Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат на тему:

Законы Ньютона. Принцип относительности Галилея. Основные динамические характеристики

Составил:

Бабичев С.А.

Динамика - раздел механики, в котором рассматриваются причины, обуславливающие тот или иной характер движения тела. В основу динамики положены 3 закона Ньютона.

I-й закон (Закон инерции Галилея).

Существует такие СО, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не действуют другие тела или действие других тел компенсируется.

Инерция - явление сохранения скорости тела при отсутствии внешних воздействий.

Системы отсчёта, в которых выполняется явления инерции, называются инерциальными.

Для инерциальных систем справедлив принцип относительности Галилея, согласно которого все инерциальные СО по своим механическим свойствам эквиваленты друг другу. Иначе говоря, во всех ИСО все законы механики выполняются одинаково.

Преобразованиями Галилея являются формулы преобразования координат при переходе из одной СО в другую. Пусть СО движется со скоростью относительно СО k. Из рисунка следует:

В проекциях уравнение имеет вид:

Определим координаты точки в ИСО :

Полученные соотношения называют преобразованиями Галилея.

Основные динамические характеристики:

1. Сила - векторная физическая величина, являющаяся количественной мерой взаимодействия тел. Сила определена, если заданы модуль, направление и точка приложения.

2. Равнодействующей силой называется сила, которая оказывает на тело такое действие, как и все силы, приложенные к нему. Она равна векторной сумме всех сил, действующих на тело:

При действии силы тело изменяет свою скорость или деформируется.

3. Масса - физическая величина, являющаяся количественной мерой инертности тел.

Инертность - свойство, присущее всем телам, заключающиеся в том, что для изменения скорости тел требуется некоторое время, чем больше это время, тем более инертно тело.

Свойства массы:

а) Аддитивность, т.е масса составного тела равна сумме масс отдельных его частей.

б) Масса тела как целого - величина постоянная, не изменяющаяся при его движении.

4. Импульс тела или количество движения - физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость.

Направление совпадает с направлением .

5. Импульс силы физическая величина, равная произведению силы на время действия силы.

*

II закон Ньютона:

I-я формулировка.

Ускорение, приобретаемое телом при взаимодействии, прямо пропорционально равнодействующей силе, действующей на тело и обратно пропорционально массе тела.

Согласно определения ускорения:

После соответствующей подстановки, получаем:

II-я формулировка.

Скорость изменения импульса тела прямо пропорциональна равнодействующей силе, действующей на тело.

III закон Ньютона:

Силы, с которыми две материальные точки действуют друг на друга, всегда равны по модулю, и направлены в противоположные стороны вдоль прямой, соединяющие эти точки.

Особенности сил взаимодействия:

- одной природы;

- приложены к разным материальным точкам;

- возникают парами.

Основное уравнение динамики материальной точки - математическое выражение второго закона Ньютона.

Решение полученного уравнения - основная задача динамики материальной точки.

При этом возможны две постановки задачи:

1. Найти F, если известны m и r(t).

2. Найти закон движения точки, если известно масса точки m, сила и определены начальные условия (и ).

Силы в механике.

Гравитационные осуществляются между телами в соответствии с законом Всемирного тяготения. Электромагнитные возникают между телами или частицами, имеющими электрический заряд.

Закон Всемирного тяготения:

Силы взаимодействия двух материальных точек прямо пропорциональна произведению масс этих точек и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Где:

G - гравитационная const:

G=6,67 * 10^-11 (Н * м²) / кг²

К силам гравитационной природы относят силу тяжести и вес тела.

Однородная сила тяжести:

- ускорение свободного падения. Вес тела - сила, с которой тело действует на опору или подвес, неподвижную относительно данного тела.

По III закону Ньютона вес равен силе реакции опоры или подвеса.

Упругая сила - сила, пропорциональная смещению материальной точки из положения равновесия и направленная к положению равновесия. Где - радиус-вектор, характеризующий смещение частицы из положения равновесия, k - коэффициент, характеризующий упругие свойства тела.

Сила трения - возникает на границе контакта тел и направлена противоположно направлению предлагаемого движения тел.

Трение подразделяют на трение покоя, трение скольжения и трение качения. Сила трение покоя - равна проекции внешних сил на линию контакта L тел.

Трение скольжения - возникает при скольжении одного тела на поверхности другого.

,

Где - коэффициент трение скольжения, зависящего от природы и состояния соприкасающихся поверхностей, N - сила нормальной реакции поверхности.

Сила трения качения.

Возникает по той причине, что точка опоры смещается вперёд вследствие деформации поверхностей, и момент силы тяжести препятствует свободному качению тел.

Где:

R - радиус тела.

Сила сопротивления - сила, действующая на тело при его движении в жидкости или газе.

При небольших споростях: механика инерциальный динамический

Где:

k - коэффициент сопротивления.

Размещено на Allbest.ru