Второй закон Ньютона

Первый закон Ньютона определяет, что происходит с предметом, если действующие на него силы уравновешены, поясняет, что всякое изменение количества движения зависит от величины приложенной силы и от времени ее действия. Такой предмет либо движется прямолинейно, либо остается в покое.

Совершенно естественно, что после этого Ньютон задал себе вопрос:

- А что случится с телом, когда на него подействует какая-либо внешняя сила?

Ответ был сформулирован, как второй закон Ньютона.

Движение под действием силы

Повседневная практика подсказывет: если тело покоилось, то оно придет в движение под действием силы, а если двигалось, то изменится его скорость - движение замедлится или, наоборот, ускорится. При этом может измениться и направление движения. Все зависит от того, куда будет направлена действующая сила: если по направлению движения, то оно ускорится, если против - замедлится.

А если сила действует беспорядочно, то и движение будет изменяться самым причудливым образом. Так бывает, например, когда осенний ветер гонит опавшую листву. Он то даст листьям полежать спокойно, то подхватывает, несет и кружит, вздымает ввысь и снова бросает наземь.

И Ньютон установил свой второй закон движения - один из основных законов механики:

Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит в направлении той прямой, по которой эта сила действует.

Говорят иногда и так:

Ускорение тела прямо пропорционально действующей на тело силе и обратно пропорционально массе этого тела.

Этот закон уничтожил остатки учения Аристотеля о движении. Аристотель и все его многочисленные последователи утверждали, что применение силы сообщает всем предметам определенную скорость. Ньютон вслед за Галилеем доказал иное: применение силы придает телам не скорость, а ускорение, то есть сила обязательно изменяет скорость, увеличивая ее или уменьшая.

Сила изменяет скорость

Сила изменяет скорость; сила создает ускорение, а ускорение - это и есть всякое изменение скорости: увеличение или уменьшение ее. Конечно, под действием силы скорость может возрастать и быстро и медленно. Чем больше сила, действующая на данное тело, тем быстрее возрастает скорость - тем больше ускорение. Ускорение появляется под действием силы.

Ньютон, а вслед за ним и остальные физики стали называть силой все, что изменяет скорость или направление движения. Сила тяжести также вызывает ускорение, и падение предметов является ускоренным движением.

Равнодействующая сила

Если на тело действует несколько сил, их можно суммировать и заменить одной - равнодействующей силой.

На практике почти всегда приходится видеть, что на тело действует сразу несколько сил. А тело двигается так, как будто имеется только одна сила - их равнодействующая.

Когда Галилей изучал ускоренное движение, скатывая шарики с наклонной плоскости, он ведь тоже имел дело с двумя силами: шарик катился под действием составляющей силы тяжести, а сила трения препятствовала движению, (подробнее: Сила тяжести. Ускорение свободного падения). Так что Галилей изучал действие на шарики равнодействующей этих сил - их разности.

Второй закон Ньютона был открыт, благодаря исследованиям великих мыслителей.