Мгновенной мощностью силы - называется скалярное произведение силы на скорость (измеряется в ваттах).

Кинетическая энергия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. Более строго, кинетическая энергия есть разность между полной энергией системы и её энергией покоя; таким образом, кинетическая энергия — часть полной энергии, обусловленная движением.

Работа силы определяется, как мера действия силы, зависящая от численной величины и направления силы и от перемещения точки её приложения. dA = F d r.

Вопрос 7

Консервативные и диссипативные силы. Потенциальное поле. Потенциальная энергия упругой силы. Работа по растяжению и сжатию нити.

Потенциальное поле - стационарное поле, в котором работа, совершаемая над частицей силами поля, зависит лишь от начального и конечного положений частицы и не зависит от пути, по которому она двигалась. Силы, действующие в потенциальных полях, называют консервативными. Работа консервативной силы на замкнутом пути равна нулю. Примеры консервативных сил – сила тяжести, сила упругости.

Если же работа, совершаемая силой, зависит от траектории перемещения тела из одной точки в другую, то такая сила называется неконсервативной (или диссипативной). Типичные неконсервативные силы – силы трения.

Потенциальное поле, консервативное поле, векторное поле, циркуляция которого вдоль любой замкнутой траектории равна нулю. Если Потенциальное поле — силовое поле, то это означает равенство нулю работы сил поля вдоль замкнутой траектории. Для Потенциальное поле а (М) существует такая однозначная функция u (М) (потенциал поля), что а = grad u (см. Градиент). Если Потенциальное поле задано в односвязной области W, то потенциал этого поля может быть найден по формуле
,
в которой AM — любая гладкая кривая, соединяющая фиксированную точку А из W с точкой М, t — единичный вектор касательной кривой AM и / — длина дуги AM, отсчитываемая от точки А. Если а (М) — Потенциальное поле, то rot a = 0 (см. Вихрь векторного поля). Обратно, если rot а = 0 и поле задано в односвязной области и дифференцируемо, то а (М) — Потенциальное поле Потенциальными являются, например, электростатическое поле, поле тяготения, поле скоростей при безвихревом движении.

Потенциальная энергия — скалярная физическая величина, характеризующая способность некого тела (или материальной точки) совершать работу за счет своего нахождения в поле действия сил. Другое определение: потенциальная энергия — это функция координат, являющаяся слагаемым, и описывающая взаимодействие элементов системы.

Зако́н Гу́ка — уравнение теории упругости, связывающее напряжение и деформацию упругой среды. Для тонкого растяжимого стержня закон Гука имеет вид:

Здесь — сила натяжения стержня, — абсолютное удлинение (сжатие) стержня, а называется коэффициентом упругости (или жёсткости).

Коэффициент упругости зависит как от свойств материала, так и от размеров стержня. Также при расчёте прямых стержней применяют запись закона Гука в относительной форме:

 

 

Вопрос 8

Консервативные и диссипативные силы. Потенциальное поле. Потенциальная энергия гравитационной силы. Работа по поднятию тела.

Консервативная сила – сила, работа которой не зависит от формы траектории, а зависит только от начальной и конечной точки приложения сил.

Диссипативная сила – сила, при действии которой на механическую систему её полная механическая энергия убывает (т.е. диссипирует), переходя в другие, немеханические формы энергии, например, в теплоту.

Потенциальное поле – векторное поле, которое можно представить как градиент некоторой скалярной функции координат (потенциала).

Потенциальная энергия – скалярная физическая величина, характеризующая способность некого тела (или материальной точки) совершать работу за счет своего нахождения в поле действия сил.

Работа – физическая величина, являющаяся скалярной количественной мерой действия сила или сил на тела или систему, зависящая от численной величины, направления силы и от перемещения точки тела или системы.

 

 

Вопрос 9

Полная механическая энергия. Закон сохранения механической энергии. Работа в замкнутой системе и работа под действием внешних сил.

Полная механическая энергия – сумма кинетической и потенциальной энергии всех тел, входящих в систему.

Формулировка закона сохранения механической энергии. Полная механическая энергия, т.е. сумма потенциальной и кинетической энергии тела, остается постоянной, если действуют только силы упругости и тяготения и отсутствуют силы трения.

Работа - физическая величина, численно равная произведению силы на перемещение в направлении действия этой силы и ей же вызванное A = F * S. Если перемещение по направлению не совпадает с направлением действия силы, то появляется косинус угла.

 

 

Вопрос 10

Момент инерции материальной точки, системы и твердого тела. Формула расчета моментов инерции разных симметричных тел. Теорема Штейнера.

Момент инерции – скалярная физическая величина, мера инертности во вращательном движении вокруг оси, подобно тому, как масса тела является мерой его инертности в поступательном движении.

Теорема Штейнера:

Момент инерции тела относительно какой-либо оси равен моменту инерции относительно параллельной оси, проходящей через центр инерции, сложенной с величиной m*(R*R), где R - расстояние между осями.

Угловое ускорение, которое тело приобретает под действием момента сил, прямо пропорционально результирующему моменту всех внешних сил, приложенных к телу, и обратно пропорциональна моменту инерции тела относительно некоторой оси.

 

Вопрос 11

Момент силы. Основное уравнение динамики вращающегося твердого тела. Условия равновесия твердого тела.

Момент силы – векторная физическая величина, равная произведению радиус-вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы.