|
|
ИНЕРЦИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОТСЧЕТА. МАССА И ИМПУЛЬС ТЕЛА. СИЛАСтр 1 из 9Следующая ⇒ ИНЕРЦИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОТСЧЕТА. МАССА И ИМПУЛЬС ТЕЛА. СИЛА
1.18 Первый закон Ньютона________________________________________________________________ Формулировки первого закона Ньютона Всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние. (В этой формулировке Ньютон привел закон, установленный еще Галилеем.) Существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость постоянной, если на них не действуют другие тела (или действие других тел компенсируется). Утверждение о существовании инерциальных систем отсчета составляет содержание первого закона Ньютона. Инерциальная система отсчета_______________ Система отсчета, относительно которой материальная точка, свободная от внешних воздействий, либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно.
Неинерциальная система отсчета_________ Система отсчета, движущаяся относительно инерциальной системы отсчета с ускорением. Инерциальность гелиоцентрической системы отсчета______________________________________________ Опытным путем установлено, что инерциальной можно считать гелиоцентрическую (звездную) систему отсчета (начало координат находится в центре Солнца, а оси проведены в направлении определенных звезд). Система отсчета, связанная с Землей, строго говоря, неинерциальная, однако эффекты, обусловленные ее неинерциальностью (Земля вращается вокруг собственной оси и вокруг Солнца), при решении многих задач пренебрежимо малы, и в этих случаях ее можно считать инерциальной. 1.19 Масса и импульс тела. Сила_______________________________________________ Инертность тел_______________________________________________________________________________ Свойство, присущее всем телам и заключающееся в том, что тела оказывают сопротивление изменению его скорости (как по модулю, так и по направлению). Масса тела___________________________________________________________________________________ Физическая величина, являющаяся одной из основных характеристик материи, определяющая ее инерционные (инертная масса) и гравитационные (гравитационная масса) свойства. В настоящее время можно считать доказанным, что инертная и гравитационная массы равны друг другу (с точностью, не меньшей 10~12 их значения). Свойства массы в рамках классической механики__________________________________________________ Масса — величина аддитивная (масса составного тела равна сумме масс его частей); величина постоянная (не изменяется при движении тела). Единица массы_______________________________________________________________________________
Импульс материальной точки (тела)_____________________________________________________________
Единица импульса___________________________________________________________________________
Сила_______________________________________________________________________________________ Векторная величина, являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел или полей, в результате которого тело приобретает ускорение или изменяет свою форму и размеры. В каждый момент времени сила характеризуется числовым значением, направлением в пространстве и точкой приложения. Силы инерции при ускоренном поступательном движении системы отсчета__________________
Нить, удерживающая шарик, вертикальна, и сила тяжести Р уравновешивается силой реакции нити Тележка движется равномерно и прямолинейно (опыт) Нить начнет отклоняться от вертикали назад до такого угла а, пока результирующая сила Инерциальная система отсчета (анализ опытных данных)______________________________________________________________________ В системе отсчета, связанной, например, с помещением, на шарик действует результирующая сила Особенности сил инерции ♦ Силы инерции обусловлены не взаимодействием тел, а ускоренным движением системы отсчета. Поэтому они не подчиняются третьему закону Ньютона. ♦ Силы инерции действуют только в неинерциальных системах отсчета. СИЛЫ ТРЕНИЯ 1.30 Виды трения___________________________________________________________________ Силы трения________________________________________________________________________________________ Тангенциальные силы, возникающие при соприкосновении поверхностей тел и препятствующие их относительному перемещению. Силы трения зависят от относительных скоростей тел; они могут быть разной природы, но в результате действия сил трения механическая энергия всегда превращается во внутреннюю энергию соприкасающихся тел. Виды трения________________________________________________________________________________________ Внешнее (сухое) трение Трение, возникающее в плоскости касания двух соприкасающихся тел при их относительном перемещении. Трение покоя Трение при отсутствии относительного перемещения соприкасающихся тел.
