Документ охватывает основные законы Ньютона, включая закон инерции, динамику и методы решения связанных с ними задач. Он объясняет, как силы взаимодействия и инерция влияют на движение тел, а также приводит примеры применения второго и третьего законов Ньютона. Включены графики и алгоритмы для нахождения решений задач, а также ссылки на литературу для дополнительного изучения.

1. Урок по теме:
Законы
Ньютона.

3. Первый закон Ньютона.
Инерция

4. Цель:
Повторение
основных понятий,
графиков и формул,
связанных с первым
законом Ньютона

5. Динамика – раздел механики
Динамикой называют раздел механики, в котором
изучают различные виды механических движений с учетом
взаимодействия тел между собой.
Основы динамики
составляют три закона
Ньютона, являющиеся
результатом обобщения
наблюдений и опытов в
области механических
явлений, которые были
известны еще до
Ньютона и осуществлены
самим Ньютоном.

6. Ограничения динамики
Законы динамики Ньютона (иначе называемой
классической динамикой) имеют
ограниченную область применимости.
Они справедливы для
макроскопических
тел, движущихся со
скоростями, много
меньшими, чем
скорость света в
вакууме

7. Инерция
 Такие случаи практически не
возможны, поэтому движе-
ние по инерции – это
идеальный случай, к кото-
рому реальные движения могут
приближаться в той или иной
мере.
• Явление сохранения
скорости тела, когда на тело
в направлении движения не
действуют никакие
другие тела, называется
инерцией.

10. Первый закон Ньютона
 Существуют такие системы отсчета,
относительно которых изолированные
поступательно движущиеся тела
сохраняют свою скорость неизменной
по модулю и направлению.

11. ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЬЮТОНА
По книге: И. Ньютон. Математические начала натуральной философии. пер. с лат.
А. Н. Крылова. М.: Наука, 1989.
Всякое тело продолжает удерживаться в
состоянии покоя или равномерного и
прямолинейного движения, пока и
поскольку оно не понуждается
приложенными силами изменить это
состояние.
С современной точки зрения, такая формулировка
неудовлетворительна.
Во-первых, термин «тело» надо заменить на «материальная
точка», так как тело конечных размеров в отсутствие внешних сил
может совершать и вращательное движение.
Во-вторых, и это главное, Ньютон в своём труде опирался на
существование абсолютной неподвижной системы отсчёта, то
есть абсолютного пространства и времени, а это представление
современная физика отвергает.

12. Примеры
Равнодействующая
равна нулю

у F
Равнодействующая
равна нулю

т F
Равнодействующая
равна нулю

13. Инерциальные системы отсчета
 Так как движение и покой относительны, в различных
системах отсчета движение изолированного тела будет
разным.
 В одной системе отсчета тело может находиться в покое или
двигаться с постоянной скоростью, в другой системе это же
тело может двигаться с ускорением.
Системы отсчета, в которых выполняется
первый закон Ньютона, называют
.
Первый закон Ньютона (или закон
инерции) из всего многообразия систем
отсчета выделяет класс так называемых
инерциальных систем

14. Алгоритм решения типовой задачи:
1. Кратко записываем условие задачи.
2. Изображаем условие графически, указав
действующие на тело (точку) силы.
3. Корректируем и обозначаем на рисунке систему
отсчета.
4. Проводим решение, применяя 1 закон Ньютона.
5. Записываем ответ.

15. Пример решения:
К потолку каюты равномерно идущего теплохода подвешен тяжелый
шар. Какое произойдет изменение его положении, если теплоход:
а) ускорит ход; б) повернет в сторону; в) уменьшит ход?
1. Кратко записываем условие задачи.
2. Изображаем условие графически, указав действующие на шар силы.
Рисуем начальные условия. На рисунке сразу обозначаем систему координат.
1. Проводим общее решение, применяя 1 закон Ньютона.
В соответствии с этим законом, шар будет сохранять состояние
равномерного прямолинейного движения относительно
Земли. Пока скорость каюты будет постоянной, он будет с точки
зрения наблюдателя в каюте, выглядеть неподвижным.

16. а) Пароход увеличивает скорость.
В системе отсчета, связанной с землей, это будет
выглядеть так, как будто бы пароход начал уходить от
шара вперед. Движение каюты начнет опережать
движение шара и уведет верх подвеса вперед,
шар отстанет.

17. б) Пароход поворачивает в сторону.
В системе отсчета, связанной с землей, это будет
выглядеть так, как будто бы пароход начал уходить от
шара в сторону, а шар будет оставаться на месте.
Движение каюты уведет верх подвеса в сторону,
шар отклонится в каюте в сторону,
противоположную повороту.

