Импульс тела, закон сохранения импульса и его применение.

Система единиц- СИ.

Изучение физических явлений и процессов связано с измерением физических величин. Измерить физическую величину — это значит сравнить ее с такой же физической величиной, условно принятой за единицу.

Для каждой величины можно было бы выбрать свою единицу независимо от других величин. Но целесообразно поступить иначе — единицы нескольких величин (их называют основными единицами) установили независимо, а остальные — выразили через эти единицы, используя формулы.

Например, скорость выражается через две независимые величины —длину и время. Те единицы, которые устанавливаются с помощью формул, связывающих их с основными единицами, называются производными единицами.

Совокупность основных и производных единиц называют системой единиц.

В 1960 г. XI Генеральной конференцией по мерам и весам в Париже была принята и в последующие годы дополнена и уточнена Международная система единиц СИ. Она состоит из семи основных единиц: метр (м) — единица длины;

килограмм (кг) — единица массы;

секунда (с) — единица времени;

ампер (А) — единица силы электрического тока;

кельвин (К) — единица термодинамической температуры;

кандела (кд) — единица силы света;

моль (моль) — единица количества вещества

Дополнительными единицами Си являются: радиан (рад) – единица плоского угла и стерадиан
(ср) – единица объемного угла. Используя формулы, можно получить единицы измерения для любых физических величин. Например: =

 

2) Основные понятия механики:

Механика – раздел физики, изучающий механическое движение.

Механическим движением называется изменение положения тела в пространстве с течением времени.

Основная задача механики — определение положения тела в пространстве в любой момент времени.

Каждое тело имеет определенные размеры. Однако оказывается, что нет необходимости указывать положение каждой точки тела, если все точки тела движутся одинаково. Движение тела, при котором все его точки движутся одинаково, называется поступательным движением. При поступательном движении тела достаточно описать движение только одной точки этого тела.

Размерами тела, движущегося поступательно можно пренебречь и считать его материальной точкой. Материальная точка отличается от тела тем, что у нее нет размеров.

Материальной точкой называется тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь. Тело можно рассматривать как материальную точку, если его размеры малы по сравнению с расстоянием, которое оно проходит, или по сравнению с расстоянием от него до других тел.

Космический корабль, пролетающий около восьми километров за одну секунду, при наблюдении с Земли можно рассматривать как материальную точку. Космонавт, находящийся в корабле, не может считать его материальной точкой.

Для описания движения тела необходимо ввести понятия траектории, пройденного пути и перемещения.

Траектория – это линия по которой движется тело. Траектория может быть прямолинейной и криволинейной.

Путь пройденный точкой, равен длине траектории. Путь — скалярная величина.

Перемещение — вектор, соединяющий начальное положение точки с ее конечным положением.

Международной единицей измерения пути и перемещения является метр (м).Положение тела в пространстве можно определить только относительно других тел, поэтому для описания движения необходима система отсчета.

Система отсчета состоит из тела отсчета, системы координат, способа отсчета времени.

Скорость - это перемещение, совершаемое за единицу времени.(м/с)

Ускорение - это изменение скорости за единицу времени.(м/с²)

3) Виды движения:

Движение можно различать по форме траектории – прямолинейное (траектория прямая линия) и криволинейное (траектория кривая).

Движение может отличаться по скорости – равномерное, равноускоренное, неравномерное.

Равномерное - движение, при котором точка за любые промежутки времени совершает одинаковые перемещения.

Равноускоренное – движение при котором тело за равные промежутки времени изменяет скорость одинаково.

Неравномерное - движение при котором перемещения точки за равные промежутки времени не одинаковы, называют неравномерным движением. Для характеристики неравномерного движения используют среднюю скорость

Основы динамики

Инерция - это явление сохранения скорости не изменой при отсутствии внешних воздействий. При резком торможении автобуса пассажиры продолжают двигаться по инерции вперед.

Инертность - это свойство тел по-разному изменять свою скорость при внешних воздействиях.

Со свойством инертности связана масса тела. Масса тела – это мера инертности. Чем тяжелее тело, тем сложнее изменить его скорость, тем оно инертнее. Тяжелый камень труднее остановить, чем воздушный шарик, но и заставить двигаться воздушный шарик можно легким прикосновением руки.

Тело изменяет свою скорость, если на него действуют другие тела.

Сила -это мера воздействия одного тела на другое.

