Zasady dynamiki Newtona

Fundamentem mechaniki klasycznej są trzy prawa sformułowane przez sir Izaac’a Newtona (1642-1727) nazywane zasadami dynamiki Newtona. Znajomość tych praw pozwala na przewidywanie ruchu danego obiektu fizycznego (np. położenia samochodu w funkcji czasu) o ile tylko posiadamy informacje dotyczące warunków początkowych odbywającego się ruchu (np. czy ciało poruszało się z pewną prędkością, czy też spoczywało). Ze względu na tą własność (przewidywania pewnych wielkości fizycznych trwającego ruchu) mechanikę klasyczną określa się często mianem mechaniki deterministycznej.

Pierwsza zasada dynamiki Newtona

Pierwsza zasada dynamiki Newtona jest także nazywana zasadą bezwładności. Miarą bezwładności ciała jest jego masa, dlatego też bezwładność, zwana również inercją, jest właściwością wszystkich ciał o masie większej od zera. Zgodnie z pierwszą zasadą dynamiki Newtona, gdy na ciało nie działa żadna siła albo wypadkowa wszystkich sił działających na ciało jest równa zero $\left( \vec{F}_{wyp} = 0 \right)$, ciało pozostaje w spoczynku albo porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym. Aby zmienić stan ciała musimy działać na nie pewną siłą. Im większa masa ciała, czyli im większa bezwładność, tym większa siła potrzebna na wprawienie ciała w ruch albo jego zatrzymanie.

Druga zasada dynamiki Newtona

Matematyczny zapis drugiej zasady dynamiki Newtona:

$$\vec{F}_{wyp} = m \hspace{.1cm} \vec{a}$$

gdzie:
$\vec{F}_{wyp}$ – wypadkowa siła działająca na ciało,
m – masa ciała,
$\vec{a}$ – przyspieszenie doznawane przez ciało wskutek działania siły $\vec{F}_{wyp}$.

Trzecia zasada dynamiki Newtona

$$\vec{F}_{yx} = \hspace{.1cm} – \hspace{.1cm} \vec{F}_{xy}$$

gdzie:
$\vec{F}_{yx}$ – siła wywierana przez ciało X na ciało Y,
$\vec{F}_{xy}$ – siła wywierana przez ciało Y na ciało X.

Niuton – jednostka siły

Jednostką siły na cześć sir Izaaca Newtona jest niuton oznaczany dużą literą N, który, zgodnie z definicją siły, wyrażony jest poprzez jednostkę masy (kg) oraz jednostkę przyspieszenia (m/s²):

$$\left[ \rm{F} \right] = \rm{N} = \rm{kg} \hspace{.1cm} \cdot \hspace{.1cm} \tfrac{\rm{m}}{\rm{s^2}}$$