Динамика материальной точки. (Тема 2) презентация

Инертностью
называется свойство тел
сохранять неизменной
величину и направление скорости
при отсутствии взаимодействия
с другими телами.

В качестве количественной
характеристики инертности
используется скалярная
физическая величина,
называемая массой тела.

Чтобы определить массу
некоторого тела,
нужно сравнить её (массу)
с массой некоторого тела
с известной массой или эталоном.

Это уравнение называют
уравнением движения.

В ньютоновской механике

выражение для импульса тела имеет вид

Получили другую формулировку:

произведение массы тела
на его ускорение равно
действующей на тело силе.

равны по

Следовательно силы возникают
попарно:
приложенной к телу,
сопоставить равную по модулю
и противоположно направленную
силу,
взаимодействующему с данным.

всякой силе,

можно

приложенной к телу,

Третий з-н Ньютона выполняется
для контактных взаимодействий
и при взаимодействии тел,
находящихся на расстоянии друг
от друга, но покоящихся

Если после прекращения действия сил тело принимает первоначальные
размеры и форму, деформация называется упругой.

При достаточно малых деформациях удлинение тела пропорционально
внешней растягивающей силе:

Утверждение о пропорциональности
между упругой силой и деформацией
носит название закона Гука.

Если рассматривать удлинение тела,
как координату, отсчитываемую
от недеформированного состояния,
то в проекции на эту координатную ось

будет одинаков во всех сечениях.
Это означает, что упругая сила
зависит не от абсолютного, а от
относительного удлинения стержня:

– механическое напряжение,

– относительная деформация,

– модуль Юнга, характеристика упругих свойств материала стержня.

Применительно к сухому трению
различают трение скольжения и трение качения.

В случае сухого трения сила трения
возникает не только при скольжении
одной поверхности по другой,
но также и при попытках вызвать
такое скольжение.
называется силой трения покоя.

В этом случае она

Наибольшая величина силы трения покоя равна силе трения скольжения.

Сила трения скольжения не зависит от площади трущихся поверхностей
и пропорциональна силе нормального давления,
прижимающей трущиеся поверхности друг к другу:

– коэффициент трения.

Зависит от природы трущихся поверхностей.

Поэтому, как бы ни была мала внешняя сила, она вызовет движение тела относительно вязкой среды.

При небольших скоростях сила
сопротивления растёт
линейно со скоростью

При больших скоростях линейный
закон переходит в квадратичный:

Зависимость силы сопротивления
от скорости приводит к тому,
что в вязкой среде под действием
постоянной внешней силы для тела
наступит состояние движения
с установившейся (постоянной скоростью).

Т.е. отсутствует сила трения покоя.

Коэффициент пропорциональности

это гравитационная постоянная

Для характеристики гравитационного
поля вводится векторная величина

– сила, действующая в
данной точке на тело массой

Напряжённость гравитационного
поля точечной массы равна

Скорость, которую нужно
сообщить телу при запуске
с поверхности Земли,
чтобы оно покинуло пределы
Солнечной системы, называется
третей космической скоростью.

При запуске в направлении
движения Земли

Его называют полем силы тяжести.

Движение в поле силы тяжести происходит с
постоянным ускорением свободного падения.

В проекциях:

Из подобия треугольников для скоростей и ускорений следует:

При этом

Наглядно электрическое поле можно описать
линиями напряжённости (силовыми линиями).

Силовые линии проводят таким образом, чтобы
касательная к ним в каждой точке совпадала
с напряжённостью электрического поля.

Зная напряжённость поля в данной точке,
можно определить силу,
действующую на заряд:

Величина и направление напряжённости поля
в каждой точке определяется зарядами, создающими
данное электрическое поле (источниками поля).

Сила, действующей на заряд, помещённый в данную
точку пропорциональна заряду и напряжённости поля.

Движение вдоль оси y (перпендикулярно полю) происходит равномерно,
а вдоль оси z (вдоль направления поля) – равноускоренно.

К моменту вылета частицы

из области поля её вектор скорости изменит своё направление на угол:

длина области поля.

Ньютоновское выражение для
импульса справедливо в случае
движения с малыми скоростями

В релятивистском случае

выражение для импульса
имеет более сложный вид:

Импульс – аддитивная величина,
то есть импульс системы тел равен
сумме импульсов слагающих систему частиц.

Произведение силы на время её действия называется импульсом силы

Проинтегрировав выражение для приращения импульса, получим

Приращение импульса тела
равно импульсу силы,
действующей на это тело.

Для произвольной системы тел: