Уравнение вращательного движения.

φ = φ(t)

Полное ускорение - Полное ускорение точки складывается из касательного и нормального ускорения по правилу сложения векторов. Оно всегда будет направлено в сторону вогнутости траектории, поскольку в эту сторону направлено и нормальное ускорение.

Центростремительно ускорение – компонента ускорения точки, характеризующая изменения направления вектора скорости траектории с кривизной.

Тангенсальное ускорение – компонента ускорения, направленная к траектории движения. Характеризующая изменение модуля скорости.

 

 

Вопрос 4

Масса. Импульс. Замкнутые системы. Закон сохранения импульса. Теорема о движении центра масс системы.

Масса – физическая величина, одна из основных характеристик материй, определяющая её инерционные и гравитационные свойства. Масса равна коэффициенту пропорциональности между действующей на тело силой F и вызываемым ею ускорением тела a.

Импульс – векторная физическая величина, характеризующая меру 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.

Замкнутая система – совокупность физических тел, у которых взаимодействия с внешними телами отсутствуют.

Закон сохранения импульса утверждает, что векторная сумма импульсов всех тел или частиц замкнутой системы есть величина постоянная.

Теорема о движении центра масс системы. Уравнение и выражает теорему о движении центра масс системы: произведение массы системы на ускорение ее центра масс равно геометрической сумме всех действующих на систему внешних сил. Сравнивая с уравнением дви­жения материальной точки, получаем другое вы­ражение теоремы: центр масс системы движется как мате­риальная точка, масса которой равна массе всей системы и к которой приложены все внешние силы, действующие на систему.

 

 

Вопрос 5

Виды сил в механике: сила тяжести, сила упругости, сила трения. Четыре вида взаимодействий в природе. Центр масс системы точек.

Сила, с которой Земля притягивает к себе тело, называется силой тяжести. Сила тяжести обозначается буквой F с индексом F_тяж.

Сила упругости – сила, возникающая при деформации тела и противодействующая этой деформации. В случае упругих деформаций является потенциальной. Сила упругости имеет электромагнитную природу, являясь макроскопическим проявлением межмолекулярного взаимодействия. В простейшем случае растяжения/сжатия тела сила упругости направлена противоположно смещению частиц тела, перпендикулярно поверхности. Вектор силы противоположен направлению деформации тела (смещению его молекул).

Трение – один из видов взаимодействия тел. Оно возникает при соприкосновении двух тел. Трение, как и все другие виды взаимодействия, подчиняется третьему закону Ньютона: если на одно из тел действует сила трения, то такая же по модулю, но направленная в противоположную сторону сила действует и на второе тело. Силы трения, как и упругие силы, имеют электромагнитную природу. Они возникают вследствие взаимодействия между атомами и молекулами соприкасающихся тел.

Четыре вида взаимодействия:

1. Электромагнитные взаимодействия – тип фундаментальных взаимодействий, характеризуется участием электромагнитного поля в процессах взаимодействиях.

2. Сильное ядерное взаимодействия – в сильном взаимодействии участвуют кварки и глюоны и составные из них частицы, называемые адронами. Действует в масштабах порядка размера атомного ядра и меньше, отвечая за связь между кварками в адронах и за притяжение нуклонами в ядрах.

3. Слабое взаимодействие – ответственно, в частности, за бета-распад ядра.

4. Гравитационное взаимодействие – описывается законом всемирного тяготения Ньютона, согласно которому сила гравитационного притяжения между телами массы m₁ и m₂, разделенных расстоянием R есть:

 

- гравитационная постоянная, равна 6,673 * 10^-11 м³ / (кг/с²)

Центр масс точек.

В механике Галилея—Ньютона из-за независимости массы от скорости импульс системы может быть выражен через скорость ее центра масс. Центром масс (или центром инерции) системы материальных точек называется воображаемая точка С, положение которой характеризует распределение массы этой системы. Ее ра­диус-вектор равен:

 

Вопрос 6

Работа, энергия и мощность силы в поступательном и вращательном движениях. Кинетическая энергия и работа сил.

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

Энергия — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи и мерой перехода движения материи из одних форм в другие. Введение понятия энергии удобно тем, что в случае, если физическая система является замкнутой, то её энергия сохраняется во времени. Это утверждение носит название закона сохранения энергии.

Мощность. Показывает способность механизма совершать работу за определенное время.