В 1687 году Исаак Ньютон опубликовал свою революционную работу «Математические начала натуральной философии», где сформулировал три фундаментальных закона движения. Эти законы стали основой классической механики и остаются актуальными спустя более 300 лет.
В классической механике существует три основных закона Ньютона, которые описывают движение тел и их взаимодействие:
Ньютон фактически сформулировал только два закона - первый и третий. Второй закон был добавлен позже как математическое обобщение наблюдений Галилея о падении тел.
«Всякое тело продолжает удерживаться в своём состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние»
Этот закон также называют законом инерции. Он утверждает, что для изменения скорости тела необходимо приложение силы.
Примеры из жизни:
«Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует»
Математически выражается как: F = m × a
Где:
Примеры применения:
Интересно, что первоначально Ньютон формулировал второй закон не через ускорение, а через изменение количества движения: F = Δp/Δt, где p - импульс тела. Современная формулировка через ускорение появилась позже.
«Действию всегда есть равное и противоположное противодействие»
Это означает, что силы всегда возникают парами:
Примеры третьего закона:
Ньютон не был первым, кто заметил эти закономерности. Еще Галилей изучал инерцию, а Декарт сформулировал принцип, похожий на третий закон. Однако именно Ньютон объединил все наблюдения в стройную математическую теорию.
Законы Ньютона применяются практически во всех областях техники и науки:
Интересно, что законы Ньютона перестают работать в двух случаях: при скоростях, близких к скорости света (требуется теория относительности) и в мире элементарных частиц (действуют законы квантовой механики). Однако для большинства земных условий они остаются абсолютно точными.
Современные технологии, основанные на законах Ньютона:
В честь Исаака Ньютона названа единица измерения силы - ньютон (Н). Один ньютон - это сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/с². Среднестатистический человек развивает силу около 500 Н при прыжке.