|
|
ДИНАМИКА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ §1 Первый закон Ньютона Инерциальные системы отсчета
1-й закон Ньютона: всякое тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не выведет его из этого состояния. - I закон Ньютона
Этот закон называют законом инерции. Инерция - способность тела сохранять скорость. Движение по инерции - движение с постоянной скоростью. 1-й закон Ньютона выполняется не во всех системах отсчета. Системы отсчета, в которых выполняется 1-й закон Ньютона, называются инерциальными. Любая система отсчета, движущаяся относительно некоторой инерциальной системы прямолинейно и равномерно, будет также инерциальной. Примером инерциальной системы отсчета может служить гелиоцентрическая система отсчета, т. е. система отсчета, связанная с Солнцем. Любая система отсчета, движущаяся относительно гелиоцентрической равномерно и прямолинейно будет являться инерциальной. Лабораторная система отсчета, оси координат которой жестко связаны с Землей, неинерциальная из-за суточного вращения Земли. Однако вращение Земли происходит очень медленно с а=0,034 м/с2, и поэтому в большинстве задач лабораторную систему отсчета можно приближенно считать инерциальной. Содержание 1-го з. Н. сводится к двум утверждениям: 1) все тела обладают свойством инертности; 2) существуют инерциальные системы отсчета. Инерциальные системы отсчета играют особую роль не только в механике, но и в других разделах физики, т. к. согласно принципу относительности Эйнштейна математическая запись любого физического закона должна иметь один и тот же вид во всех инерциальных системах отсчета.
§2 Масса, импульс тела. 2-й закон Ньютона Одинаковое воздействие по-разному изменяет движение различных тел. При воздействии всякое тело изменяет свою скорость не сразу, а постепенно. Способность тела сохранять свою скорость называется инертностью. Мерой инертностью является масса. Масса тела – положительная скалярная величина, являющаяся мерой инертности тела, т. е. характеризует способность тела сохранять свою скорость. Под действием силы тело изменяет свою скорость не мгновенно, а постепенно, т. е. приобретает конечное ускорение, которое тем меньше, чем больше масса, т. е. при воздействии одной и той же силы . Плотность тела ровна отношению массы dm малого объёма к величине этого объёма , если тело однородно, то и .
Центром инерции, или центром масс, системы материальных точек называется точка С радиус-вектор , который равен
Векторная величина равная произведению массы m материальной точки на ее скорость называется импульсом (или количеством движения) этой материальной точки
Импульсом системы материальных точек называется вектор , равный геометрической сумме (т. е. сумме векторов) всех материальных точек
Скорость центра инерции:
т. е. импульс системы равен произведению массы всей системы на скорость ее центра инерции:
2-й закон Ньютона: скорость изменения импульса тела равна действующей на тело силе F - 2-й закон Ньютона Если на тело действует несколько сил, то под силой F во втором законе Ньютона нужно понимать равнодействующую силу - геометрическую сумму всех сил, действующих на тело. Из второго закона Ньютона следует, что Векторная величина Fdt называется элементарным импульсом силы. Импульс силы за конечный промежуток времени t2-t1 равен , где
Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение
x: y: -mg + N=0 Касательное и нормальное ускорение определяются соответствующими составляющими силы F
Сила Fn, сообщающая точке нормальное ускорение, направлена к центру кривизны траектории и потому называется центростремительной силой.
|