1.2.4 Второй закон Ньютона

Второй закон Ньютона связывает ускорение материальной точки с равнодействующей силой, действующей на неё, в инерциальной системе отсчёта.

Для материальной точки постоянной массы в ИСО:

где $\vec{F}$ — равнодействующая сила, действующая на материальную точку;
$m$ — масса материальной точки;
$\vec{a}$ — ускорение материальной точки.

Важно

Ускорение направлено так же, как равнодействующая сила. Если равнодействующая сила равна нулю, то ускорение тоже равно нулю: тело покоится или движется равномерно и прямолинейно в ИСО.

Физический смысл

Сила не “поддерживает” скорость, а изменяет ее. Чем больше равнодействующая сила, тем быстрее меняется скорость тела. Чем больше масса, тем труднее изменить движение: при той же силе ускорение будет меньше.

Если на тело действует несколько сил, в формулу второго закона Ньютона подставляют не отдельную силу, а их векторную сумму — равнодействующую.

Запись через импульс

Второй закон Ньютона можно записать через изменение импульса материальной точки:

где $\vec{p}$ — импульс материальной точки;
$\Delta \vec{p}$ — изменение импульса за промежуток времени $\Delta t$;
$\vec{F}$ — постоянная равнодействующая сила.

Эта запись показывает: постоянная сила, действующая некоторое время, изменяет импульс тела. Направление изменения импульса совпадает с направлением равнодействующей силы.

Коротко

• Второй закон Ньютона записывают в инерциальной системе отсчета.
• В формуле $\vec{F}=m\vec{a}$ сила $\vec{F}$ — равнодействующая всех сил.
• При постоянной силе изменение импульса равно $\Delta \vec{p}=\vec{F}\Delta t$.