Существуют системы отсчета, в которых тело находится в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела или

Динамика. Краткая теория Первый закон Ньютона. Существуют системы отсчета, в которых тело находится в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела или действие тел скомпенсировано. Такие системы называются инерциальными. Импульс. Импульсом тела называется вектор равный произведению массы тела на его скорость: (Подробнее, ниже). Второй закон Ньютона. Сумма сил действующих на тело, равна изменению импульса тела за единицу времени: Так как, а ускорение второй закон Ньютона можно переписать в более привычном виде: Третий закон Ньютона. О связи сил между взаимодействующими телами говорит третий закон Ньютона. Приведем его в формулировке самого Ньютона: Действию всегда есть равное и противоположное противодействие. Иначе – взаимодействие двух тел друг с другом между собой равны и направлены в противоположные стороны. То есть, если тело 1 действует на тело 2 с силой , а тело 2 действует на тело 1 с силой , то эти силы равны по величине и противоположны по направлению. Силы упругости. При попытке сжать или растянуть тело с его стороны возникает реакция – сила , противостоящая воздействию. Ее называют силой упругости. При малых деформациях x выполняется закон Гука: Здесь k – коэффициент жесткости (или просто жесткость) тела. Этот коэффициент зависит от материала, формы и размеров тела, но не от величины деформации. Знак минус означает, что сила упругости направлена противоположно деформации. В простых случаях можно установить зависимость жесткости от размеров тела. Пусть однородный стержень постоянного поперечного сечения S и длины L имеет жесткость k. Если стержень закреплен одним концом в стене, а на другой действует растягивающая сила F, то он растянется на величину x = F/k. Можно показать, что коэффициент жесткости прямо пропорционален площади сечения и обратно пропорционален длине Коэффициент пропорциональности называют модулем Юнга. Он зависит только от материала. Например, для стали, Сила тяжести. Вес тела. Со времен Галилея известно, что все тела вблизи поверхности Земли падают с одинаковым ускорением g, если можно пренебречь сопротивлением воздуха. Применяя второй закон Ньютона, получаем, что тело притягивается Землей с силой, равной mg. Весом тела называется сила, действующая на подставку или подвес, и обусловленная притяжением Земли. Сила трения. Сила трения обусловлена взаимодействием атомов, находящихся на поверхностях тел. Детальное описание таких взаимодействий практически невозможно. Но такое описание и не нужно. Экспериментально закономерности, описывающие трение установил еще в 1781 году Ш. Кулон (1736-1806). Согласно Кулону величина силы трения скольжения не зависит от площади соприкосновения взаимодействующих тел и пропорциональна силе нормального давления: Здесь введен безразмерный коэффициент трения , зависящий от материалов, из которых сделаны тела и весьма существенно от состояния поверхностей (качества шлифовки, степени загрязнения). Сила трения скольжения направлена против относительной скорости проскальзывания. Характерным свойством сухого трения является то, сила может быть отлична от нуля и при отсутствии проскальзывания. При малых силах тело может не сдвинуться с места из-за силы трения. В этом случае говорят о силе трения покоя. Максимум силы трения покоя также пропорционален силе нормального давления. Иными словами, сила трения меньше или равна произведению коэффициента трения на силу нормального давления: Вообще говоря, коэффициент , стоящий в последней формуле несколько больше, чем для скользящего тела. Сдвинуть тело трудней, чем двигать, Но в большинстве случаев этим отличием можно пренебречь. Трение в жидкостях и газах. При движении тел в жидкостях или газах также возникает сила, препятствующая движению. В отличие от сухого трения в жидкостях нет трения покоя: при нулевой скорости трение равно нулю. При движении возникает сила, направленная против скорости. При малых скоростях эта сила линейно зависит от скорости. Но эта зависимость имеет весьма узкую область применения. При возросшей, но все еще малой скорости, сила, оказывается, приблизительно пропорциональна квадрату скорости: Коэффициент пропорциональности определяется параметрами тела и среды. Импульс системы тел. Для системы из любого количества тел импульс определяется как векторная сумма импульсов всех тел. Замкнутые системы. Особое значение в механике имеют замкнутые системы тел. Назовем замкнутой систему, совершенно изолированную от любых внешних воздействий. Ясно, что практически это невыполнимо. Но систему можно считать замкнутой, если внешними воздействиями можно пренебречь. Закон сохранения импульса. В замкнутой системе полный импульс сохраняется. 2.9. Движение центра масс. Любое тело или систему тел можно представить себе как совокупность частиц – материальных точек. Такими «частицами» могут быть достаточно малые части тела, для которых хорошо определены координаты и скорости. Ускорение каждой части определяется как внутренними, так и внешними силами. Рассмотрим случай, когда внешние силы, действующие со стороны других тел, вовсе не малы. 2.9.1. Движение отдельных частиц. Рассмотрим систему, состоящую из двух точечных частиц с массами и . Пусть силы взаимодействия частиц между собой и. И пусть на частицы действуют внешние силы и , соответственно. Напишем второй закон Ньютона для каждой частицы: , . К сожалению, решить эти уравнения мы не можем, хотя бы потому, что мало информации о внутренних силах. И даже если мы справимся с такой простой системой, то, что делать в общем случае, когда частей много? 2.9.2. Суммарное движение. Полный импульс. Вряд ли можно ожидать, что мы сразу найдем движение всех частиц сложной системы по отдельности. Но такая детальность описания практически никогда не нужна. Полный импульс системы определяется как сумма всех импульсов отдельных частиц. Для двух частиц полный импульс: . Складывая уравнения движения, получим: но, согласно третьему закону Ньютона, . Внутренние силы взаимно уничтожаются. Теперь можно понять, что и для более сложной системы полный импульс изменяется только под действием только внешних сил. Получен замечательный результат! Второй закон Ньютона можно применять не только к материальным точкам, но и к сложным системам, не учитывая внутренних сил. Именно это обстоятельство позволило механике достичь больших успехов в описании природы. 2.9.4. Скорость тела. Скорость протяженного тела или системы частиц определяется через его импульс. Импульс тела , равный сумме импульсов всех его частей, должен равняться произведению массы тела (суммы масс всех его частей) на эту скорость: . Связь импульса и скорости такая же, как для материальной точки. 2.9.5. Центр масс. Скорость тела и любой системы определена через скорости отдельных частиц и их суммарной массы. Точка, с которой движется с этой скоростью, называется центром масс. Рассматривая движение центра масс, мы как бы заменяем тело или систему частиц на одну материальную точку. Положение центра масс задается радиусом вектором . Он выражается через радиус - векторы положения частиц так же, как скорость – через скорости частиц: Центр масс системы движется также, как и материальная точка с массой, равной массе системы, под действием суммарной внешней силы. В важном случае, когда система замкнута, центр масс покоится или движется равномерно и прямолинейно.

