Почему пара сил не нарушает первый закон Ньютона?

Если у вас есть какой-то случайный объект в покое и вы прикладываете к нему пару , результирующая сила, действующая на него, равна нулю. Однако из-за того, что на него действует момент, он начинает вращаться.

Итак, у вас был объект в покое, к нему была приложена нулевая результирующая сила, и теперь он движется. Почему это не нарушает первый закон Ньютона?

Вы по-прежнему прикладываете чистый крутящий момент, вращательный аналог силы. Следовательно, объект изменит свой угловой момент (начнет вращаться).
@Danu Но закон Ньютона говорит, что результирующая сила должна быть отличной от нуля, а не крутящий момент. Крутящий момент не равен нулю, но сила равна. Разве это не нарушение?
Обе силы не действуют на одну и ту же (часть) предмета, и поэтому законы Ньютона не говорят нам, что они должны уравновешиваться.
@Danu Но это твердое тело, так что нельзя ли рассматривать все это как одну «вещь»?
@Danu Если нет, то как вы можете сказать, где заканчивается одна «вещь» и заканчивается другая «вещь»?
Тот факт, что чистая сила равна нулю, не означает, что чистый крутящий момент равен нулю. Это правда, что если данная сила равна нулю, то и крутящий момент, вызванный этой силой, также равен нулю. Но если сумма двух сил равна нулю, это не означает, что сумма крутящих моментов, вызванных двумя силами, равна нулю. Если F1 действует в точке r1, а F2 действует в точке r2, то возможно, что F1 + F2 = 0, но (r1 пересекает F1) + (r2 пересекает F2) не равно нулю.
Вы определенно можете рассматривать твердое тело как систему, но тогда единственное, что вы можете сделать из того факта, что результирующая сила, действующая на систему, равна нулю, это то, что центр масс не будет двигаться. Смотрите мой ответ.
По определению центр тяжести неподвижен. На самом деле, чтобы узнать центр тяжести предмета, примените чистый крутящий момент и следите за центром движения. Это относится и к шарнирным системам.

Ответы (1)

Первый закон движения Ньютона для точечной частицы гласит, что покоящаяся частица останется в покое, а движущаяся частица будет оставаться в движении, если на нее не действует неуравновешенная сила. Другими словами, если результирующая сила, действующая на частицу, равна нулю, то скорость частицы останется постоянной. Первый закон Ньютона для системы частиц гласит, что если результирующая внешняя сила, действующая на систему, равна нулю, то скорость центра масс системы останется постоянной. Он ничего не говорит о скорости каждой из частиц.

Таким образом, если центр масс твердого тела изначально покоится, а результирующая внешняя сила отсутствует, то центр масс и дальше будет покоиться. Но это не означает, что отдельные части твердого тела останутся в покое. Есть два способа думать об этом. Один из способов — применить первый закон Ньютона к каждой части твердого тела: если на твердое тело действуют две силы, но они действуют в двух разных местах, то на одну часть твердого тела будет действовать только одна из сил, поэтому может двигаться. Другой способ подумать об этом - использовать угловую версию первого закона Ньютона: если чистый внешний крутящий момент на твердом теле равен нулю, то угловая скорость твердого тела постоянна. Поскольку в нашем примере присутствует внешний крутящий момент, нет требования, чтобы угловая скорость была постоянной,

Почему пара сил не нарушает первый закон Ньютона?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v