Сила равна F = ma

 

Три закона Ньютона:

Вся динамика базируется на трех основных законах, сформулированных впервые Ньютоном в 1686 году в книге «Математические начала натуральной философии»:

1закон (закон инерции)

-существуют такие системы отсчета,относительно которых тело сохраняет свою скорость неизменной, если на него не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано.

В этом случае тело движется равномерно и прямолинейно или покоится.

2закон (основной закон динамики материальной точки)

-ускорение, приобретенное телом, прямо пропорционально силе, действующей на тело, и обратно пропорционально его массе. а = F / m

3закон (закон противодействия)

-сила действия равна силе противодействия(или с какой силой одно тело действует на второе с такой же по величине, но противоположно направленной силой второе тело действует на первое).

F₁₂ = - F₂₁

5) Силы в природе:

Сила всемирного тяготения:

Сила, с которой все тела притягиваются друг к другу, называется силой всемирного тяготения. Обозначается буквой F_в.т Рассчитывается по формуле:

F_в.т= G(m₁*m₂)/R²

Направлена вдоль прямой, соединяющей центры тел.

Сила тяжести:

Сила, с которой все тела притягиваются к Земле называется силой тяжести. Обозначается буквой F _тяж Рассчитывается по формуле: F _тяж = mg

Направлена вертикально вниз. (к центру Земли)

Вес тела:

Сила, с которой тело давит на опору или подвес вследствие своего притяжения к земле, называется весом тела. Обозначается буквой Р

Направлена вниз перпендикулярно поверхности.

Сила реакции опоры:

Сила, с которой опора реагирует на воздействие тела называется силой реакции опоры. Обозначается буквой N. Рассчитывается по формуле: N = - Р

Направлена перпендикулярно поверхности вверх.

Сила упругости:

Сила, возникающая при деформации тела называется силой упругости.

Обозначается буквой F упр Рассчитывается по формуле: F_упр= -Кх, где K – коэффициент упругости, х – абсолютная деформация.

Направлена сила упругости в сторону противоположную деформации.

Сила трения:

Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, называется силой трения. Обозначается буквой Fтр.

Рассчитывается по формуле: Fтр= μN, где μ – коэффициент трения, N- сила реакции опоры.

Направлена в сторону противоположную движению.

Сила тяги:

Сила, приводящая тело в движение за счет работы механизмов, называется силой тяги.

Обозначается F_тяги. Направлена в сторону движения тела.

Если на тело действует только сила тяжести, то оно совер­шает свободное падение. Следовательно, свободное падение — это движение тела в безвоздушном пространстве (вакууме) под действием только силы тяжести.

Свободное падение — это равноускоренное движение, так как вблизи поверхности Земли оно происходит под действием постоянной по модулю и направлению силы тя­жести.

Ускорение свободного падения на уровне поверхности Земли на данной географической широте для всех тел одинаково: на полюсе g =9,83 м/с², на экваторе g =9,78 м/с², среднее зна­чение g=9,8 м/с².

Ускорение свободного падения можно высчитать для любой планеты, если воспользоваться формулой

g = G M_{планеты} / R² _{планеты}

Весом тела называется сила, с которой тело действует на опору или подвес вследствие своего притяжения к Земле.

Вес тела равен по величине и противоположно направлен силе реакции опоры. Эти силы исходя из 3 закона Ньютона являются парными силами P = - N

Вес тела направлен перпендикулярно поверхности вверх.

Вес тела, движущегося с ускорением вверх или вниз изменяется. При движении вверх Р= m(g + a). При движении вниз вес уменьшается P = m(g – a).

При движении тела вниз с ускорением свободного падения тело находится в состоянии невесомости, т.е. вес такого тела = 0.

Импульс тела, закон сохранения импульса и его применение.

Импульс – это количественная характеристика движения равная произведению массы тела на его скорость.

p = m v

Импульс- это вектор, направление которого совпадает с направлением движения тела. Единицы измерения кг^.м / с

При взаимодействии тел в замкнутой системе выполняется закон сохранения импульса:

– сумма импульсов замкнутой системы остается постоянной.

p₁+p₂+p₃=const

Замкнутой называется система в которой тела взаимодействуют только между собой.

Примером закона сохранения импульса являются любые упругие и неупругие удары (столкновения шаров в бильярде),прыжок человека с тележки, отдача ружья при выстреле, реактивное движение.

Реактивное движение – это движение ракеты за счет выброса продуктов сгорания топлива. По закону сохранения импульса