• მოძრაობა წრეწირზე
• ნიუტონის მეორე კანონი

სხეულის მოძრაობისას მისი სიჩქარე  იცვლება როგორც მოდულით, ასევე მიმართულებით. ეს ნიშნავს, რომ სხეული მოძრაობს გარკვეული  აჩქარებით. კინემატიკაში არ ისმის კითხვა სხეულის მოძრაობის გამომწვევი ფიზიკური მიზეზების შესახებ. როგორც გამოცდილება გვიჩვენებს, სხეულის სიჩქარის ნებისმიერი ცვლილება სხვა სხეულის ზემოქმედებითაა გამოწვეული. დინამიკა  ერთი სხეულის მეორეზე ზემოქმედებისას სხეულის მოძრაობის ხასიათის განმსაზღვრელ მიზეზებს განიხილავს.
მიღებულია, რომ სხეულების ურთიერთქმედება ეწოდოს სხეულების ზემოქმედებას ერთმანეთის მოძრაობაზე.
მექანიკის ნაწილს, რომელის სხეულების ურთიერთქმედებას შეისწავლის, დინამიკა ეწოდება.
დინამიკის კანონები, 1687 წელს, ი.ნიუტონის მიერ იქნა აღმოჩენილი. მის მიერ ჩამოყალიბებული კანონები ე.წ. კლასიკური მექანიკის საფუძველს წარმოადგენს. ნიუტონის კანონები უნდა განვიხილოთ გამოცდილებითი ფაქტების განზოგადოებად. კლასიკირი მექანიკის კანონები სამართლიანია მხოლოდ მცირე (სინათლის cსიჩქარეზე გაცილებით ნაკლები) სიჩქარის მქონე სხეულების მოძრაობისთვის.

 

უმარტივეს მაქანიკურ სისტემას იზოლირებული სხეული წარმოადგენს, ე.ი. სხეული რომელზეც სხვა სხეული არ მოქმედებს. რადგანაც მოძრაობა და უძრაობა ფარდობითია,  სხვადასხვა ათვლის სისტემებში  იზოლირებული სხეულის მოძრაობა იქნება სხვადასხვაგვარი. ერთ ათვლის სისტემებში  სხეული შეიძლება იყოს უძრავი ან მოძრაობდეს თანაბარი სიჩქარით, ხოლო მეორეში იგივე სხეული შეიძლება მოძრაობდეს აჩქარებულად.
ნიუტონის პირველი კანონი (ინერციის კანონი) ათვლის სისტემათა დიდი მრავალფეროვნებიდან გამოყოფს ე.წ. ინერციულ სისტემებს.
არსებობს ათვლის ისეთი სისტემები, რომელთა მიმართაც იზოლირებული სხეული,  გადატანითი მოძრაობის დრო,ს უცვლელად ინარჩუნებს სიჩქარის როგორც სიდიდეს, ასევე მიმართულებას.
სხეულის თვისებას შეინარჩუნოს საკუთარი სიჩქარე, თუ მასზე სხვა სხეული არ მქმედებს, ინერცია ეწოდება.

სხეულებსს ინერციის თვისება რომ არ ჰქონოდათ, შეჯახების შემდეგ კაცუნა სქეითბორდზე დარჩებოდა ფეხზე მდგომი, ხოლო მძღოლი კი - საჭესთან იჯდებოდა უსაფრთხოდ . (ამიტომ არის უსაფღთხოების ღვედის შეკვრა აუცილებელი.)

