Второй закон Ньютона и «Три богатыря» Васнецова

Ответ на загадку найдете в конце статьи, а пока давайте вспомним вклад Ньютона в классическую физику.

Галилей, Гюйгенс, Кеплер, множество других исследователей, чьи имена остались похоронены под слоем пыли в темных библиотеках средневековых замков, проводили опыты и эксперименты, пытаясь открыть законы движения предметов в окружающей среде.

Исаак Ньютон, опираясь на знания и эксперименты предшественников и собственные наблюдения, смог подытожить накопленный колоссальный опыт и сформулировать законы, по которым движутся физические тела.

В 1867 году увидел свет его научный труд: «Математические начала натуральной философии», где английский физик представил известные законы механики и закон всемирного тяготения. С того времени классическая механика базируется на законах Ньютона.

Первый закон, или закон инерции гласит: «Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.» Подробно данный закон разбирается в учебнике «Физика 9 класс» под редакцией Л.С. Хижнякова и А.А. Синявина.

Цель нашей статьи — второй закон Ньютона.

Как вы заметили, первый закон определяет, что происходит с телом в покое, т.е. когда на него не действуют силы. Но в реальном мире движение повсюду.

Играете ли вы в футбол, нога футболиста с силой ударяет по мячу, придавая нужное ускорение и траекторию, чтобы забить победный гол. Отбивает ли мама на кухне мясо — рука передает кухонному молотку также определенную силу, чтобы получился вкусный стейк.

И именно эти взаимодействия объясняет второй закон Ньютона, который звучит так: «Величина силы, действующая на тело, равна произведению массы тела на ускорение, которое получает тело, когда на него начинает действовать сила.»

Если представить этот закон математически, формула второго закона Ньютона выглядит следующим образом:

F=m*a, где:

• m- масса тела,

• а — ускорение, которое получает тело под воздействием приложенной силы,

• F — Это результирующая всех сил приложенных к телу (велосипедисту, паровозу, самолету и т.д.)

Однако, эта формула вводит в небольшое заблуждение, потому что глядя на нее, кажется, что ускорение вызывает силу, а такого в живой природе быть не может.

Преобразовав уравнение таким образом:

а=F/m

приходим к выводу, что сила определяет ускорение, а не наоборот.

Чем большая сила действует на тело, тем больше ускорение он получит, и наоборот, чем больше масса, тем меньше ускорит свое движение тело.

А сейчас ответим на вопрос, заданный в начале статьи, о том, что общего между богатырями с картины Васнецова и вторым законом Ньютона.

Представьте: ратное поле и три красавца коня ноздря в ноздрю бьют копытом землю. Как думаете, чья силушка богатырская будет больше, если кони сорвутся в бой с одинаковым ускорением? Конечно у того богатыря, чья масса больше.

А вот и ответ. Картина Васнецова напоминает простое мнемоническое правило для лучшего запоминания второго закона Ньютона: сила богатыря равна богатырской массе умноженной на богатырское ускорение.