Zakony-dinamiki-Nyutona-Osnovy-klassicheskoj-mehaniki.pptx

1.

Законы динамики Ньютона:
Основы классической
механики

2.

Введение: Кто такой Исаак Ньютон и его вклад
Сэр Исаак Ньютон (1643–1727) — выдающийся английский учёный, математик, физик, астроном, философ и теолог. Его работы
заложили основы классической механики, оптики и математического анализа. Ньютон совершил революцию в понимании
физического мира, сформулировав универсальные законы движения и закон всемирного тяготения.
Его монументальный труд "Математические начала натуральной философии" (Principia Mathematica), опубликованный в 1687 году,
стал одной из самых влиятельных книг в истории науки. В нем Ньютон представил три закона движения, которые до сих пор являются
краеугольным камнем физики.

3.

1
2
Первый закон Ньютона:
Закон инерции
Понятие инерции
Этот закон также известен как закон
инерции. Инерция — это свойство тел
сохранять свою скорость при
Первый закон Ньютона гласит:
отсутствии воздействия других тел.
"Всякое тело продолжает
Чем больше масса тела, тем больше
находиться в состоянии покоя или
его инерция, и тем сложнее изменить
равномерного и прямолинейного
его состояние движения.
движения до тех пор, пока на него не
подействуют внешние силы,
которые выведут его из этого
состояния."
3
Инерциальные системы отсчёта
Первый закон определяет существование так называемых инерциальных систем
отсчёта — это системы, относительно которых свободные тела движутся
равномерно и прямолинейно или покоятся. Все остальные системы являются
неинерциальными.

4.

Примеры первого закона в повседневной жизни
Резкое торможение автомобиля
Выбрасывание воды с зонта
Когда автомобиль резко тормозит, пассажиры по инерции продолжают двигаться вперёд. Именно
При вращении зонта капли воды отрываются от него и продолжают двигаться по касательной к
поэтому важно пристёгиваться ремнями безопасности.
окружности, благодаря инерции.

5.

Второй закон Ньютона: F = ma
Второй закон Ньютона устанавливает связь между силой, массой и ускорением тела. Он гласит: "Ускорение, приобретаемое телом,
прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к нему сил и обратно пропорционально его массе."
Где:
• F — равнодействующая сила, приложенная к телу (измеряется в Ньютонах, Н).
• m — масса тела (измеряется в килограммах, кг).
• a — ускорение тела (измеряется в метрах в секунду в квадрате, м/с²).
Этот закон является одним из самых фундаментальных в физике, позволяя количественно описывать и предсказывать движение
объектов под действием сил.

6.

Примеры второго закона: От метания мяча до движения планет
Метание мяча
Запуск ракеты
Движение планет
Когда вы бросаете мяч, приложенная вами
Сила тяги двигателей ракеты (F) сообщает
Гравитационная сила Солнца (F) является
сила (F) вызывает его ускорение (a). Чем
ей огромное ускорение, позволяющее
равнодействующей силой, действующей
сильнее вы бросаете (больше F), тем
преодолеть земное притяжение и выйти в
на планеты, заставляя их двигаться по
быстрее мяч набирает скорость (больше
космос. Масса ракеты (m) играет
орбитам с определённым ускорением (a),
a).
ключевую роль в расчетах необходимой
зависящим от массы планеты (m).
тяги.

7.

Третий закон Ньютона: Закон
действия и противодействия
"Действию всегда есть равное и противоположное противодействие,
или, иначе: взаимодействия двух тел друг на друга всегда равны и
направлены в противоположные стороны."
Это означает, что силы всегда возникают парами. Если тело А действует на
тело В с некоторой силой, то тело В действует на тело А с такой же по
модулю, но противоположной по направлению силой.
Эти силы всегда действуют на разные тела, поэтому они не могут
уравновешивать друг друга. Они являются фундаментальной концепцией для
понимания всех видов взаимодействий в природе.

8.

Примеры третьего закона: От
плавания до запуска ракет
Плавание
Запуск ракеты
Пловец отталкивается от воды
Ракета выбрасывает горячие
назад, и вода, в свою очередь,
газы вниз (действие), и эти
толкает пловца вперёд с
газы толкают ракету вверх
равной силой, обеспечивая
(противодействие).
движение.
Ходьба
Когда вы делаете шаг, вы отталкиваетесь от земли назад, а земля
толкает вас вперёд с равной силой, позволяя вам двигаться.

9.

Ограничения законов Ньютона: За
пределами классической механики
Несмотря на свою универсальность в повседневном мире, законы Ньютона имеют
свои ограничения. Они работают отлично в классической механике, описывая
движение объектов на макроскопическом уровне и при скоростях, значительно
меньших скорости света.
• Высокие скорости: При скоростях, близких к скорости света, законы Ньютона
перестают быть точными. В этих условиях вступает в действие Специальная
теория относительности Эйнштейна.
• Микромир: На субатомном уровне, где действуют квантовые эффекты, законы
Ньютона также не применимы. Здесь господствует Квантовая механика.
• Сильные гравитационные поля: Вблизи массивных объектов, таких как черные
дыры, где гравитация чрезвычайно сильна, необходима Общая теория
относительности.
Тем не менее, для большинства инженерных задач и явлений, с которыми мы
сталкиваемся ежедневно, законы Ньютона остаются исключительно точными и
незаменимыми.

10.

Заключение: Важность законов
Ньютона и их наследие
Законы движения Ньютона стали основой для развития науки и техники на
протяжении столетий. Они позволили нам:
• Понять движение небесных тел и предсказывать затмения.
• Разработать принципы работы механизмов, машин и транспортных
средств.
• Создать космические корабли и освоить космос.
• Сформулировать другие важные физические законы.
Их наследие неоценимо, и они по-прежнему являются отправной точкой для
изучения физики и понимания мира вокруг нас. Хотя современные теории
расширили наше понимание Вселенной, фундаментальные принципы,
заложенные Ньютоном, остаются актуальными и служат мощным
инструментом для анализа множества физических явлений.