პირველად, ინერციის კანონი გ.გალილეის მიერ იქნა ფორმულირებული (1932წ.). ნიუტონმა გალილეის შედეგები განაზოგადა და მოძრაობის ზოგად კანონებში მოაქცია.
ნიუტონის მექანიკაში სხეულთა ურთიერთქმედობა ინერციული ათვლის სისტემების მიმართ განიხილება.
დედამიწის ზედაპირთან ახლოს  სხეულის მოძრაობის აღწერისას, დედამიწასთან დაკავშირებული ათვლის სისტემა შეიძლება  ინერციულ სისტემად ჩაითვალოს. მაგრამ, ექსპერიმენტის სიზუსტის გაზრდისას, თავს იჩენს ინერციის კანონიდან გადახრა, რაც დედამიწის თავისი ღერძის გარშემო ბრუნვითაა განპირობებული.
ფაქიზი მექანიკური ექსპერიმენტის მაგალითად, სადაც დედამიწასთან დაკავშირებული სისტემის არაინერციულობა იჩენს თავს, ფუკოს ქანქარის მოძრაობაა. ასე ეწოდება მასიური სფეროს, რომელიც საკმარისად გრძელ ძაფზეა დაკიდებული და წონასწორობის მდებარეობის მახლობლად  მცირე რხევას ასრულებს. დედამიწასთან დაკავშირებული სისტემა ინერციული რომ ყოფილიყო, ფუკოს ქანქარის რხევის სიბრტყე დედემიწის მიმრთ დარჩებოდა უცვლელი. სინამდვილეში დედამიწის ბრუნვის გამო, ქანქარის რხევის სიბრტყე ბრუნავს. დედამიწის ზედაპირზე ქანქარის ტრაექტორიის პროექციას აქვს ნახ. 1-ზე გამოსახული სახე.

 

ნახ. 1. ფუკოს ქანქარის რხევის სიბრტყის მობრუნება.

 

დიდი სიზუსტით ინერციულ სისტემას ჰელიოცენტრული (კოპერნიკის სისტემა) ათვლის სისტემა წარმოადგენს, რომლის ცენტრი მიბმულია მზესთან, ხოლო ღერძები შორეული ვარსკვლავებისაკენაა მიმართული. ნიუტონი ამ სისტემას იყენებდა მსოფლიო მიზიდულობის კანონის ფორმულირებისას (1682წ.).
არსებობს  უსასრულოდ ბევრი ინერციული სისტემა. გზის წრფივ მონაკვეთზე მუდმუვი სიჩქარით მოძრავ მატარებელთან დაკავშირებული სისტემაც, ისევე როდორც დედამოწასთან დაკავშირებული სისტემა მიახლოებით ინერციულია. ყველა ინერციული ათვლის სისტემა ქმნის სისტემების კლასს, რომლებიც ერთმანეთის მიმართ თანაბრად და სწორხაზოვნად მოძრაობენ. რომელიმე სხეულის აჩქარება სხვადასხვა ინერციულ სისტემაში ერთნაირი იქნება.
ამგვარად, ინერციულ სისტემაში სხეულის სიჩქარის ცვლილება ყოველთვის მისი სხვა სხეულებთან ურთიერთქმედების შედეგია. სხვა სხეულებთან ურთიერთმომქმედებაში მყოფი სხეულის მოძრაობის რაოდენობრივი აღწერისათვის აუცილებელია ორი ახალი ფიზიკური სიდიდის,  სხეულის ინერტული მასისა და ძალის შემოტანა .
მასა – სხეულის თვისებაა, რომელიც მის ინერტულობას ახასიათებს. ერთმა სხეულმა, მისი გარემომცველი სხვა სხეულების ზემოქმედების შედეგად  შეიძლება სწრაფად შეიცვალოს სიჩქარე, ხოლო მეორემ იგივე პირობებში იგივე სხეულების ისეთივე ძემოქმედებით – გაცილებით ნელა. ასეთ დროს ამბობენ, რომ ამ ორი სხეულიდან მეორეს მეტი ინერტულობა ან, სხვა სიტყვებით მეტი მასა აქვს.
ორი სხეულის ურთიერთქმედების შედეგად იცვლება ორივე სხეულის სიჩქარე, ე.ი. ურთიერთქმედების პროცესში ორივე სხეული იძენს აჩქარებას. ორი სხეულის ნებისმიერი ურთიერთქმედების შედეგად აჩქარებების ფარდობა მუდმივ  სიდიდეს წარმოადგენს. ფიზიკაში მიღებულია, რომ ურთიერთქმედი სხეულიბის მასები მათი ურთიერთქმედების შედეგად შეძენილი აჩქარებების უკუპროპორციულია.

