Второй закон Ньютона в изначальной формулировке автора гласил:
«Изменение количества движения пропорционально приложенной силе и происходит в направлении силы».
Это главный закон Ньютона, на котором основаны практически все расчеты в инерционной механике и который определяет взаимосвязь между массой тела, его ускорением и силами, действующими на это тело.
Связь силы, массы и ускорения тела
Как следует из закона инерции, ускорение материальной точки равно нулю, если точка изолирована от действия сил. Если же к точке приложена некоторая сила, то эта точка отклоняется от инерционного движения, приобретая некоторое ускорение.
Опыт показывает, что одна и та же сила сообщает двум различным покоящимся материальным точкам неодинаковые ускорения.
При действии одинаковых сил модуль ускорения одной материальной точки может оказаться меньшим, чем модуль ускорения другой точки. В этом случае говорят, что первая точка является более инертной, и наоборот. Отсюда следует, что инертность выражает свойство материальной точки под действием силы приобретать в своем движении то или иное ускорение.
Таким образом, ускорения, приобретаемые двумя различными материальными точками, зависят не только от действующих на них сил, но и от инертности этих точек.
Величина, определяющая меру инертности данной материальной точки, называется массой точки. Масса является величиной скалярной, положительной, и при этом в классической механике она рассматривается как величина постоянная для каждой данной материальной точки.
Масса является единственной характеристикой материальной точки. Отличие материальных точек друг от друга сводится к различию в массах.
Связь между массой m материальной точки, силой F, приложенной к этой точке, и сообщаемым ею ускорением a устанавливается вторым законом динамики. Приведем этот закон в следующей формулировке:
Ускорение материальной точки относительно инерциальной системы отсчета пропорционально действующей на точку силе, направлено по этой силе и обратно пропорционально массе точки, т.е.
Следует заметить, что из формулировки второго закона динамики не вытекает, что в динамике исследуются движения, происходящие только в инерциальных системах отсчета. В динамике рассматривается движение и в неинерциальных системах, но только таких, движение которых задано относительно инерциальной системы отсчета.
Приведем здесь еще одну формулировку второго закона Ньютона, в современной трактовке:
Равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна произведению массы этого тела на его ускорение, под действием этих сил.