§ 39. ЗНАЧЕНИЕ ЗАКОНОВ НЬЮТОНА
Мы ознакомились с тремя законами движения — законами Ньютона. Значение законов Ньютона состоит в том, что они позволяют решать основную задачу механики. Первый закон Ньютона утверждает, что существуют инерциальные системы отсчета. Второй закон, справедливый для инерциальных систем отсчета, связывает силу, действующую на тело, с вызванным ею ускорением. И если сила известна, то можно найти ускорение тела в любой точке траектории.
Так завершается та «цепочка», о которой говорилось в конце третьей главы: по известным силам и массе тела находят ускорение, затем вычисляют его скорость и перемещение за любой промежуток времени и, наконец, координаты тела в любой момент времени. Для этого должны быть известны «начальные условия» — начальное положение и начальная скорость тела.
Так, например, ученым, которые руководят полетом космического корабля, необходимо, конечно, заранее знать положение корабля в любой момент времени. Они могут узнать его, пользуясь такой «цепочкой». Им известно начальное положение корабля на стартовой площадке и его начальная скорость. Им известны и силы, которые действуют на корабль в любой точке траектории. Пользуясь этими данными, они и решают задачу механики применительно к космическому полету. Но так как силы, действующие на корабль, все время изменяются, то вычисления настолько сложны, что приходится привлекать на помощь вычислительные машины.
Мы все время говорили, что основная задача механики — определение положения движущегося тела в любой момент времени. Но не следует думать, что законами движения пользуются исключительно для определения именно положения тела. На практике часто требуется вычислять такие величины, как скорость тела, его ускорение, силы, действующие на пего, и т. д. Законы Ньютона позволяют, разумеется, решать и такие, более простые задачи.
В разделе «Кинематика» мы ознакомились с различными видами движения. Законы Ныотсиа позволяют попять, при каких условиях тела совершают то или иное из этих движений. Так, например,
согласно первому закону Ньютона тело движется прямолинейно и равномерно или находится в покое относительно любой инерциальной системы отсчета, если векторная сумма сил, приложенных к телу, равна нулю.
Из второго закона Ньютона следует, что равноускоренное движение тело совершает тогда, когда сила, действующая на него, постоянна, т. е. одинакова во всех точках траектории.
В соответствии с тем же вторым законом Ньютона тело будет двигаться по окружности, если приложенная к нему сила постоянна по своему абсолютному значению и направлена перпендикулярно скорости тела, и т. д.
Третий закон Ньютона утверждает, что силы, действующие на тела, имеют взаимный характер.
