Изучим с помощью опыта, как движется тело, если на него действует только одна постоянная сила, а действия других сил скомпенсированы. Для опытов можно воспользоваться тележкой, которая катится по столу практически без трения. Измеряя пути, которые проходит тележку за разные промежутки времени, можно заметить, что путь пропорционален квадрату времени движения, то есть тележка движется равноускоренного.
? Под действием постоянной силы тело движется с постоянным ускорением.
Если увеличивать силу, разгоняет тележку, то можно убедиться в том, что ускорение тележки также увеличивается. Опыты показывают, что тележка с гирями под действием той же силы приобретает менее ускорения, чем пустой. Разница обусловлена свойством тела, называется инертностью.
> Инертность - это свойство, которое заключается в том, что для изменения скорости тела на заданную величину необходимо, чтобы действие на него определенного другого тела продолжалась некоторое время. Чем дольше это время, тем более инертным есть тело.
Чем больше инертность тела, тем большую силу нужно приложить к этому тела, чтобы придать ему определенного ускорения.
> Мерой инертности тела является масса. Единицей массы в СИ является килограмм (кг).
Необходимо обратить внимание учащихся на то, что инертность - это свойство тела.
Опыты показывают, что в случае взаимодействия двух тел тело с большей массой получает меньшее ускорение. Поэтому массы m1 и m2 двух тел можно сравнивать, сравнивая ускорения этих тел. Соотношение между равнодействующей всех сил, действующих на тело, массой тела и его ускорением были сформулированы Ньютоном как второй из трех основных законов динамики: ? равнодействующая F всех сил, приложенных к телу, равна произведению массы тела на его ускорение:
F = ma.
Примеры проявления второго закона Ньютона встречаются на каждом шагу. Электровоз разгоняет поезд с тем меньшим ускорением, чем больше общая масса поезда. Отталкиваясь с одинаковой силой от берега пустой и тяжело нагруженный лодку, можно заставить первый из них двигаться с большим ускорением, чем второй. Как пример применения второго закона Ньютона можно рассмотреть измерения массы тела с помощью взвешивания. Примером проявления второго закона Ньютона в природе может быть сила, действующая на нашу планету со стороны Солнца и т.д..
Вопрос к ученикам во время изложения нового материала
1. Создает постоянная сила постоянное ускорение?
2. Как зависит модуль ускорения от модуля силы?
3. Как связаны направление ускорения и направление силы?
4. В каких системах отсчета справедливо второй закон Ньютона?
5. Как измерить массу тела с помощью взвешивания?
6. Какая сила придает ускорение искусственном спутнике Земли?