5.Закон сохранения импульса

Совокупность взаимодействующих N тел называется системой тел. Внешние силы - это силы, действующие на тела системы со стороны тел, не входящих в неё. Внутренние силы - это силы, возникающие в результате взаимодействия тел, входящих

в систему. Закон сохранения импульса может быть выведен из законов Ньютона. Он выполняется только в замкнутой системе тел. Замкнутой системой тел называют систему, на которую не действуют внешние силы.

Идеальной замкнутой системы нет, но в ряде слу-чаев внешние силы настолько малы по сравнению с внутренними, что ими можно пренебречь. Рассмотрим замкнутую систему, состоящую из двух материальных точек. Обозначим массу первой точки m₁, её скорость до взаимодействия v₁, после взаимодействия v₂; соответственно второй точки m₂, её скорости до и после взаимодействия v₁ и v₂. Согласно второму закону Ньютона, можно записать:

С кладывая эти уравнения, получим следующее выражение:

Так как F₁ и F₂ - это внутренние силы системы двух материальных точек, то по третьему закону Ньютона

Дифференциал равен нулю только от постоянной величины, поэтому

Последнее равенство выражает закон сохранения импульса, который формулируется следующим образом:

полный импульс замкнутой системы тел постоянная величина, т.е. со временем не меняется или внутренние силы системы не могут изменить полного импульса замкнутой системы.

6 . Различные виды сил в механикеПри изучении механических процессов рассматриваются различные силы, отличающиеся своим происхождением. Гравитационное взаимодействие. Закон всемирного тяготения формулируется следующим образом: Любые две материальные точки взаимодействуют с силой, пропорциональной произведению их масс и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними:

 Силы упругости. Под действием силы тело может деформироваться. При этом внутри деформированного

тела возникает противодействующая сила, равная по величине деформирующей силе и называемая силой упругости или упругой силой. Опыт показывает, что величины упругой силы и смещения пропорциональны друг другу, т.е.

где k - коэффициент упругости, зависящий от свойств материала тела. Это соотношение называется законом Гука.

Знак минус указывает на противоположность направлений упругой силы и смещения.

Сила трения. Эти силы вызываются взаимодействием мо лекул соприкасающихся тел. Силы трения направлены вдоль соприкасающихся поверхностей и зависят от относительной скорости, при чем они всегда направлены в сторону, противо положную скорости. Приближенно можно записать

где - нормальная составляющая сжимающей

силы, - коэффициент трения.

7. Работа и мощность в физике работа имеет строго определённый смысл. Если мы прикладываем к телу силу и

перемещаем его на определённое расстояние, то говорят, что совершается работа.

Работа, совершаемая постоянной (как по величине, так и по направлению) силой при перемещении тела определяется

,

где F - постоянная сила, S - результирующее перемещение, ά - угол между направлениями силы и перемещения Работа – это скалярная величина. Если вектор силы и направление перемещения

о бразуют острый угол ( ), то работу считают положительной. Если угол - тупой

( ), то работа отрицательна. При работа равна нулю, т.е. сила, действующая

перпендикулярно к перемещению тела, работы не производит.

Во многих случаях в процессе движения сила меняется по величине или направлению.

Допустим, материальная точка движется по траектории, изображенной на рисунке 2.5, при этом в разных точках траектории сила, дейс вующая на материальную точку различна по направлению и величине.

Если сила не постоянна, то производимое при движении приращение работы на бесконечно малом отрезке

пути dr запишется в виде dA = (F,dr).

Полная работа, производимая при перемещении тела из точки C в точку D, равна

Единицей измерения работы является джоуль (Дж).Джоуль представляет собой, работу движущей силы в 1 ньютон на отрезке пути в 1 метр: 1Дж = 1Н * 1м Для характеристики скорости выполнения работы вводят понятие мощности.

Мощность – это физическая величина численно равная работе, совершенной в единицу времени:

Единица мощности – 1ватт (Вт). 1Вт = 1 Дж/с.