18. в) Пароход уменьшает скорость.
Шар по инерции будет продолжать движение и уведет низ подвеса
вперед. Движение каюты будет отставать от движения шара
Ответ. С точки зрения наблюдателя в каюте при
увеличении скорости парохода произойдет
отклонение шара назад, при повороте - отклонение в
сторону, противоположную повороту, при
уменьшении скорости - отклонение вперед.

19. Связь графиков
при отсутствие действия сил
– это графики прямолинейного
равномерного движения
Равнодействующая
сил равна нулю
t,
с
F, Н
0
Расчетная
формула:
s = vt
График
движения
прямая
S, м а, м/с2
V,
м/с
Тело
движется без
ускорения
Скорость
постоянна
0 t, с 0 t, с 0 t, с

20. Сущность первого закона Ньютона может быть
сведена к трём основным положениям:
 Все тела обладают свойствами
инерции;
 существуют инерциальные
системы отсчёта, в которых
выполняется первый закон
Ньютона;
 движение относительно
если тело А движется
относительно тела
отсчета В со скоростью υ, то
и тело В, в свою очередь,
движется относительно
тела А с той же скоростью, но
в обратном
направлении υ = – υ'.

21. ИТОГИ:
Всякое тело продолжает удерживаться в
состоянии покоя или равномерного и
прямолинейного движения до тех пор,
пока приложенные к нему внешние
силы не изменят это состояние

22. Второй закон Ньютона.
Инерция

23. Цель:
ПОВТОРЕНИЕ
ОСНОВНЫХ
ПОНЯТИЙ,
ГРАФИКОВ И
ФОРМУЛ,
СВЯЗАННЫХ СО
ВТОРЫМ
ЗАКОНОМ
НЬЮТОНА.

24. Сила – причина ускорения
Сила, приложенная к телу, является причиной его
ускорения.

25. Ускорение обратно
пропорционально массе
 Опыт показывает, что
ускорения,
сообщаемые телам
одной и той же
постоянной силой,
обратно
пропорциональны
массам этих тел.

26. Ускорения, сообщаемые телам одной и той же
постоянной силой, обратно пропорциональны
массам этих тел

27. Ускорение прямо пропорциональным силе
При действии
разных по модулю
сил на одно и то же
тело, его ускорение
оказывается прямо
пропорциональны
м силе.

28. Ускорение прямо пропорциональным силе

29. Второй закон Ньютона

30. Второй закон Ньютона
II закон Ньютона:
В инерциальной системе отсчета
ускорение тела прямо пропорционально
векторной сумме всех действующих на
тело сил и обратно пропорционально
массе тела:
F
a  
m

31. Примеры:
силы, действующие на самолет, и
направление вектора скорости в
какой-то момент времени (F – сила
тяги, Fc – сила лобового
сопротивления, Fт – сила
тяжести, Fп – подъемная сила).
будет двигаться самолет дальше, если:
a) Fт = Fп, F = Fс Самолет будет двигаться равномерно,
прямолинейно, т.к. действие всех сил скомпенсировано;
б) Fт = Fп, F > Fс Самолет будет двигаться прямолинейно, ускоренно
(увеличивать скорость), т.к. равнодействующая всех сил
направлена по направлению скорости;
в) Fт > Fп, F = Fс Самолет будет двигаться ускоренно криволинейно
вниз, т.к. равнодействующая всех сил направлена вниз;
г) Fт < Fп, F = Fс самолет будет двигаться ускоренно криволинейно
вверх, т.к. равнодействующая всех сил направлена вверх.

32. Используем проекции на
координатную ось
Примеры:
γm∙m2/r2= ma
Fт – rv = ma

33. Еще один хороший пример проявления второго закона
Ньютона мы можем привести, если перепишем его
следующими словами:
 Сила равна произведению массы на скорость,
деленному на время.
 Эта формулировка особенно полезна спортсменам: она
объясняет, как, например, надо ловить мяч, чтобы его не
упустить или чтобы он не очень сильно ударил ловящего.
Надо расслабить все мускулы, податься с мячом немного
назад. Правильное поведение увеличивает время ловли
мяча и тем уменьшает удар.

34. Упражнение:
Используя второй закон Ньютона, объясните:
 а) Почему падение на
мерзлую землю опаснее,
чем на рыхлый снег?
 б) Почему прыгнув с
высоты нескольких
этажей на натянутый
брезент, можно остаться
невредимым?

