Повторите материал главы 3 по следующему плану: 1. Выпишите основные понятия и физические величины и дайте им определение. 2. Сформулируйте законы и запишите основные формулы. 3. Укажите единицы физических величин и их выражение через основные единицы СИ. 4. Опишите основные опыты, подтверждающие справедливость законов.

1. Основные понятия и величины

• Сила — векторная физическая величина, характеризующая действие одного тела на другое и вызывающая ускорение или деформацию. Обозначение F.
• Масса m — мера инертности тела.
• Инерция — сохранение телом состояния покоя или равномерного прямолинейного движения, если равнодействующая сил равна нулю.
• Равнодействующая сила — векторная сумма всех сил, действующих на тело.
• Сила тяжести — сила притяжения тела к Земле; у поверхности Земли F_тяж = mg.
• Сила упругости возникает при деформации тела и направлена против неё.
• Сила трения препятствует относительному движению соприкасающихся поверхностей.
• Ускорение a — изменение скорости за единицу времени.

2. Законы и основные формулы

• Первый закон Ньютона: в инерциальной системе отсчёта тело сохраняет покой или равномерное прямолинейное движение, если равнодействующая сил равна нулю.
• Второй закон Ньютона: равнодействующая сил равна произведению массы на ускорение: F_равн = ma.
• Третий закон Ньютона: тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению: F₁₂ = −F₂₁.
• Закон всемирного тяготения: F = Gm₁m₂/r².
• Сила тяжести у поверхности Земли: F_тяж = mg.
• Закон Гука для упругой деформации: F_упр = kx по модулю.
• Сила трения скольжения: F_тр = μN.

3. Единицы СИ

Масса m — килограмм (кг); время t — секунда (с); длина и перемещение — метр (м); скорость v — метр в секунду (м/с); ускорение a — метр в секунду в квадрате (м/с²); сила F — ньютон (Н), причём 1 Н = 1 кг·м/с²; жёсткость k — Н/м = кг/с²; коэффициент трения μ — безразмерная величина; гравитационная постоянная G — Н·м²/кг² = м³/(кг·с²).

4. Опыты, подтверждающие законы

• Инерцию демонстрируют тележкой: после прекращения толчка она продолжает двигаться, а при уменьшении трения проходит большее расстояние.
• В опытах с тележкой и грузами изменение массы и действующей силы показывает, что ускорение возрастает с силой и уменьшается с массой: a = F/m.
• Третий закон Ньютона можно наблюдать на двух взаимодействующих тележках или пружинных динамометрах: показания сил равны, а направления сил противоположны.
• Зависимость силы упругости от деформации проверяют, подвешивая к пружине грузы и измеряя её удлинение: в пределах упругости сила пропорциональна удлинению.
• Трение исследуют, протаскивая брусок по разным поверхностям и измеряя силу тяги; опыт показывает зависимость силы трения от прижимающей силы и свойств поверхностей.