Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь


Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела



2015-11-27 2190 Обсуждений (0)
Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела 5.00 из 5.00 3 оценки




Для формулировки первого закона Ньютона необходимо дать определение инерциальной системы отсчета:

Инерциальными системами отсчета называются такие системы, в которых свободные (т.е. не участвующие во взаимодействиях с другими телами) тела движутся без ускорения (т.е. равномерно и прямолинейно) или покоятся (состояние покоя, вообще говоря, следует рассматривать как частный случай равномерного движения с нулевой скоростью).

Первый закон Ньютона: существуют такие системы отсчета, относительно которых тело (материальная точка) при отсутствии на нею внешних воздействий (или при их взаимной компенсации) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Масса — это свойство тела, характеризующее его инертность. При одинаковом воздействии со стороны окружающих тел одно тело может быстро изменять свою скорость, а другое в тех же условиях – значительно медленнее. Принято говорить, что второе из этих двух тел обладает большей инертностью, или, другими словами, второе тело обладает большей массой.. a1/a2=m2/m1

Сила— это количественная мера взаимодействия тел. Сила является причиной изменения скорости тела. В механике Ньютона силы могут иметь различную физическую причину: сила трения, сила тяжести, упругая сила и т. д. Сила является векторной величиной. Векторная сумма всех сил, действующих на тело, называется равнодействующей силой.

Второй закон Ньютона — основной закон динамики поступательного движения-сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на ускорение, сообщаемое этому телу силой. F=ma.

Третий закон Ньютона: Тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной и той же прямой, равными по модулю и противоположными по направлению

Импульсом тела (материальной точки) называется величина, = произведению массы тела на его скорость.

Закон сохранения импульса является следствием второго и третьего законов Ньютона.

Закон сохранения импульса формулируется так: если сумма внешних сил равна нулю, то импульс системы тел сохраняется. Иначе говоря, в этом случае тела могут только обмениваться импульсами, суммарное же значение импульса не изменяется.

Сила, возникающая в месте соприкосновения тел и препятствующая их относительному перемещению, называется силой трения. Направление силы трения противоположно направлению движения. Различают силу трения покоя и силу трения скольжения. Если тело скользит по какой-либо поверхности, его движению препятствует сила трения скольжения (Н)

Через каждую точку тела можно провести лишь одну такую прямую, действуя вдоль которой сила вызывает поступательное движение тела. Точку пересечения линий действия сил, вызывающих поступательное движение тела, называют центром масс этого тела

.Уравнение движения тела переменной массы. Уравнение Мещерского является следствием законов механики Ньютона (в частности, второго закона Ньютона) и ряда допущений о процессе движения материальной точки переменной массы . При этом величина:Fpназывается «реактивной силой (Н)

Энергия — это мера способности или возможности производить работу.

Работа-результирующая сила заставляющая двигаться тело на расстояние, измеряемое в направлении действия этой силы. A = F S cos a.(Жд)

Мощность- физическая величина, равная в общем случае скорости изменения энергии системы. В более узком смысле мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени. Чтобы охарактеризовать скорость совершения работы, вводят понятие мощности: N=A/t(Ватт)

Кинети́ческая эне́ргия — энергия механической системы,энергия движения зависящая от скоростей движения её точек. Еk=mv2/2

Потенциальная энергия — скалярная физическая величина, характеризующая способность некого тела (или материальной точки) совершать работу за счет своего нахождения в поле действия сил.Ep=mgh

Механической энергией, или полной механической энергией, называется энергия механического движения и взаимодействия.

Закон сохранения механической энергии- В замкнутой механической системе сумма механических видов энергии (потенциальной и кинетической энергии, включая энергию вращательного движения) остается неизменной Wп+ Wк+ Wвр= Wполн=const, Wп — Потенциальная энергия тела, энергия положения (Джоуль),Wк — Кинетическая энергия тела, энергия движения (Джоуль),Wвр — Энергия вращения тела.

Абсолютно упругий удар - соударение двух тел, в результате которого в обоих участвующих в столкновении телах не остается никаких деформаций и вся кинетическая энергия тел до удара после удара снова превращается в первоначальную кинетическую энергию (отметим, что это идеализированный случай). Обозначим скорости шаров массами m1 и m2 до удара через ν1 и ν2, после удара - через ν1' и ν2' (рис. 1). Для прямого центрального удара векторы скоростей шаров до и после удара лежат на прямой линии, проходящей через их центры. Проекции векторов скоростей на эту линию равны модулям скоростей. Их направления учтем знаками: положительное соотнесем движению вправо, отрицательное - движению влево. Абсолютно неупругий удар - соударение двух тел, в результате которого тела соединяются, двигаясь дальше как единое целое.

