рівняння
,
де - маса тіла, - прискорення його центра ваги. Якщо тіло рухається поступально, то це рівняння повністю описує рух тіла.
Імпульсом тіла називають добуток маси тіла на його швидкість:
.
Імпульс є векторною величиною і залежить одночасно як від стану руху (швидкості), так і від його інертних властивостей (маси).
Нехай в деякий початковий момент часу імпульс тіла мав значення, а в наступний момент часу придбав нове значення (при цьому маса з плином часу не змінюється). Тоді за інтервал часу імпульс змінився на величину. Тоді
.
З кінематики відомо, що дорівнює прискоренню тіла, значить. З урахуванням (2.7):
.
Третій закон Ньютона. Кожному дії завжди є рівна і протилежно спрямована протидія.
Так, якщо взаємодіють два тіла А і В з силами F1 і F2, то ці сили рівні за величиною, протилежні за напрямком, спрямовані вздовж однієї прямої і прикладені до різних тіл (рис. 2.4).
Природа цих сил завжди однакова. Наведемо такий приклад. Тіло масою лежить на столі. Сила, з якою тіло діє на стіл, Р (вага тіла), прикладена до столу, сила, з якою стіл діє на тіло, N (сила реакції опори), прикладена до тіла (рис. 2.5). Згідно 3-му закону Ньютона,,. Сила FТ, з якою Земля діє на тіло масою, дорівнює, прикладена до тіла і спрямована до центру Землі; сила, з якою тіло діє на Землю, F прикладена до центру Землі і спрямована до центру мас тіла (рис. 2.6).
Перший закон Ньютона необхідний для того, щоб визначити ті системи відліку, в яких справедливий другий закон Ньютона. Системи відліку, в яких виконується 1-й закон Ньютона, називаються інерційних, ті системи відліку, в яких 1-ий закон Ньютона не виконується, - неінерційній.
Розглянемо наступний приклад. До стелі нерухомого нагона підвішений вантаж, який бачать спостерігач 1, який сидить у вагоні, і спостерігач 2, що знаходиться на платформі (рис. 2.7). Нитка маятника вертикальна, що природно з точки зору спостерігачів 1 і 2, так як на вантаж діють дві вертикальні сили: сила натягу нитки Т і сила тяжіння FТ, рівні за величиною і протилежні за напрямком. Якщо ж вагон рухається з прискоренням а, то з точки зору спостерігача 2 нитка повинна відхилитися від вертикалі, так як на вантаж продовжують діяти ті ж сили, але результуюча цих сил вже не буде дорівнювати 0, щоб забезпечити рух, маятника з прискоренням а.
З точки зору спостерігача 1 маятник залишається в спокої щодо стінок вагона, і результуюча сил, що діє на маятник, повинна дорівнювати нулю. Але так як нитка відхилена, то спостерігач повинен припустити наявність сили, яка в сумі з силою натягу нитки і силою тяжіння дає 0. Це сила інерції. Але ця сила вже не є результатом взаємодії тіл, а є результатом того, що ми розглядаємо рух тіла відносно системи відліку, що рухається з прискоренням.
Система, пов'язана з спостерігачем 1, - неінерційній, система пов'язана з спостерігачем 2, - інерціальна. Ми будемо розглядати рух тіл тільки щодо інерційних систем відліку. Підкреслимо, що сила є результат взаємодії реальних тіл.
У зв'язку з важливістю викладеного ще раз сформулюємо перший закон Ньютона: існують такі системи відліку, звані інерціальними, в яких тіло зберігає стан спокою або рівномірного прямо...
