Второй закон динамики является одним из основных законов динамики.
Приступая к формулировке второго
закона, следует вспомнить, что в динамике вводятся две новые физические
величины – масса тела m и сила а также способы их измерения. Первая
из этих величин – масса m – является количественной характеристикой инертных
свойств тела. Она показывает, как тело реагирует на внешнее воздействие. Вторая
– сила – является количественной мерой действия одного тела на другое.
Второй закон динамики – это фундаментальный закон природы; он является обобщением
опытных фактов, которые можно разделить на две категории:
Если на тела разной массы подействовать одинаковой силой, то ускорения,
приобретаемые телами, оказываются обратно пропорциональны массам:
Если силами разной величины подействовать на одно и то же тело, то
ускорения тела оказываются прямо пропорциональными приложенным силам:
Обобщая подобные наблюдения, Рене Декарт в 1644 году сформулировал основной закон динамики:
Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой
силой ускорение:
Это и есть второй закон динамики. Он позволяет вычислить ускорение
тела, если известна его масса m и действующая на тело сила :
В Международной системе единиц (СИ) за единицу силы принимается сила,
которая сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2. В силу своей ничтожности
эта единица называется ньютоном (Н).
Если на тело одновременно действуют несколько сил (например, и то под
силой в формуле, выражающей второй закон динамики, нужно понимать
равнодействующую всех сил:
Рисунок 1. Сила – равнодействующая силы тяжести
и силы нормального давления
действующих на лыжника на гладкой горе. Сила вызывает ускорение
лыжника.
Если равнодействующая сила то тело будет оставаться в состоянии
покоя или равномерного прямолинейного движения. Таким образом, формально второй
закон динамики включает как частный случай первый закон динамики, однако первый
закон динамики имеет более глубокое физическое содержание – он показывает
существование в природе инерциальных систем отсчета, в которых их все элементы
находятся в состоянии инерционного покоя относительно друг друга.
Последнее возможно в связи со свойством сверхтекучести космического эфира - базовой материи Вселенной.
Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса? (Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды. Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.