Похожие:

	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Инерциальные системы отсчёта – это системы отсчёта, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной,...		План Момент инерции тела. Теорема Штейнера. Момент силы. Основное... Стремление тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Скорость прямолинейного равномерного движения. Уравнение прямолинейного равномерного движения		Конспект урока движения. Скорость равномерного прямолинейного движения.... Тема и номер урока в теме: Скорость равномерного прямолинейного движения. (урок 10 в теме.)
	Конспект урока по физике в 10 классе тема урока: «Движение точки... Цели урока: объяснить необходимость изучения механики; ввести понятия «траектория», «перемещение», «путь», «система отсчета»		Реферат по физике на тему механика При взаимодействии тел импульс одного тела может частично или полностью передаваться другому телу. Если на систему тел не действуют...
	Положение о публикации методических материалов в творческой группе Тема и номер урока в теме: Скорость равномерного прямолинейного движения. (урок 10 в теме.)		1. Тело, состоящее из атомов или молекул, обладает: 1 Кинетической... Цели: образовательная – ознакомление обучающихся с основами развития пищевой продукции, спроса на продукцию и услуги оп
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Формировать навыки управления мышцами тела: расслаблять или напрягать их, мимические движения тела и рук		Оформление проверочной работы Студент должен выполнить один из вариантов проверочного задания в соответствии с последними цифрами студенческого шифра: студенты,...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Если одно из взаимодействующих тел шар, размеры и масса которого значительно больше, чем у второго тела (любой формы), находящегося...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Относительность движения. Материальная точка. Система отсчета. Траектория и путь. Перемещение. Сложение векторов. Вращательное движение....
	Тема 1 Кинематика Относительность механического движения. Системы отсчета. Характеристики механического движения: перемещение, скорость, ускорение....		Человеческое тело как средство коммуникации (как текст) Но, как и в вербальном варианте: одни владеют языком лучше, другие хуже; одни используют изысканную литературную речь, другие – сленг;...
	Язык тела Разговаривает с нами на понятном для всех языке. Даже для политического успеха порой решающими становятся не умнейшие словесные аргументы,...		Конспект нод по образовательной области «Здоровье» на тему: «Если хочешь быть здоров» Проверить в состоянии покоя. С повышенной чсс к занятиям не допускать, отправлять к врачу