Второй закон (основной закон динамики) гласит:произведение массы точки на ускорение, которое она получает под действием данной силы, равно по модулю этой силе, а направление ускорения совпадает с направлением силы (рис.1).
Рис.1 Математически этот закон выражается векторным равенством . При этом между модулями ускорения и силы имеет место зависимость
ma = F. Второй закон динамики, как и первый, имеет место только по отношению
к инерциальной системе отсчета. Из этого закона непосредственно видно, что
мерой инертности материальной точки является ее масса, так как две разные
точки при действии одной и той же силы получают одинаковые ускорения
только тогда, когда будут равны их массы; если же массы будут разные, то
точка, масса которой больше (т. е. более инертная), получит меньшее
ускорение, и наоборот.
Известно, что вес тела и ускорение его свободного падения пустоте
существенно зависят от места земной поверхности. В данной точке земли
ускорение свободного падения всех тел одинаково и обозначается буквой g.
Экспериментально установлено, что отношение веса Р тела к ускорению его
свободного падения g есть постоянная величина, не зависящая от места
наблюдения. Это отношение m = P/g также определяет массу тела. Таким
образом, различают тяжелую массу m
1
= P/g
и инертную массу m
2
= F/a. В
классической механике считается, что m
1
=m
2
=m.
Если на точку действует одновременно несколько сил, то они, как
известно, будут эквивалентны одной силе, т.е. равнодействующей, равной
геометрической сумме этих сил. Уравнение, выражающее основной закон
динамики, принимает в этом случае вид
или
.
Существует и более общая формулировка второго закона Ньютона:
скорость изменения импульса материальной точки равно действующей на нее
силе:
. Данное выражение называется уравнением движения
материальной точки.
В общем случае сила, действующая на тело, изменяется со временем и по
величине, и по направлению. Но в течение элементарного промежутка времени 138
dt мы можем считать, что =const. Векторная величина , равная
,
называется элементарным импульсом (силы). Второй закон Ньютона в дифференциальной форме: