Динамика

Динамика.

Динамика - изучает законы движения тел причины, которые вызывают или изменяют это движение.

Основная задача динамики: установить законов взаимодействия тел друг с другом. Определить влияние этих взаимодействий на механическое движение тел.

Основные понятия и физические величины.

Инерциальная система отсчета – такая система, в которой данное тело, не подверженное воздействию других тел, сохраняет свою скорость постоянной.

Инертность тела – свойство сохранения скорости движения при  отсутствии внешних воздействий (покой частный случай движения со скоростью равной  нулю).

Масса тела – физическая скалярная величина, характеризующая инертность тела, не зависящая от воздействий, в которых участвует тело, и от его скорости. Обозначается m, единица измерения кг.

Равнодействующая сила – геометрическая (векторная) сумма всех сил, действующих на тело:

F1 + F2 + … + Fn = 0

2.1.        Законы Ньютона

Закон Ньютона: Существуют инерциальные системы отсчета, относительно кото­рых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость посто­янной (или покоится), если на него не действуют другие тела (или действие других тел скомпенсировано). Закон Ньютона Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, и обратно пропорционально его массе:

  ma = F1 + F2 + … + Fn

Второй закон Ньютона выполняется только в инерциальной системе отсчета.

Направление ускорения тела совпадает с направлением равнодействующей всех сил, действующих на тело.

Закон Ньютона Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, одной природы, равны по модулю, противоположны по направлению и направлены вдоль одной прямой:

l = -2.

Третий закон Ньютона выполняется только в инерциальной системе отсчета.

Силы взаимодействия двух тел равны по величине, противоположны по направлению и приложены к разным телам.

2.2.        Силы в механике

1. Сила упругости. Закон Тука

Силой упругости называется сила, возникающая при деформации любых твердых тел, а также при сжатии жидкостей и газов.

Деформация – изменение формы и объема тела. Бывают упругие  и пластичные.

Закон Гука.

При малых деформациях  сила упругости прямо пропорциональна величине его абсолютного удлинения и направлена в сторону, противоположную перемещению частиц тела при  деформации:

где Е — модуль Юнга, S — площадь поперечного сечения.

При параллельном соединении пружин:

k пар =  k 1 + k2 …+ kn.

При последовательном соединении:

Сила упругости, действующая на тело со стороны опоры или подвеса, называется силой нормальной реакции опоры или силой натяжения подвеса.

2. Сила трения

1.Сила трения покоя направлена параллельно поверхности сопри-
косновения двух тел, противоположно действующей силе и по моду-
лю равна силе, стремящейся  вывести тело из покоя:

Fтр.  покоя мах  = µ 0 N, где  µ 0 –  коэффициент  трения покоя.

2.        Сила трения скольжения Fтp = µN, где µ — коэффициент трения
скольжения,  N — нормальная реакция опоры.

Закон всемирного тяготения, сила тяжести и вес тела.
Закон всемирного тяготения : 

Две материальные точки притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними:

Для материальных точек массами  m1 и  т2  имеем:

Сила, с которой тело, находящееся вблизи поверхности, притягивает­ся к Земле, называется силой тяжести

Вес тела Р — сила, с которой тело вследствие земного притяжения действует на опору или растягивает подвес.

Искусственные спутники Земли.

Для Земли первая космическая скорость на высоте h над поверхностью Земли:

Для планеты радиусом R и массой М  имеем: