Другий закон Ньютона

Другий закон руху Ньютона можна сформулювати наступним чином: «Швидкість зміни імпульсу тіла дорівнює зовнішній силі, що діє на тіло, при цьому зміна імпульсу тіла відбувається в напрямку дії сили».

Розглянемо тіло масою m, яке рухається з початковою швидкістю v. Воно прискорюється до швидкості v за час t в результаті прикладання постійної неврівноваженої сили F, що діє протягом часу t.

Зміна імпульсу:

Δp = (+mv) – (+mu)

Δp = mv – mu

Швидкість зміни імпульсу:

Δp / t = (mv – mu) / t
Сила:

F = m(v – u) / t

F = ma

де а — прискорення, визначається швидкістю зміни швидкості.

Сила F вимірюється в кг-м-с-2, цю велицину називають ньютонами (Н) — на честь людини, яка відкрла цей закон. З формули Ft = mv — mu випливає, що імпульс тіла виражається в Н-с. Це рівняння також показує, що зміна імпульсу тіла Δp дорівнює добутку неврівноваженої сили F і часу t, протягом якого вона діє. Важливо пам’ятати, що одна і та ж зміна імпульсу може бути результатом великої сили, що діє короткий час, або малої сили, діючої довго.

Перший закон руху Ньютона є частим випадком другого закону, вираженого формулою Ft = mv — mu. Тому, коли F = 0, зміна імпульсу тіла Δp буде нульовою. Звідси v має дорівнювати u. Якщо u дорівнює нулю, то і v теж дорівнює нулю, тобто тіло залишиться в спокої. Якщо u має значення, відмінне від нуля, то v буде мати те ж значення протягом t, тобто тіло буде рухатися з постійною швидкістю протягом часу t.