- •Конспект лекций 1 механика кинематика
- •§1. Основные понятия кинематики
- •§2. Скорость
- •§3. Ускорение и его составляющие
- •3) Связь линейных и угловых характеристик
- •Динамика поступательного движения
- •§1. Законы Ньютона.
- •§4. Кинематические уравнения поступательного движения
- •§5. Кинематика вращательного движения
- •Кинематические уравнения вращательного движения
- •1) Равномерное
- •2) Равноускоренное
- •1. Первый закон Ньютона. Масса. Сила.
- •2. Второй закон Ньютона. Импульс тела.
- •3. Третий закон Ньютона
- •§2 Работа и ее выражение через криволинейный интеграл. Мощность
- •§3 Кинетическая и потенциальная энергия
- •Условие консервативности сил
- •Работа совершается за счет убыли Еп
- •§4 Законы сохранения в механике
- •1. Закон сохранения импульса
- •2. Закон сохранения энергии
- •Потенциальная кривая (графическое представление энергии)
- •Механика твёрдого тела
- •Динамика вращательного движения
- •§1. Момент инерции
- •Теорема Штейнера
- •§2. Момент силы (вращающий момент)
- •§3 Момент импульса
- •§4 Основное уравнение динамики вращательного движения (второй закон Ньютона)
- •Второй закон Ньютона для вращательного движения
- •§5 Закон сохранения момента импульса
- •Закон сохранения момента импульса
- •§6 Работа, мощность, кинетическая энергия при вращении
- •§7 Закон сохранения энергии при поступательном и вращательном движении тел
1. Первый закон Ньютона. Масса. Сила.
Первый закон Ньютона (закон инерции): 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.
Стремление тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью.
Первый закон Ньютона выполняется только в инерциальных системах отсчета.
Инерциальная система отсчета - такая система отсчета, относительно которой материальная точка, свободная от внешних воздействий, либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно..
Масса т [кг] – мера инертности тела в поступательном движении.
Сила F [Н] — 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.
Сила характеризуется модулем, направлением и точкой приложения.
2. Второй закон Ньютона. Импульс тела.
Ускорение, приобретаемое материальной точкой (телом), пропорционально вызывающей его силе, совпадает с нею по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки (тела)
или
(1)
Величина
- импульс
тела (или
количество
движения).
Это векторная величина, совпадающая по
направлению с
.
(2)
Уравнение- (2) называют ІІ з-н Ньютона как уравнение движения
или ІІ з-н Ньютона в дифференциальной форме
или основной закон динамики поступательного движения.
Из (2) следует еще одна формулировка второго закона Ньютона:
Скорость изменения импульса тела равна действующей на тело силе.
Если на тело действует одновременно несколько сил, то основное уравнение динамики (ІІ з-н Ньютона ) имеет вид:
где : ΣFi - геометрическая сумма всех сил, действующих на тело;
p
= m
- импульс тела;
n - число сил, действующих на тело.
3. Третий закон Ньютона
Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, всегда равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки:
Эти силы приложены к разным телам, поэтому они не компенсируют и не уравновешивают друг друга.
Изолированная система – система тел, на которую не действуют внешние силы, или действие внешних сил скомпенсировано (равнодействующая внешних сил = 0 )
Внутренние силы – силы, действующие между телами внутри системы. По ІІІ з-ну Ньютона равнодействующая всех внутренних сил равна нулю.
§2 Работа и ее выражение через криволинейный интеграл. Мощность
Работа – это количественная мера процесса обмена энергией между телами при их взаимодействии.
Е
сли
тело движется прямолинейно и на него
действует постоянная сила F = const
, то:
[Дж] = [н м]
где Fs - проекция силы на направление перемещения;
α - угол между F и s.
Е
сли
сила меняется по модулю и по направлению,
то:
Для вычисления интеграла нужно знать зависимость Fs от пути вдоль траектории.
Работа = площади заштрихованной фигуры.
Если Fs = const при прямолинейном движении, то:
При α < π/2 работа положительна;
α > π/2 работа отрицательна;
α = π/2 работа = 0-
Мощность - характеризует скорость выполнения работы:
[Вт]
= [Дж/с]