Внутреннее трение Трение между частями одного и того же тела, например, между различными слоями жидкости или газа, скорости которых меняются от слоя к слою. В отличие от внешнего трения здесь отсутствует трение покоя. Виды сухого трения______________________________________________________________________________ Трение скольжения Возникает, если тело скользит по поверхности опоры. Трение качения Возникает, если тело катится по поверхности опоры. Направление сил трения__________________________________________________________________________ Силы трения направлены по касательной к трущимся поверхностям (или слоям), они противодействуют относительному смещению этих поверхностей (направлены всегда противоположно относительной скорости перемещения). Силы трения покоя и скольжения_ Сила трения покоя__
Относительное движение тел возникает, если внешняя сила F > Сила трения скольжения_
[ Приближенные значения коэффициентов трения покоя (
В случае замкнутой системы
Закон сохранения импульса____________________________________________________________________
Этот закон — фундаментальный закон природы (он универсален). Закон сохранения импульса — следствие однородности пространства_________________________________ Однородность пространства заключается в том, что при параллельном переносе в пространстве замкнутой системы тел как целого ее физические свойства и законы движения не изменяются, иными словами, не зависят от выбора положения начала координат инерциальной системы отсчета. ♦ Импульс сохраняется и для незамкнутой системы, если геометрическая сумма внешних сил равна нулю. 1.34Закон движения центра масс_________________________________________________ Центр масс системы материальных точек (тела)_________________________________________________ Воображаемая точка С, положение которой характеризует распределение массы этой системы (тела). Для определения положения центра масс достаточно поочередно подвесить тело за две различные точки на его поверхности и провести через точки подвеса вертикали, пересечение которых и даст положение центра масс (центр масс может располагаться вне тела). Радиус-вектор центра масс__
Скорость центра масс__
Учли, что
Импульс системы материальных точек__
Закон движения центра масс_
Работа и энергия ЭНЕРГИЯ, РАБОТА, МОЩНОСТЬ Энергия. Работа силы_ Энергия - Универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. С различными формами движения материи связывают различные виды энергии — механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную и др. Работа силы - Количественная характеристика процесса обмена энергией между взаимодействующими телами. Работа постоянной силы F, составляющей угол α с направлением прямолинейного движения тела
Элементарная работа силы
♦ Работа — величина скалярная. Работа силы на участке траектории 1—2_
Геометрический смысл выражения для А: искомая работа определяется на графике площадью закрашенной фигуры. Единица работы___________________________________________________________________________
Мощность Мощность_
Единица мощности
1 ватт — мощность, при которой за время 1 с совершается работа 1 Д
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ После сложения уравнений
Правая часть равенства определяет работу внешних неконсервативных сил, действующих на систему.
Элементарное приращение кинетической энергии__________________________________________________________________
Элементарное приращение потенциальной энергии системы________________________________________________________
Изменение полной механической энергии системы___________________________________________________________________
Правая часть равенства (*) задает dA.
Деформация твердого тела Закон Гука. ИНТЕРВАЛ МЕЖДУ СОБЫТИЯМИ Инвариантность интервала между двумя событиями_ Интервал между двумя событиями______________________________
Это понятие вводится в четырехмерном пространстве, в котором каждое событие характеризуется четырьмя координатами (х, у, z, t):
расстояние между точками обычного трехмерного пространства
Доказательство инвариантности интервала между двумя событиями______ Обозначив Δt = t2- t1, Δх = х2 – х1, Δу = у2 – у1 и Δz= zг – z1 выражение для интервала можно записать в виде Подставив преобразования Лоренца 1.83,
после элементарных преобразований получим, что Вывод.Теория относительности сформулировала новое представление о пространстве и времени. Пространственно-временные отношения являются не абсолютными величинами, как утверждала механика Галилея— Ньютона, а относительными. Следовательно, представления об абсолютном пространстве и времени являются несостоятельными. Кроме того, инвариантность интервала между двумя событиями свидетельствует о том, что пространство и время органически связаны между собой и образуют единую форму существования материи — пространство — время. Соотношение, выполняемое во всех инерциальных системах отсчета____
(учли выражения для полной энергии и энергии покоя . Релятивистское соотношение между энергией и импульсом частицы___
Из выражения Е2 - рг с2 = Подставив в формулу Е2 = т2с2 + р2с2 выражение Е = Т + Е0 = Т + тс2 1.91, получим записанное в рамке выражение. ИНЕРЦИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОТСЧЕТА. МАССА И ИМПУЛЬС ТЕЛА. СИЛА
1.18 Первый закон Ньютона________________________________________________________________ Формулировки первого закона Ньютона Всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние. (В этой формулировке Ньютон привел закон, установленный еще Галилеем.) Существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость постоянной, если на них не действуют другие тела (или действие других тел компенсируется). Утверждение о существовании инерциальных систем отсчета составляет содержание первого закона Ньютона. Инерциальная система отсчета_______________ Система отсчета, относительно которой материальная точка, свободная от внешних воздействий, либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно.