35. Рассмотрим более сложный пример

36. 1. Автомобиль массой 1 т поднимается по шоссе с уклоном 300 под
действием силы тяги 7 кН. Найти ускорение автомобиля, считая, что
сила сопротивления зависит от скорости движения. Коэффициент
сопротивления равен 0,1. Ускорение свободного падения принять
равным 10 м/с2
α
Х
У
mg
N
Fт
Fтh
a
mgx = - mg sin α
Nx = 0
Fтx = Fт
Fтр x = - Fтр
mgy = - mg cos α
Ny = N
Fтy = 0
Fтр y = 0
ax = a ay = 0
- mg sin α + Fт - Fтр = m a
- mg cos α + N = 0

37. Алгоритм решения задач динамики
1. Изобразите силы, действующие на каждое тело в
инерциальной системе отсчета.
2. Запишите для каждого тела второй закон
Ньютона в векторной форме.
3. Выберите координатные оси. (Если известно
направление ускорения, то целесообразно
направить одну ось вдоль ускорения, а вторую
перпендикулярно ему.)
4. Проецируя второй закон Ньютона на
координатные оси, получите систему уравнений
для нахождения неизвестных величин.
5. Решите систему уравнений, используя
аналитические выражения для всех сил и
дополнительные условия. Y

38. Итоги:

39. Третий закон Ньютона

40. Цель:
ПОВТОРЕНИЕ
ОСНОВНЫХ
ПОНЯТИЙ,
ГРАФИКОВ И
ФОРМУЛ,
СВЯЗАННЫХ С
ТРЕТЬИМ
ЗАКОНОМ
НЬЮТОНА.

41. Силы взаимодействия двух тел

42. В инерциальных системах отсчета
все силы возникают только парами
Силы взаимодействия между
гирей и скамьей
Силы взаимодействия
между человеком и
землей при ходьбе
Силы взаимодействия
между Землей и Луной
Силы взаимодействия
между сгоревшими
газами и ракетой

43. Действие силы тяжести и
архимедовой силы на тело,
погруженное в жидкость

44. Тела действуют друг на друга с силами,
противоположно направленными

45. Вывод
Обе пружины действуют
друг на друга с силами,
равными по величине и
противоположными по
направлению
F1 F2

46. Силы взаимодействия на примере динамометра

48. Силы, с которыми тела действуют друг на
друга, равны по модулю и направлены
вдоль одной прямой в противоположные
стороны.

49. Дополнение
Третий закон Ньютона
справедлив и в случае
взаимодействия на
расстоянии

50. Обратите внимание
Важно понимать, что
силы приложены к разным телам
Силы приложены
к одному телу
Силы приложены
к разным телам
и поэтому
не могут уравновешивать друг друга.

51. Обратите внимание
Динамометры А и В
действуют друг на друга
с силами F1 и F2
Обе силы равны по
модулю,
противоположны по в
направлению и
приложены к разным
телам
Сила F1 приложена к телу В
Сила F2 приложена к телу А

52. В данном Псолуячсаенение
существенную роль
играет сила трения
– она действует как
на мальчика, так и
на тележку.
При этом сила трения, действующая
на мальчика не должна превышать
силу трения, действующую на
тележку.

53. Пояснение
Если мальчик будет идти по
скользкому льду, то силы
трения, действующей на
мальчика со стороны льда
будет недостаточно, чтобы
сдвинуть тележку
То же самое будет с
нагруженной тележкой, когда
мальчик, даже упираясь
ногами, не сможет создать
достаточную силу, чтобы
сдвинуть тележку с грузом

54. Примеры применения
Обе партии действуют друг на
друга (через канат) с
одинаковыми силами.
Значит, выиграет (перетянет канат) не та партия, которая сильнее
тянет, а та, которая сильнее упирается в Землю.
Лошадь везет сани: сани тянут
лошадь назад с такой же по
Fмодулю силой F, с какой
2 F21
лошадь тянет сани вперед
(сила F)
1Во-первых, эти силы приложены к разным телам,
а во-вторых, и на сани и на лошадь действуют еще и силы
со стороны дороги

55. Случай системы связанных тел
Выделим пары сил
F = T
F21 = F12
F F12 = μ∙m1g 21 = μ∙m2g
Где μ – коэффициент трения
F = μ∙m1g + μ∙m2g
T = F = μ∙m1g + μ∙m2g
• При этом система движется с ускорением
• Поэтому по II закону Ньютона:
mg - T = ma mg – (μ∙m1g + μ∙m2g) = ma

56. Итоги:
Третий закон Ньютона отражает тот факт, что сила
есть результат взаимодействия тел, и устанавливает,
что силы, с которыми действуют друг на друга
два тела, равны по величине и
противоположны по направлению.

