7. ВТОРОЙ ЗАКОН НЬЮТОНА

Второй закон Ньютона.

Связь между силой и ускорением тела устанавливается на основании опыта. Подействуем с помощью растянутой пружины сначала на одну тележку и вычислим по пути пройденному за время (рис. 22), модуль а ускорения ее движения.

Затем ту же самую пружину прикрепим к двум тележкам, т. е. используем тело с массой в два раза большей, чем в первом опыте (рис. 23).

Второй опыт показывает, что под действием той же силы тележки за то же время проходят в два раза меньший путь 82 (рис. 23), чем в первом опыте, т. е. движутся с вдвое меньшим ускорением. А это означает, что при действии одной и той же силы на разные тела оказывается одинаковым произведение массы тела на его ускорение. На основании опытов, подобных описанному выше, Ньютон сформулировал один из основных законов механики: сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение:

Этот закон называется вторым законом, Ньютона.

Из второго закона Ньютона следует, что для определения ускорения тела нужно знать действующую на тело силу и массу тела:

Выражение (6.1) нельзя рассматривать формально и делать вывод, будто сила зависит от массы и ускорения тела или масса тела зависит от его ускорения и действующей силы. Смысл второго закона Ньютона заключается в том, что действующие на тело силы определяют изменение скорости тела, а не скорость движения тела.

Второй закон Ньютона выполняется только в инерциальных системах отсчета.

Сложение сил.

При одновременном действии на одно тело нескольких тел тело движется с ускорением, являющимся векторной суммой ускорений, которые возникли бы под действием каждого тела в отдельности. Действующие на тело силы, приложенные к одной точке тела, складываются по правилу сложения векторов. Векторная сумма всех одновременно действующих на тело сил называется равнодействующей; сила (рис. 24) — равнодействующая силы тяжести и реакции опоры N.