Динамика

Для описания законов динамики вводят динамические параметры – массу m, силу и момент силы . Масса тела – мера количества вещества, содержащегося в теле. Масса проявляется в двух свойствах:

а) в гравитации – в свойстве притягивать к себе другие тела и притягиваться ими;

б) в инерции – в способности сохранять свое первоначальное состояние при действии сил.

Для массы в замкнутой системе выполняется закон сохранения:

Масса тела m, содержащаяся в единице объема V тела называется плотностью ρ вещества:

Сила – результат взаимодействия и тел, при котором тела приобретают ускорения или деформируются, или имеет место и то и другое одновременно.

О наличии сил можно судить:

а) по их динамическому проявлению – по ускорению;

б) по статическому проявлению – по деформации.

Если тело не может свободно перемещаться в пространстве, а может лишь вращаться вокруг неподвижной оси, то эффект действия силы зависит не только от её величины, но и от того, в каком направлении она действует и к какой точке тела она приложена. Для характеристики этого вводится понятие момента силы (вращающего момента).

В основе динамики лежат три закона Ньютона:

Первый закон Ньютона (закон инерции):

а) для поступательного движения – тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, если результирующая всех действующих на тело сил равна нулю:

Второй закон Ньютона (основной закон динамики):

а) для поступательного движения – тело получает ускорение пропорционально действующей на него результирующей всех сил и обратно пропорционально его массе:

где

Если учесть, что произведение массы m тела (материальной точки) на его скорость есть импульс тела :

то второй закон Ньютона можно записать в более общей форме

где ∆t – время действия силы, – изменение импульса тела (материальной точки);

Третий закон Ньютона (закон действия и противодействия):

для поступательного движения – силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по величине, противоположны по направлению и никогда не компенсируют друг друга, так как приложены к разным телам

где – сила, действующая на первое тело со стороны второго, – сила, действующая на второе тело со стороны первого;