 |
Вопрос 4 Законы динамики Ньютона
|
|
|
|
Вопрос1 Кинематическое описание движения материальной точки
материальная точка – тело, обладающее массой, размерами которого в данной задаче можно пренебречь.
С истема отсчета это совокупность системы координат и часов, связанных с телом отсчета.
Вектор 
, т. е. приращение радиус-вектора точки за рассматриваемый промежуток времени, называется перемещением.
Траектория движения материальной точки – линия, описываемая этой точкой в пространстве.
Длина участка траектории АВ, пройденного материальной точкой с момента начала отсчета времени, называется длиной пути 
Вектором средней скорости < v > называется отношение приращения 
радиус-вектора точки к промежутку времени 
:
Направление вектора средней скорости совпадает с направлением 
. При неограниченном уменьшении 
средняя скорость стремится к предельному значению, которое называется мгновенной скоростью v:
Средним ускорением неравномерного движения в интервале от t до 
называется векторная величина, равная отношению изменения скорости 
к интервалу времени :
Мгновенным ускорением a (ускорением) материальной точки в момент времени t будет предел среднего ускорения:
Вопрос2 Криволинейное движение
Тангенциальная составляющая ускорения
т. е., определяет быстроту изменения скорости по модулю.
Вторая составляющая ускорения, равная
называется нормальной составляющей ускорения и направлена по нормали к траектории к центру се кривизны (поэтому ее называют также центростремительным ускорением).
Полное ускорение тела есть геометрическая сумма тангенциальной и нормальной составляющих (рис. 1.5):
|
|
|
тангенциальная составляющая ускорения характеризует быстроту изменения скорости по модулю (направлена по касательной к траектории), а нормальная составляющая ускорения – быстроту изменения скорости по направлению (направлена к центру кривизны траектории).
Равнопеременное движение
В зависимости от тангенциальной и нормальной составляющих ускорения движение можно классифицировать следующим образом:
1) 
, 
– прямолинейное равномерное движение;
2) 
, – прямолинейное равнопеременное движение.
3) 
, – прямолинейное движение с переменным ускорением;
4) , 
. При скорость по модулю не изменяется, а изменяется по направлению.
5) , 
– равномерное криволинейное движение;
6) 
, – криволинейное равнопеременное движение;
7) , – криволинейное движение с переменным ускорением.
Вопрос3 Кинематика вращательного движения
Угловой скоростью называется векторная величина, равная первой производной угла поворота тела по времени:
Вектор 
так же, как и вектор 
. Размерность угловой скорости 
, а ее единица – радиан в секунду (рад/с).
Угловым ускорением называется векторная величина, равная первой производной угловой скорости по времени:
Тангенциальная составляющая ускорения 
и 
.
Нормальная составляющая ускорения 
.
Таким образом, связь между линейными (длина пути s, пройденного точкой по дуге окружности радиуса R, линейная скорость v, тангенциальное ускорение 
нормальное ускорение 
) и угловыми величинами (угол поворота 
, угловая скорость 
, угловое ускорение 
) выражается следующими формулами: 
, 
, 
, 
.
В случае равнопеременного движения точки по окружности ( =const) 
, 
где 
– начальная угловая скорость.
Вопрос 4 Законы динамики Ньютона
Первый закон 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. Свойство тела сохранять свое состояние называется инертностью. Поэтому первый закон Ньютона называют законом инерции.
|
|
|
Масса тела – физическая величина, являющаяся одной из основных характеристик материи, определяющая ее инерционные (инертная масса) и гравитационные (гравитационная масса) свойства.
Сила – это 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.
Основной закон динамики поступательного движения – это второй закон Ньютона, он определяет, как изменяется механическое движение материальной точки или тела под действием приложенных сил.
Второй закон Ньютона: ускорение, приобретаемое материальной точкой или телом, пропорционально вызывающей его силе, совпадает с нею по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки (тела). 
Инерциальной системой отсчета является такая система отсчета, относительно которой материальная точка, свободная от внешних воздействий, либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно.
Взаимодействие между материальными точками (телами) определяется третьим законом Ньютона: силы, с которыми действуют друг на друга материальные точки, всегда равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки:
| F 12=- F 21 |
|
|
|
