон Ньютона для краткости можно записать формулой F=ma. Если же сформулировать его без использования математики, то мы получим вполне понятное толкование. Сила, которую мы должны потратить на изменение скорости тела, всегда пропорционально его массе. Снова обратимся к примеру: если нам необходимо сдвинуть два шара, чьи массы отличаются, то тогда к шару с максимальной массой необходимо будет приложить силу, большую, чем в случае с маленьким шаром.

Третий закон Ньютона описывает взаимодействие тел. Согласно ему, взаимодействие двух объектов друг с другом количественно одинаково, но направлено в разные стороны. То есть, если сила действует на объект, то обязательно существует вторая материальная точка, в которой объект действует с силой, аналогичной по значению, но направленной в противоположном направлении. Удобнее всего проиллюстрировать этот закон следующим примером. Пусть у нас имеются две одинаковые по массе тележки. К одной прикрепим металлическую упругую пластину, согнём и соединим ниткой, зафиксировав тем самым сгиб. Поставим вторую тележку так, чтобы она соприкасалась с краем пластины, затем обрежем или пережжём нить. Пластина, превратившись в подобие пружинки, очень быстро распрямится, и тележки придут в движение, обладая ускорением. Раз мы подобрали их так, что масса стала одинаковой, то ускорение и скорость будут равны по модулю, но противоположны по направлению. Тележки при этом остановятся на равном расстоянии от места старта.

Три закона Ньютона сейчас известны всем старшеклассникам и студентам, однако их значение для науки по прежнему очень велико. Они дали не только основание для дальнейших исследований в рамках классической механики, но и находят своё применение во всех технологических изобретениях и конструкциях, которыми мы пользуемся в быту.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Динамика // Институт дистанционного образования Томского государственного университета URL: https://ido.tsu.ru/schools/physmat/data/res/mehanika/metod/text/dinamika.htm (дата обращения: 1.12.2019).

Джеймс Трефил 200 законов мироздания. М.: Гелеос, 2007.