§ 42. Основные законы механики

После установления Кеплером законов движения планет естественно встал вопрос о причине таких движений. Решение этой задачи требовало предварительного изучения законов движения любых тел, т.е. необходимо было развитие той части естествознания, которая называется механикой.

После того как трудами Галилея (1564-1642), Гюйгенса (1629-1695) и других ученых было положено начало опытному обоснованию механики, Ньютон сформулировал следующие три основных закона движения тел:

1-й закон. Всякое тело сохраняет свое состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку приложенные силы не заставят его изменить это состояние. Этот закон называется законом инерции. Если m — масса тела, а v — его скорость, то закон инерции математически можно представить в следующем виде:

mv = const.

(2.13)

Если v = 0, то тело находится в покое; если v = const ¹ 0, то тело движется равномерно и прямолинейно. Произведение mv называется количеством движения тела. Изменение количества движения тела может произойти только в результате его взаимодействия с другими телами, т.е. под действием силы.

2-й закон. Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует. Второй закон математически записывается так:

или

F = mw,

(2.14)

т. е. произведение массы тела m на его ускорение w равно действующей силе F.

Уравнение (2.14) называется основным законом динамики материальной точки.

3-й закон. Действие всегда вызывает равное и противоположное противодействие. Иными словами, воздействия двух тел друг на друга всегда равны и направлены в противоположные стороны.

Если какое-нибудь тело с массой т₁ взаимодействует с другим телом с массой m₂ , то первое тело изменяет количество движения второго тела m₂v₂ , no и само претерпевает от него такое же изменение своего количества движения m₁v₁ , но только обратно направленное, т.е.

или

F2 = — F1 .

(2.15)