Абсолютно неупругий удар можно продемонстрировать с помощью шаров из пластилина (глины), которые движутся навстречу друг другу Если массы шаров m1 и m2, их скорости до удара ν1 и ν2, то

, используя закон сохранения импульса

 

 

Механика твёрдого тела:

Момент инерции- величина, характеризующая распределение масс в теле и являющаяся наряду с массой мерой инертности тела при непоступательном движении (кг·м²)Кинетическая энергия тела, движущегося произвольным образом, равна сумме кинетических энергий всех n материальных точек па которые это тело можно разбить: Величину

равную произведению силы на ее плечо, называют моментом силы. Момент силы характеризует вращательное действие этой силы и во вращательном движении играет ту же роль, что и сила в поступательном движении. M= F·l= F·r·sin(α) M — момент силы (Ньютон · метр),F — Приложенная сила (Ньютон),r — расстояние от центра вращения до места приложения силы (метр),

l — длина перпендикуляра, опущенного из центра вращения на линию действия силы (метр),α — угол, между вектором силы F и вектором положения r.

Уравнение динамики вращательного движения Так как в случае поступательного движения

все элементарные массы твердого тела движутся с одинаковыми скоростями и ускорениями

Моме́нт и́мпульсахарактеризует количество вращательного движения. Величина, зависящая от того, сколько массы вращается, как она распределена относительно оси вращения и с какой скоростью происходит вращение. L=J*w; J-момент инерции тела; w-угловая скорость.

Закон сохранения импульса: полный импульс замкнутой системы тел остается постоянным при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

Деформация — изменение формы и размеров тела. Причина деформации заключается в том, что различные части тела совершают неодинаковые перемещения при действии на тело внешних сил.

Деформации, которые полностью исчезают после прекращения действия силы, — упругие, которые не исчезают, — пластические. При упругих деформациях происходит изменение расстояния между частицами тела. При пластической деформации кристалла происходит соскальзывание слоев кристалла относительно друг друга.

Деформация растяжения (сжатия). Линейная деформация возникает при приложении силы F

вдоль оси стержня, закрепленного с одного конца. При линейных деформациях слои тела остаются

параллельными друг другу, но изменяются расстояния между ними. Линейную деформацию характеризуют абсолютным и относительным удлинением.

Деформация сдвига возникает под действием сил, приложенных к двум противоположным граням. Эти силы вызывают смещение слоев тела, параллельных направлению сил. Расстояние между слоями не изменяется. Любой прямоугольный параллелепипед, мысленно выделенный в теле, превращается в наклонный.

Тяготение- Тяготение, гравитация, гравитационное взаимодействие, универсальное взаимодействие между любыми видами материи. Если это взаимодействие относительно слабое и тела движутся медленно (по сравнению со скоростью света)

Первый закон Кеплера. Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

Второй закон Кеплера (закон равных площадей). Радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равновеликие площади. Другая формулировка этого закона: секториальная скорость планеты постоянна.

Третий закон Кеплера. Квадраты периодов обращений планет вокруг Солнца пропорциональны кубам больших полуосей их эллиптических орбит.Закон всемирного тяготения-F = G * ( m_1 * m_2 ) / r^2 ,

СИЛА ТЯЖЕСТИ — (тяготения), гравитационная сила притяжения, существующая на поверхности любой планеты или другого небесного тела.F=mg

Вес — сила воздействия тела на опору (или подвес или другой вид крепления), препятствующую падению, возникающая в поле сил тяжести. (В случае нескольких опор под весом понимается суммарная сила, действующая на все опоры. P=mg m-масса телаP – вес тела; g – ускорение свободного падения, равное 9,8 Н/кг.

Невесомость —состояние материального тела, при котором действующие на него внешние силы или совершаемое им движение не вызывают взаимных давлений частиц друг на друга.

транстве силовое поле, которое в месте нахождения тела 2 проявляется в виде действующих на него сил. В свою очередь тело 2 возбуждает аналогичное силовое поле, действующее на тело 1.

Поле – это объективная реальность, посредством которой передаётся взаимодействие. Поле, наряду с веществом, является одним из видов материи. Итак, гравитационное поле порождается телами и, так же как вещество и другие физические поля (например, электромагнитное), является одной из форм материи. Основное свойство поля тяготения, которое отличает его от других полей, состоит в том, что на любую материальную точку массой m, внесенную в это поле, действует сила притяжения F, пропорциональная m: . G=F/m, где – вектор, не зависящий от m и названный напряженностью поля тяготения.



2015-11-27 2190 Обсуждений (0)
Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела 5.00 из 5.00 3 оценки









Обсуждение в статье: Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓

Отправить сообщение

Популярное:
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней...
Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы...
Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2190)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.011 сек.)