Шарики достигают горизонтальной поверхности одновременно. Время полета шарика в случаях, изображенных на рисунках 151 и 152, одинаково! Оно равно и не зависит от начальной скорости. Выяснить это можно на опытах, измеряя по показаниям динамометра силу, с которой поток газа или жидкости действует на тело (рис. 144). Она возникает при перемещении одного тела по поверхности другого.
- Система отсчета, относительно которой свободное тело не сохраняет скорость движения неизменной, называется неинерциальной.
- В то же время трение деталей при работе механизмов (валов в подшипниках, шарнирных соединений и т. д.) является вредным.
- В состоянии длительной невесомости находится экипаж орбитальной станции (рис. 167, б).
- Изменение кинетической энергии тела равно работе равнодействующей всех сил.
- Это значит, что тела взаимодействуют друг с другом парами.
Ускорение свободного падения на планетах
Понятие «центр тяжести» мы рассмотрим в следующем разделе. Это основной закон динамики — второй закон Ньютона. Из формулы (3) следует, что направления ускорения и результирующей силы совпадают. В первом законе Ньютона заключена важнейшая идея механики. Действовать на тело силой необходимо не для того, чтобы сохранить его скорость постоянной, а для того, чтобы изменить ее.
Масса
На рисунке 130, а, б представлены графики зависимости силы упругости от деформации и от х. Прямолинейность графиков выражает прямую пропорциональную зависимость силы упругости от и от х. Жесткость тела зависит от материала, из которого оно изготовлено, от формы и размеров тела, от его температуры. Жесткость тела постоянного поперечного сечения (шнура, проволоки и т. д.) прямо пропорциональна площади сечения и обратно пропорциональна длине тела. Как при растяжении шнура, так и при сжатии пружины в ответ па действие деформирующей силы возникала противодействующая ей сила упругости (рис. 128 и 129).
Силы трения. Силы сопротивления среды
Например, после того, как груз сняли с пружины, её длина в недеформированном состоянии не изменилась. При упругой деформации тела возникает сила, которая стремится восстановить прежние размеры и форму тела. Простейшим видом деформации является деформация одностороннего растяжения или сжатия. Ньютоновская формулировка законов движения справедлива только в инерциальных системах отсчета (ИСО). ИСО – система отсчета, связанная с телом, движущимся по инерции (равномерно и прямолинейно). Понятие “сила” является основополагающим в динамике.
Вращательное движение
Наиболее же общие свойства макроскопических систем изучает термодинамика, достижения которой учитываются в механике.
Моделью движения тела, брошенного под углом к горизонту, может служить движение капель, образующих водяную струю. Проведем опыт на установке, показанной на рисунке 157. В открытом сосуде находится подкрашенная вода. Струя образуется с помощью гибкого шланга, снабженного наконечником.
И когда мы видим, что какое-то тело движется, то мы можем наблюдать другие тела, которые на него действуют. Другое тело может притягивать, отталкивать или действовать на тела с большого расстояния (например, действие магнита на стальной шар). Если отпустить тело, поднятое на определенную динамика курса золота в сбербанке высоту над землей, оно упадет вниз. Во всех этих экспериментах изменение скорости тела (то есть ускорение) всегда возникает от воздействия другого тела. Это выражение является наиболее важным заключением Ньютоновской механики. Процесс взаимного действия тел друг на друга называется взаимодействием.
В ответ на это дорожное покрытие действует па них с силой, имеющей горизонтальную составляющую, направленную вперед. Лодка (рис. 120), корабль отталкиваются от воды, самолет — от воздуха (или от реактивной струи). Это утверждение носит название третьего закона Ньютона. Он выполняется для тел любых масс, размеров, формы и состава вещества. Мы часто вместо слова «масса» говорим «вес», а слова «массивный» и «тяжелый» считаем синонимами.
- Возникает при движении тела в жидкости или газе и направлена против скорости движения.
- В технике часто применяются спиралеобразные пружины.
- Такое движение совершают, например, волейбольный мяч; артиллерийский снаряд и др.
- Значит, при упругих деформациях сжатия и растяжения модуль силы упругости прямо пропорционален изменению длины тела.
Орбита геостационарного спутника — окружность, лежащая в экваториальной плоскости Земли (рис. 164). Период обращения такого спутника совпадает с периодом вращения Земли вокруг своей оси (). Значение гравитационной постоянной можно определить экспериментально. Впервые такой опыт был проведен Генри Кавендишем в 1798 г.
Алгоритм решения задач по динамике
Опыты показывают, что относительно поезда, самолета, автобуса и т. Д., имеющих в системе отсчета «Земля» постоянную скорость, любое тело ведет себя точно так же, как и относительно Земли. В каких системах отсчета выполняется второй закон Ньютона? В § 15 мы выяснили, что если система неинерциальна, то при результирующей ускорение тела Но согласно второму закону Ньютона при ускорение должно быть равно нулю. Значит, второй закон Ньютона выполняется только в инерциальных системах отсчета. В нашем опыте направления ускорения и силы совпадали (рис. 108).
Динамика позволяет предсказать движение объектов и оценить воздействие сил на них.4. Она также изучает поведение тел при взаимодействии с другими объектами и окружающей средой.5. Динамика имеет широкое применение в различных областях, включая физику, инженерию, астрономию и другие науки. Одним из основных законов динамики является второй закон Ньютона, который гласит, что сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение.
Ускорение, полученное телом, прямо пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально массе тела. Коэффициент пропорциональности μ поэтому называют также коэффициентом трения скольжения. Коэффициент трения μ – величина безразмерная.
Потенциальная энергия при действии силы упругости равна половине произведения коэффициента жёсткости на квадрат удлинения тела по сравнению с его недеформированным состоянием. Единица для измерения потенциальной энергии любого вида – 1 Дж. Закон Гука устанавливает пропорциональность модуля силы упругости модулю удлинения тела, если его деформация является упругой. Коэффициентом пропорциональности служит коэффициент жёсткости тела.
Кинетическая энергия тела, перемещающегося в пространстве без вращения, равна половине произведения его массы на квадрат скорости. Первый закон Ньютона утверждает, что существуют инерциальные системы отсчёта, относительно которых тела сохраняют скорость постоянной, если на них не действуют другие тела. Так, при столкновении тележки действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению (рис. 32). Таким образом, масса — это скалярная физическая величина, являющаяся количественной мерой инертных и гравитационных свойств тела.
Такая совокупность называется механической системой материальных точек. Происхождение сил в механике не рассматривается, а изучается только их действие на движущиеся объекты. В отличие от статики в динамике как активные силы, так и реакции связей могут быть переменными. Второй закон Ньютона определяет уравнение движения материальной точки в векторной форме. Его используют для нахождения проекций сил и ускорений на оси прямоугольной декартовой системы координат.
Приложена к поверхности соприкосновения тела с опорой и направлена по касательной к ней в сторону противоположную той, куда тянут, или пытаются тянуть тело другие силы. Если в кинематике только описывается движение тел, то в динамике изучаются причины этого движения под действием сил, действующих на тело. Изменение кинетической энергии тела равно работе равнодействующей всех сил.
Recent Comments