Динамика материальной точки, движущейся поступательно. Инерциальные системы отсчета. Законы Ньютона.

Инерциальные системы отсчета – система, в которой выполняется первый закон Ньютона (СО относительно которой МТ свободная от внешних воздействий покоится или движется равномерно и прямолинейно)

Первый закон Ньютона – всякая материальная точка будет находится в состоянии покоя или прямолинейного равномерного движения до тех пор, пока это состояние не будет изменено воздействием со стороны других тел

Второй закон Ньютона – ускорение, приобретаемое материальной точкой совпадает по направлению с действующей на нее силой и равно отношению этой силы к массе материальной точки a=F/m

Третий Закон Ньютона – при взаимодействии двух тел, сила 1 действующая на второе тело со стороны первого, равна по величине и противоположна по направлению силе 2 действующей на первое тело со стороны второго

Масса и вес. Принцип относительности Галилея. Импульс силы. Им­пульс материальной точки и механической системы. Закон сохранения им­пульса. Центр масс механической системы и закон его движения.

Масса – физическая величина, одна из основных характеристик материи, определяющая ее инерционные и гравитационные свойства (инертная и гравитационная массы равны друг другу)

Вес – сила с которой тело действует на подвес или опору

Принцип относительности Галилея – все законы механики одинаково формулируется для всех ИСО таким образом уравнения динамики при переходе из одной ИСО в другую не изменяются те являются инвариантными по отношению к преобразованию координат (все инерциальные системы совершенно равноправны относительно причин ускорений)

Сила – векторная величина, мера механического воздействия на тело со стороны других тел или полей, в результате которого тело получает ускорение или изменяет свою форму и размеры

Импульс – произведение массы тела на его скорость. Приращение импульса тела под действием постоянной силы равно произведению силы на время ее действия

Импульс силы – векторная величина равная произведению силы на время ее действия

Суммарный импульс системы в результате взаимодействия тел не изменяется (внутренние силы не изменяют суммарного импульса системы)

Центр масс - геометрическая точка, характеризующая движение тела или системы частиц как целого. ЦМ замкнутой системы движется всегда с постоянной скоростью, поскольку импульс такой системы сохраняется, также ЦМ движется точно так же, как двигалась бы материальная точка с массой, равной массе всех частиц системы под действием суммы всех внешних сил, приложенных к системе.

Механическая энергия материальной точки и механической системы. Работа силы. Кинетическая энергия материальной точки и механической сис­темы; связь с работой внешних и внутренних сил. Мощность.

Кинетическая энергия – энергия которой тело обладает, потому что оно движется.

Потенциальная энергия  — скалярная физическая величина, характеризующая способность некого тела совершать работу за счет своего нахождения в поле действия сил. 

Полная механическая энергия – сумма потенциальной и кинетической энергий

Работа силы – произведение модуля силы на модуль перемещения на косинус угла между направлением этой силы и перемещением.

Внутренними силами являются силы взаимодействия между отдельными материальными точками данной системы.

Внешние силы - это силы, действующие на тело извне. Под влиянием внешних сил тело или начинает двигаться, если оно находилось в состоянии покоя, или изменяется скорость его движения, или направление движения.

Мощность – отношение произведенной работы A ко времени t (скорость совершения работы) N=A/t поступательное A=Fs то N=Fs/t=FV вращательное V=2ПRn N=F2ПRn но FR=M (вращающий момент силы) N=2ПnM

Потенциальное поле сил. Силы консервативные и неконсервативные. Потенциальная энергия частицы и поле; связь между потенциальной энерги­ей и силой. Полная механическая энергия частицы и механической системы и их законы сохранения

Поле сил - область пространства, в каждой точке которого на помещенную туда частицу действует сила, закономерно меняющаяся от точки к точке. Если сила в каждой точке силового поля не зависит от времени, то такое поле называют стационарным.  

Стационарное силовое поле, в котором работа силы поля на пути между двумя любыми точками не зависит от формы пути, а зависит только от положения этих точек, называется потенциальным, а сами силы - консервативными. Полная работа консервативных сил поля по перемещению частицы по замкнутой траектории равна нулю.   Если это условие не выполняется, то силовое поле не является потенциальным, а силы поля называют неконсервативными

Потенциальная энергия  — скалярная физическая величина, характеризующая способность некого тела совершать работу за счет своего нахождения в поле действия сил. 

Потенциальные силы- силы работа которых не зависит от формы траектории

Потенциальная энергия тела U(x,y,z), находящегося в точке с координатами (x,y,z) равна работе, которую совершают силы взаимодействия при перемещении тела из данной точки, в точку с координатами (x0,y0,z0), где потенциальная энергия принимается равной нулю U(x0,y0,z0) = 0. (((F=W/s)))

Механическая энергия — это энергия, связанная с движением объекта или его положением, способность совершать механическую работу.

Закон сохранения механической энергии – в отсутствии неконсервативных сил полная механическая энергия системы сохраняется (E=T+U_внутр+U_внеш=const)