Ускорение тела в некоторой инерциальной системе отсчета равно 3 м/с2 и направлено вдоль оси x. Чему равно ускорение этого тела в инерциальной системе отсчета, движущейся относительно заданной со скоростью 4 м/с, направленной вдоль оси y? Есть ли здесь лишние данные?
Разобьём задачу на подзадачи:
1. Общие формулы участков движения.
H=h0+S=h0+v0*t-g*t*t/2
V1=v0-gt
dS+S+h0=S+h0+V1*t-gtt/2
И всё бы хорошо, но в какой-то момент времени - неизвестный, тело меняет направление движения с "вертикально вверх" на "вертикально вниз", и этот момент времени надо найти, т.е. данные формулы действительны только для периода времени, пока тело летит вверх.
2.
h0+15=h0+v0*2-10*2
v0=17,5 м/с
Найдём момент времени, когда скорость равна 0 (самая верхняя точка полёта).
0=17.5-10*t1
t1=1.75 сек т.е. после этого времени тело изменит направление движения, что ж найдём высоту соответствующую этому времени:
h0+smax=h0+17,5*1,75-10*1.75*1,75/2
smax=30.625-15.312=15.31 м
За следующие 0.25 секунд (t=1,75+0,25) :
h0+h=h0+15.31-0*0,25-10*0,25*0,25/2
h=15 м=S
v1=-10*0,25=-2.5
Cоответственно, с этого момента тело уже летит вниз:
h0+15-dS=h0+15-2.5*2-10*4/2=h0+15-5-20
dS=25 метров
Очень важно, что первый закон также вводит понятие инерциальной системы отсчёта, в котором исполнение первого закона - универсальное правило.
Второй закон, не противореча первому, конкретизирует проявление силы - в виде ускорения, пропорционального силе, совпадающего по направлению с направлением силы и обратно пропорционального ускоряемой массе.
Второй закон, однако, ничего не говорит о том, что тело при нулевой (отсутствующей) силе, может не только находиться в покое, но и двигаться прямолинейно и равномерно: из него непосредственно следует лишь отсутствие ускорений в случае отсутствия силы, а этому утверждению формально не противоречит и аристотелевское, к примеру, утверждение, что в отсутствии сил тела пребывают исключительно и только в состоянии покоя.
Вот почему эти два утверждения, не противореча друг другу, имеют каждый отдельный самостоятельный смысл.