![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Теоретическое введение. Изменение положения тела в пространстве относительно другого тела называется механическим движением
Изменение положения тела в пространстве относительно другого тела называется механическим движением. Тело, относительно которого рассматривается движение, называется телом отсчета. Чтобы описать движение тела в пространстве с течением времени с телом отсчета связывают систему координат и часы. Тело отсчета, связанная с ним система координат и часы образуют систему отсчета. В курсе физики при рассмотрении движения тел часто их геометрические размеры не имеют значения. Тело, размерами которого в задаче можно пренебречь, называется материальной точкой. В выбранной системе отсчета положение тела в пространстве определяется радиус-вектором. Это вектор, проведенный из начала координат в точку пространства, где находится тело в данный момент времени. Проекции радиус-вектора на оси координат дают координаты тела x, y, z. Радиус-вектор движущегося тела изменяется с течением времени. На рис. 1 показаны радиус-векторы движущейся точки r1 и r2 в моменты времени t1 и t2.
Для описания движения тела используют следующие кинематические величины: вектор перемещения Скорость характеризует быстроту изменения вектора перемещения. Различают среднюю и мгновенную скорости. Средняя скорость движения за рассматриваемый промежуток времени
где Скорость
Ее называют мгновенной скоростью. Она направлена по касательной к траектории в любой рассматриваемой точке траектории. Ускорение
В случае криволинейного неравномерного движения ускорение можно разложить на две составляющие (см. рис 2 и 3): 1)тангенциальное ускорение
2) нормальное ускорение
где R - радиус кривизны траектории в точке нахождения тела. В любой момент времени имеем:
Так как форма траектории зависит от выбора системы отсчета, то все кинематические характеристики движения меняются при переходе из одной системы отсчета в другую. Изменение характера движения тела связано с действием на него других тел и рассматривается разделом механики – динамикой. Для описания действия одного тела на другое в динамике вводится физическая величина называемая силой. Сила – это мера действия одного тела на другое. Сила величина векторная. Если на тело действует несколько сил, то результат их действия оказывается эквивалентным действию одной силы В основе динамики лежат три закона Ньютона. Первый из них позволяет из множества систем отсчета выбрать определенный класс систем, называемых инерциальными. В инерциальных системах отсчета все законы механики выглядят одинаково и наиболее просто. Первый закон Ньютона. В инерциальных системах отсчета тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано. Второй закон определяет реакцию тела на внешнее воздействие и называется основным законом механики. Второй закон Ньютона. Ускорение, с которым движется тело под действием некоторой силы, прямо пропорционально этой силе и обратно пропорционально массе тела.
В уравнении (7) m – масса тела. Масса - характеристика данного тела, являющаяся его мерой инертности, так как чем больше масса, тем меньше реакция тела на внешнее воздействие, тем больше склонно тело сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, а это свойство называют инертностью. Замечание. Если на тело действует несколько сил, то под Третий закон Ньютона. Два тела взаимодействуют между собой с силами, равными по величине и противоположными по направлению.
В этом выражении Уравнение (7) можно преобразовать следующим образом
Величину Уравнение (9) справедливо и для механической системы, если под Если равнодействующая внешних сил равна нулю (механическую систему в этом случае называют замкнутой), то
Последнее равенство выражает закон сохранения импульса.
|