пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

I семестр:
» Физика

§3. Динамика материальной точки

Динамика – это раздел механики, изучающий механическое движение, возникающее по каким-либо причинам, под действием других тел.

Если кинематика отвечает на вопрос “как” осуществляется движение, то динамика ставит вопрос “почему” это происходит.

В основе классической динамики лежат три закона Ньютона.

Первый закон Ньютона:

всякое тело (материальная точка) сохраняет состояние покоя или   равномерного прямолинейного движения, пока воздействие со             стороны других тел не выведет его из этого состояния.

Суть закона – существование инерциальных систем отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона.

Является система инерциальной или нет определяется опытным путем. В настоящее время инерциальность гелиоцентрической системы отсчета (связанной с центром Солнца) подтверждается всей совокупностью опытов.

Любая другая система отсчета, движущаяся равномерно и прямолинейно относительно гелиоцентрической системы, является также инерциальной.

Таким образом, существует бесчисленное множество инерциальных систем отсчета, движущихся относительно друг друга прямолинейно и равномерно.

Сила  - это векторная величина, характеризующая взаимодействие тел, в результате которого возникают ускорения и деформации. В СИ единицей измерения силы является ньютон (Н).

Опыт показывает, что ускорение, которое приобретает тело в результате силового воздействия, пропорционально действующей силе:

 

 

1 ньютон – это сила, которая сообщает телу массой 1кг ускорение равное

1 м/с2 .

Масса тела m – это характеристика свойства инертности тела.

В СИ масса измеряется в килограммах

Масса тела выступает в роли коэффициента пропорциональности между силой и ускорением .

Произведение массы на скорость:

 

                                                                                                        (1.37)

называется импульсом (количеством движения).

В общем случае вектор импульса имеет три проекции на координатные оси:

                                                               (1.38)

Второй закон Ньютона:

Скорость изменения импульса материальной точки равна действующей на    нее силе:

                                                                                                           (1.39)

или

                                                                                                   (1.40)

В соотношениях (1.39) и (1.40) - результирующая (равнодействующая) сила, то есть векторная сумма всех сил действующих на тело (материальную точку).

В том случае, если масса остается неизменной ():

                                                                                                                             (1.41)

                                                                                                                                (1.42)

То есть ускорение, приобретаемое телом (материальной точкой) прямо пропорционально силе действующей на нее и обратно пропорционально ее массе. При этом силы существуют независимо от ускорений, поэтому хотя и можно их измерить через ускорения, но вводить более правильно независимо от ускорений.

Произведение  называется импульсом силы.

Второй закон Ньютона может быть записан в другом виде:

                                                                                               (1.43) 

Изменение импульса материальной точки равно элементарному импульсу силы.

Если на материальную точку действует несколько сил, то необходимо использовать принцип независимости действия сил: если на материальную точку одновременно действует несколько сил, то каждая из них сообщает материальной точке такое же ускорение, как если бы других сил не было, т.е. в случае действия нескольких сил:                                                           

                                                             ,                                                     (1.44)

где  - сила, с которой действовало бы на данную материальную точку i-ое тело в отсутствии других тел.

Если одно тело действует на другое, то и второе в свою очередь действует на первое, т.е. эти тела взаимодействуют. Ньютон постулировал следующее общее свойство всех сил взаимодействий.

Третий закон Ньютона:

силы, с которыми две материальные точки действуют друг на друга, всегда равны по модулю и направлены в противоположные стороны вдоль прямой, соединяющей эти точки:

                                                                                                                      (1.45)

Это значит, что силы взаимодействия всегда появляются парами. Обе силы приложены к разным материальным точкам и имеют одинаковую природу.


12.01.2017; 16:47
хиты: 328
рейтинг:0
Естественные науки
физика
механика
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2021. All Rights Reserved. помощь