3. Алгоритм решения задач с применением второго закона Ньютона

Следствия второго закона Ньютона

Приложение к телу силы вызывает изменение скорости тела;
$\vec{F_{р}}$ $=$ $m$ $\vec{a}$ (это выражение тоже часто используется в формулировке второго закона);
Векторы $\vec{F_{р}}$ и $\vec{a}$ сонаправлены;
Если $\vec{F_{р}}$ $= 0$ Н, то и $\vec{a}$ $= 0$ м/с$^2$.

Приложения

На Земле присутствуют ускорения, причина которых не в действии других тел. Силы, вызываемые этими ускорениями, приводят к тому, что, если в Северном полушарии поезд идёт по направлению к экватору, более изношенным оказываются реборды по правую сторону железной дороги (рис. $1$).

Рис. $1$. Рельсы железной дороги

Это явление вызвано вращением Земли вокруг своей оси. Неподвижная относительно Земли точка на Северном полюсе описывает за сутки окружность гораздо меньшего радиуса, чем точка на экваторе. Значит, скорость точки на экваторе выше, и при движении с Северного полюса на экватор на точку (поезд) должно действовать ускорение. Это ускорение сонаправлено с направлением вращения Земли, т. е. при движении с севера на юг — справа налево. Соответствующая «сила» направлена так же, и получается, что в Северном полушарии больше «страдают» правые реборды рельсов.

Алгоритм решения задач по динамике

Внимательно прочитать условие задачи, записать числовые данные, перевести единицы измерения в СИ.
Сделать чертёж и на нём указать все силы, действующие на каждое тело, и ускорение каждого тела.
Записать следствие второго закона Ньютона в векторном виде для каждого тела.
Ввести координатные оси ($OX$ и $OY$) и записать следствие второго закона Ньютона в проекциях на них.
Записать известные выражения (законы) для сил.
Записать уравнения кинематики (если необходимо).
Решить полученную систему уравнений, исходя из правила: число неизвестных величин должно быть равно числу уравнений.
Записать ответ, не забыв предварительно проверить на размерность выведенную формулу для нахождения искомой физической величины.

Обрати внимание!

При действии на тело силы его скорость может изменяться как по величине, так и по направлению.

Брусок массой $m$ движется по гладкому горизонтальному столу со скоростью

\vec{v_{0}}

. Затем в плоскости стола на брусок начинает действовать сила $F$, направленная перпендикулярно исходному направлению движения. Считая, что никакие больше силы на брусок не действуют, определим, на какой угол повернётся вектор скорости бруска по прошествии времени $t_1$ с начала действия силы.

Решение

1) Направим ось $OX$ вдоль исходной скорости, $OY$ — перпендикулярно ей, по линии действия силы (рис. $2$).