П.2. Динамические характеристики и уравнения

РАЗДЕЛ 3. ДИНАМИКА МТ.

 

 

Тема 1. Динамические характеристики МТ.

 

П.1. Инерциальные системы отсчета.

Звук

Проблема: Существуют ли особые системы отсчета, в которых физические законы выглядят особенно просто?

 

Решение: Особое место среди всех систем отсчета занимают так называемые инерциальные.

Инерциальными (ИСО) называются системы отсчета, в которых изолированная МТ покоится или движется с постоянной скоростью = const.

 

Вопрос: А можно ли построить такую систему отсчета?

Ответ: Как показала практика, существует, по крайней мере, одна система, в которой выполняется это условие. Тела отсчета в этой системе отсчета – максимально удаленные звезды. Она называется основной.

Для построения других инерциальных систем используют правило, основанное на принципе относительности: любая система отсчета, которая движется с постоянной скоростью относительно любой инерциальной СО, также является инерциальной.

 

Дальнейшее рассмотрение всех процессов проводится только в инерциальных системах отсчета.

 

Механический принцип относительности:

Все законы механики выглядят одинаково, если входящие в них характеристики измерены в одной и той же инерциальной системе отсчета, которая может быть выбрана произвольно.

Следствие: Исследуя механические процессы невозможно выделить абсолютную систему отсчета, которую можно было бы считать абсолютно неподвижной.

 

Дополнение: Другая формулировка механического принципа относительности:

Все законы механики инвариантны относительно преобразований Галилея (при малых скоростях) и преобразований Лоренца (при любых скоростях).

 

Замечание: В дальнейшем мы убедимся, что этому принципу удовлетворяют и основные законы из других разделов физики.

П.2. Динамические характеристики и уравнения.

Звук

Проблема: Существуют ли особые характеристики движения, которые напрямую связаны с характеристиками внешних воздействий (ВВ)?

Решение: Уже знаем некоторые характеристики, которые не меняются в отсутствие ВВ. Пример – скорость МТ.

Динамическими называются особые характеристики движения, для которых в инерциальных системах отсчета быстрота изменения (производная по времени) пропорциональна соответствующей характеристике внешнего воздействия. Обозначим:

А – динамическая характеристика движения (ДХД),

В – характеристика внешнего воздействия (ХВВ).

 

Тогда из определения динамической характеристики следует, что - динамическое уравнение (ДУ) для «А».

Словами: Быстрота изменения со временем любой динамической характеристики движения равна соответствующей характеристике внешнего воздействия.

Общие свойства динамических характеристик:

1) Сохраняемость (неизменность в отсутствие внешних воздействий).

2) Аддитивность (суммируемость).

3) Подчиненность динамическому уравнению.

Общие свойства характеристик внешних воздействий:

1) Суммируемость (подчинение принципу суперпозиции): . Суммарное воздействие на сис-тему равно сумме всех отдельных воздействий.

2) Распределяемость (дистрибутивность). Пояснения представлены на рисунке:

В_ВНЕ