Неинерциальная система отсчета_________ Система отсчета, движущаяся относительно инерциальной системы отсчета с ускорением. Инерциальность гелиоцентрической системы отсчета______________________________________________ Опытным путем установлено, что инерциальной можно считать гелиоцентрическую (звездную) систему отсчета (начало координат находится в центре Солнца, а оси проведены в направлении определенных звезд). Система отсчета, связанная с Землей, строго говоря, неинерциальная, однако эффекты, обусловленные ее неинерциальностью (Земля вращается вокруг собственной оси и вокруг Солнца), при решении многих задач пренебрежимо малы, и в этих случаях ее можно считать инерциальной. 1.19 Масса и импульс тела. Сила_______________________________________________ Инертность тел_______________________________________________________________________________ Свойство, присущее всем телам и заключающееся в том, что тела оказывают сопротивление изменению его скорости (как по модулю, так и по направлению). Масса тела___________________________________________________________________________________ Физическая величина, являющаяся одной из основных характеристик материи, определяющая ее инерционные (инертная масса) и гравитационные (гравитационная масса) свойства. В настоящее время можно считать доказанным, что инертная и гравитационная массы равны друг другу (с точностью, не меньшей 10~12 их значения). Свойства массы в рамках классической механики__________________________________________________ Масса — величина аддитивная (масса составного тела равна сумме масс его частей); величина постоянная (не изменяется при движении тела). Единица массы_______________________________________________________________________________
Импульс материальной точки (тела)_____________________________________________________________
Единица импульса___________________________________________________________________________
Сила_______________________________________________________________________________________ Векторная величина, являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел или полей, в результате которого тело приобретает ускорение или изменяет свою форму и размеры. В каждый момент времени сила характеризуется числовым значением, направлением в пространстве и точкой приложения.  Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
1 килограмм — масса, равная массе международного прототипа килограмма (платиново-иридиевого цилиндра, хранящегося в Международном бюро мер и весов).
Векторная величина, численно равная произведению массы материальной точки (тела) на ее скорость и имеющая направление скорости.
1 килограмм-метр в секунду равен импульсу материальной точки (тела)
Тележка покоится или движется равномерно и прямолинейно (опыт)
.
не обеспечит ускорение шарика, равное 
.
, направленная в сторону ускорения тележки а0, и для установившегося движения шарика (шарик теперь движется вместе с тележкой с ускорением а0) равна F = mg tg а = ma0, откуда 
( 
тем больше, чем больше ускорение тележки).
— коэффициент трения покоя; N — сила нормального давления]
Сила трения скольжения FTp пропорциональна силе N нормального давления, с которой одно тело действует на другое.
— коэффициент трения скольжения, зависящий от свойств соприкасающихся поверхностей; 
— безразмерные коэффициенты]
Внешние силы отсутствуют (или геометрическая сумма всех внешних сил равна нулю).
Импульс замкнутой системы сохраняется, т. е. не изменяется с течением времени.
[mi и 
— соответственно масса и радиус-вектор i-й материальной точки; п — число материальных точек в системе; 
— масса системы]
=
Равен произведению массы системы на скорость ее центра масс Pi = mivi; p = Zpt.
Центр масс системы движется как материальная точка, в которой сосредоточена масса всей системы и на которую действует сила, равная геометрической сумме всех внешних сил, приложенных к системе
Работа этой силы равна произведению проекции силы Fs на направление перемещения (Fs = F cos α), умноженной на перемещение точки приложения силы.
на перемещении 
[α — угол между векторами 
Для вычисления этого интеграла надо знать зависимость Fs от s вдоль траектории 1—2 (пример на рисунке).
1 джоуль — работа, совершаемая силой, равной 1 Н на пути 1 м.
Физическая величина, характеризующая скорость совершения работы.
Первый член равенства (*) равен элементарному приращению кинетической энергии dT системы 1.37.
Второй член равенства (*) равен элементарной работе внутренних и внешних консервативных сил, взятой со знаком «минус», т. е. равен элементарному приращению потенциальной энергии dП системы 1.39.
Равно работе внешних неконсервативных сил, действующих на систему.
Инвариантная по отношению к преобразованиям координат величина (не зависящая от системы отсчета).
, в которых эти события произошли, t12 = t2 – t1
. Интервал между теми же событиями в системе К' равен 
.
= т2с4.