58. ЛИТЕРАТУРА
1. § 14-а. Первый закон Ньютона. Учебник "Физика-9". Физика. Ру. //[Электронный
ресурс] // http://cit.vvsu.ru/MIRROR/www.fizika.ru/theory/tema-14/14a.htm
2. § 7. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Социальный
навигатор. Справочник для абитуриентов, ищущих работу молодежи
//[Электронный ресурс]
//http://www.edu.yar.ru/russian/projects/socnav/prep/phis001/dyn/dyn7.html
3. 1 закон Ньютона. Движение тела при отсутствии сил, при равенстве нулю
равнодействующей. UMS //[Электронный ресурс] //
http://izotovmi.chat.ru/Fizika/Mehanika/zdina030.htm
4. Гутник, Е. М., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / Е. М.
Гутник, А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 302 с.
5. § 14-а. Первый закон Ньютона. Учебник "Физика-9". Физика. Ру. //[Электронный
ресурс] // http://cit.vvsu.ru/MIRROR/www.fizika.ru/theory/tema-14/14a.htm
6. § 7. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Социальный
навигатор. Справочник для абитуриентов, ищущих работу молодежи
//[Электронный ресурс] //
http://www.edu.yar.ru/russian/projects/socnav/prep/phis001/dyn/dyn7.html
7. 1 закон Ньютона. Движение тела при отсутствии сил, при равенстве нулю
равнодействующей. UMS //[Электронный ресурс] //
http://izotovmi.chat.ru/Fizika/Mehanika/zdina030.htm

59. 8. § 14-б. Второй закон Ньютона. Тема 14. Законы динамики. Учебник 9 класса.
Физика.ру. //[Электронный ресурс]//
http://cit.vvsu.ru/MIRROR/www.fizika.ru/theory/tema-14/14b.htm
9. Второй закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных
ресурсов//[Электронный ресурс]// http://files.school-collection.
edu.ru/dlrstore/4cef336c-d0fc-df93-3527-
ce130a6bb0e7/00144675433969382.htm
10. Второй закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных
ресурсов//[Электронный ресурс]// http://files.school-collection.
edu.ru/dlrstore/669bc791-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/1_9.swf
11. Второй закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных
ресурсов//[Электронный ресурс]// http://files.school-collection.
edu.ru/dlrstore/1e15840d-b62b-4489-a818-04bc3135735f/9_202.swf
12. Второй закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных
ресурсов//[Электронный ресурс]// http://school-collection.
edu.ru/catalog/res/6b58d576-f1f7-4ade-b3b8-5b79d5d85f1a/view/
13. Второй закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных
ресурсов//[Электронный ресурс]// http://school-collection.
edu.ru/catalog/res/fefb061a-ccfb-400f-b788-7e9e72f54786/view/
Гутник, Е. М., Физика. 7 класс. Учебник

60. 14. § 14-б. Третий закон Ньютона. Тема 14. Законы динамики. Учебник 9 класса.
Физика.ру. //[Электронный ресурс]//
http://cit.vvsu.ru/MIRROR/www.fizika.ru/theory/tema-14/14c.htm
15. Гутник, Е. М., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / Е. М.
Гутник, А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 302 с.
16. Иллюстрации к третьему закону Ньютона. Единая коллекция цифровых
образовательных ресурсов//[Электронный ресурс]// http://files.school-collection.
edu.ru/dlrstore/7059c5bd-bea7-4d42-a605-4fd51e00dc71/9_224.swf
17. Третий закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных
ресурсов//[Электронный ресурс]// http://files.school-collection.
edu.ru/dlrstore/8669e88f-c49c-41fc-9495-75ea9a9bb856/9_219.swf
18 Третий закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных
ресурсов//[Электронный ресурс]// http://files.school-collection.
edu.ru/dlrstore/669bc792-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/1_10.swf
19 Третий закон Ньютона. Единая коллекция цифровых образовательных
ресурсов//[Электронный ресурс]// http://files.school-collection.
edu.ru/dlrstore/796cd1f9-2680-e756-fb0f-d2d4eae4bbf4/
00144675438266421.htm
20 Тема 4. Законы Ньютона. / /[Электронный ресурс]//
http://egephizika.26204s024.edusite.ru/DswMedia/mehanika4.htm
21 1.9. Третий закон Ньютона. Открытая физика //[Электронный ресурс]//
http://physics.ru/courses/op25part1/content/chapter1/section/paragraph9/theory.html