Номер 1, страница 76 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 21. Второй закон Ньютона. Глава 2. Законы механики Ньютона - номер 1, страница 76.

Условие.

Решение.

Решение 3.

На первый взгляд, может показаться, что первый закон Ньютона является частным случаем второго. Давайте рассмотрим этот аргумент.

Второй закон Ньютона устанавливает связь между силой, действующей на тело, массой тела и его ускорением. В векторной форме он записывается как: $ \vec{F} = m\vec{a} $, где $ \vec{F} $ — равнодействующая всех сил, $ m $ — масса тела, а $ \vec{a} $ — его ускорение.

Если равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю ($ \vec{F} = 0 $), то из второго закона следует, что $ m\vec{a} = 0 $. Поскольку масса тела $ m $ не равна нулю, то ускорение $ \vec{a} $ должно быть равно нулю ($ \vec{a} = 0 $). Нулевое ускорение означает, что скорость тела не изменяется, то есть $ \vec{v} = \text{const} $. Это означает, что тело либо покоится, либо движется прямолинейно и равномерно.

Это в точности формулировка первого закона Ньютона (закона инерции): существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, в которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела (силы) или действие этих тел скомпенсировано.

Однако такое рассмотрение является упрощенным и не отражает всей глубины физического смысла. Главная и фундаментальная роль первого закона Ньютона заключается не в том, чтобы описать движение при отсутствии сил, а в том, чтобы постулировать существование инерциальных систем отсчета (ИСО). Именно первый закон дает нам критерий для определения таких систем отсчета, в которых выполняются остальные законы динамики в их простейшей форме.

Второй закон Ньютона ($ \vec{F} = m\vec{a} $) справедлив только в инерциальных системах отсчета. Если мы попытаемся применить его в неинерциальной системе отсчета (например, во вращающейся), мы обнаружим, что на тело "действуют" так называемые силы инерции (например, центробежная сила, сила Кориолиса), которые не вызваны взаимодействием с другими телами, и второй закон в его простой форме не будет выполняться. Таким образом, первый закон задает "сцену" (инерциальные системы отсчета), на которой "разыгрывается" действие второго и третьего законов Ньютона.

Следовательно, нельзя утверждать, что первый закон является следствием второго. Он является самостоятельным фундаментальным законом, который определяет класс систем отсчета, где применим второй закон.

Ответ: Нет, утверждать, что первый закон Ньютона является следствием второго, некорректно. Первый закон Ньютона постулирует существование инерциальных систем отсчета, в которых и справедлив второй закон Ньютона. Таким образом, первый закон является не следствием, а необходимым условием для формулировки и применения второго закона.