University Physics I - Classical Mechanics, 2019

iv
CONTENTS
1.6 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2 Acceleration 31
2.1 The law of inertia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.1.1 Inertial reference frames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2 Acceleration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.2.1 Average and instantaneous acceleration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.2.2 Motion with constant acceleration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.2.3 Acceleration as a vector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.2.4 Acceleration in different reference frames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.3 Free fall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.4 In summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.5 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.5.1 Motion with piecewise constant acceleration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.6 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3 Momentum and Inertia 51
3.1 Inertia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1.1 Relative inertia and collisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1.2 Inertial mass: definition and properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.2 Momentum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2.1 Conservation of momentum; isolated systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56