ამ ფარდობაში  და  სიდიდეები უნდა განიხილებოდეს, როგორც  და  ვექტორების გეგმილები OX ღერძზე (ნახ. 2.). „-“ ფორმულის მარჯვენა ნაწილში მიუთითებს იმაზე, რომ ურთიერთქმედი სხეულიბის აჩქარებები ერთმანეთის საპირიპიროდაა მიმართული.
საერთაშორისო (სი) სისტემაში მასა იზომება კილოგრამებში (კგ).
ნებისმიერი სხეულის მასა შეიძლება ცდით განისაზღვროს,  ეტალონურ მასასთან (mეტ=1კგ) შედარების გზით. თუ  m₁ = mეტ=1კგ. მაშინ

სხეულის მასა – სკალარული სიდიდეა. გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ თუ ორ, m₁ და m₂ მასების მქონე სხეულებს შევაერთებთ შედგენილი სხეულის მასა  m,  m₁ და m₂ სხეულების მასების ჯამის ტოლია: 

m = m₁ + m₂.

მასის ამ თვისებას ადიტივობას უწოდებენ.

ნახ. 2. ორი სხეულის მასების შედარება. 

ძალა – სხეულების ურთიერთქმედების ოდენობის ზომაა. ძალა სხეულის სიჩქარიის ცვლილების მიზეზს წარმოადგენს. ნიუტონის მექანიკაში ძალებს შეიძლება განსხვავებული ფიზიკური ბუნება ჰქონდეთ: ხახუნის ძალა, სიმძიმის ძალა, დაჭიმულობის ძალა და სხვა. ძალა ვექტორული სიდიეა. სხეულზე მომქმედი ყველა ძალის ვექტორულ ჯამს ტოლქმედი ძალა ეწოდება.
ძალის გასაზომად აუცილებელია დადგინდეს ძალის ეტალონი და სხვა ძალების ეტალონთან შედარების ხერხი.
ძალის ეტალონად შეიძლება აღებულ იქნას გარკვეულ სიგრძემდე გაჭიმული ზამბარა. F₀ ძალის მოდულს, რომლითაც ზამბარა ფიქსირებული დაჭიმულობის დროს მოქმედებს მის ბოლოზე მიმაგრებულ სხეულზე, ეტალონურ ძალას უწოდებენ. სხვა ძალების ეტალონთან შედარების ხერხი შემდეგში მდგომარეობს: თუ სხეული გასაზომი  და ეტალონური  ძალების მოქმედებისას უძრავი რჩება (ან მოძრაობს წრფივად და თანაბრად), მაშინ ეს ძალები მოდულით ტოლის F = F₀ (ნახ. 3).

ნახ. 3.   ძალის შედარება ეტალონურთან. 

თუ გასაზომი ძალა ეტალონურ ძალაზე მეტია (მოდულით), ორი ეტელონური ზამბარა შეიძლება პარალელურად შევაერთოდ (ნახ. 3). ამ შემთხვევასი გაზომილი ძალა 2F₀–ს ტოლია. ანალოგიურად შეიძლება გაიზომოს 3F₀, 4F₀

ნახ. 4.   ძალის შედარება ეტალონურთან. 

2F₀–ზე ნაკლები ძალების გაზომვა შეიძლება შესრულდეს ნახ. 5. მოცემული სქემის მიხედვით.

ნახ. 5.   ძალის შედარება ეტალონურთან.  

ერთეულთა საერთაშორისო სისტემაში ეტალონურ ძალას (ძალის ერთეულს) ნიუტონი (ნ) ეწოდება.
1 ნ ძალა 1 კგ მასის სხეულს 1  მ/წმ²  აჩქარებას ანიჭებს.
ჩვეულებრივ, არ არის აუცილებელი ყველა ძალა შედარდეს ეტალონურს. ძალის გაზომვისათვის გამოიყენაბა ზემოთ აღწერილი მეთოდით დაგრადუირებული ზამბარა. ამგვარად დაგრადუირებულ ზამბარებიან მოწყობილობებს დინამომეტრები ეწოდება. ძალა დინამომეტროს გაჭიმვის მიხედვით იზომება (ნახ. 6).

ნახ. 6. დინამომეტროს გაჭიმვის მიხედვით ძალის გაზომვა. წონასწორობის შემთხვევაში