Три закона Ньютона простыми словами
Первый закон: тело покоится или движется равномерно и прямолинейно, пока на него не подействует сила. Второй: ускорение тела пропорционально силе и обратно пропорционально массе, F = ma. Третий: два тела действуют друг на друга с равными и противоположными силами. Ньютон сформулировал их в «Математических началах натуральной философии» в 1687 году.
Обновлено:
Письмом — бесплатно. Голосом — от 199 ₽ за 5 минут. Исаак Ньютон в Mirror — художественная ИИ-реконструкция, а не сам человек.
Первый закон — инерция
Тело само по себе не меняет скорость. Мяч на ровном полу катится, пока его не остановит трение, а в космосе зонд летит годами без двигателя. Когда автобус тормозит, вы по инерции продолжаете двигаться вперёд — автобус остановила сила, а вас пока нет.
Важная тонкость: закон выполняется не везде, а в инерциальных системах отсчёта. В разгоняющемся или поворачивающем автобусе кажется, что вас толкает «сила», хотя на самом деле это автобус ускоряется под вами.
Всякое тело продолжает удерживаться в своём состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.
Второй закон — сила и ускорение
Чем больше сила, тем быстрее меняется скорость; чем больше масса, тем труднее её изменить. Пустую тележку в магазине разогнать легко, полную — тяжело, хотя толкаете вы одинаково. В школьной записи: F = ma, сила равна массе, умноженной на ускорение.
Сам Ньютон писал не про ускорение, а про изменение «количества движения» — того, что сейчас называют импульсом. Для тел с постоянной массой это одно и то же.
Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.
Третий закон — действие и противодействие
Если вы толкаете стену, стена толкает вас с той же силой. Пловец отталкивается от воды назад и движется вперёд, ракета выбрасывает газ назад и летит вперёд.
Частая ошибка: «силы равны, значит, они друг друга уравновешивают». Нет — они приложены к разным телам. Сила руки действует на стену, сила стены — на руку, поэтому складывать их нельзя.
Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе — взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны.
Где законы Ньютона перестают работать
Для повседневных скоростей и размеров законы Ньютона точны настолько, что по ним считают мосты, машины и полёты к планетам. Но при скоростях, близких к скорости света, нужна теория относительности, а в мире атомов — квантовая механика. Это не опровержение, а границы применимости.
Вопросы и ответы
Как кратко сформулировать три закона Ньютона?
Первый: без действия силы тело сохраняет скорость. Второй: F = ma — ускорение пропорционально силе и обратно пропорционально массе. Третий: тела действуют друг на друга с равными по модулю и противоположными по направлению силами.
В какой книге Ньютон сформулировал свои законы?
В «Математических началах натуральной философии» (Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica), вышедших в 1687 году. На русский их перевёл академик А. Н. Крылов.
Почему равные силы из третьего закона не уравновешивают друг друга?
Потому что приложены к разным телам. Уравновешиваться могут только силы, действующие на одно и то же тело.
Первый закон Ньютона открыл Галилей?
Идею инерции до Ньютона развивали Галилей и Декарт. Ньютон сделал её первым из трёх законов и связал с понятием силы в единую систему механики.
Спросить самому
Исаак Ньютон в Mirror — художественная ИИ-реконструкция по его «Началам» и переписке, а не сам человек. Предания он фактами не выдаёт, опасных опытов не диктует. Письмом — бесплатно, без регистрации.
Ещё по теме
Источники
- И. Ньютон. Математические начала натуральной философии / пер. А. Н. Крылова — формулировки законов по статье «Законы Ньютона», Википедия.
- Статья «Законы Ньютона», Википедия (ru.wikipedia.org) — современная формулировка и инерциальные системы отсчёта.