Масса и импульс. Современная трактовка законов Ньютона.
Масса –1) мера инертности тела.
2) мера гравитационного взаимодействия.
3)
мера энергии тела. E=m
4) мера количества вещ-ва. m=pV
Импульс (Количество движения) — векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения тела. В классической механике импульс тела равен произведению массы m этого тела на его скорость v, направление импульса совпадает с направлением вектора скорости:
.
Первый закон Ньютона:
Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальная точка при отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго.
Второй закон Ньютона:
В
инерциальной системе отсчёта ускорение,
которое получает материальная точка,
прямо пропорционально равнодействующей
всех приложенных к ней сил и обратно
пропорционально её массе.
Третий закон Ньютона:
Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению:
Второй закон Ньютона как уравнение движения. Сила как производная импульса.
Второй закон механики гласит: произведение массы тела на его ускорение равно действующей силе, а направление ускорения совпадает с направлением силы. Такова его современная формулировка. Ньютон сформулировал его иначе: изменение количества движения пропорционально приложенной действующей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует. Т.е. Ньютон в формулировке второго закона оперирует понятием количества движения, понимаемым как мера движения, пропорциональная массе и скорости. Количество движения – величина векторная (Ньютон учитывал направление движения при формулировании правила параллелограмма скоростей).Но это понятие в истории науки не удержалось (и сейчас заменено понятием импульса), поскольку было неясно, чем измерять движение.
Второй закон Ньютона - ускорение, приобретаемое материальной точкой, пропорционально вызывающей его силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки.
a = F/m
Эта формула выражает основной закон движения.
Более общая формулировка второго закона Ньютона – скорость изменения импульса материальной точки равна действующей на нее силе.
F = d p/dt
Третий закон Ньютона и закон сохранения импульса.
Закон сохранения импульса гласит, что суммарный импульс изолированной системы не изменяется со временем.
Принцип относительности Галилея.
Принцип относительности Галилея - принцип физического равноправия инерциальных систем отсчёта в классической механике, проявляющегося в том, что законы механики во всех таких системах одинаковы. Отсюда следует, что никакими механическими опытами, проводящимися в какой-либо инерциальной системе, нельзя определить, покоится ли данная система или движется равномерно и прямолинейно.
Работа и кинетическая энергия. Мощность.
Механическая работа – физическая величина, определяющаяся произведением силы вдоль направления перемещения на пройденный путь.
Кинетическая энергия – физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости.
Мощностью P
называется отношение произвольной
работы W к времени t, в
течение которого совершается работа.
Консервативные и диссипативные силы.
В физике консервативные силы (потенциальные силы) — силы, работа которых не зависит от формы траектории (зависит только от начальной и конечной точки приложения сил). Отсюда следует определение: консервативные силы — такие силы, работа которых по любой замкнутой траектории равна 0.
Если в системе действуют только консервативные силы, то механическая энергия системы сохраняется.
Диссипативные силы — силы, при действии которых на механическую систему её полная механическая энергия убывает (то есть диссипирует), переходя в другие, немеханические формы энергии, например, в теплоту.