Динамика

Первый закон Ньютона устанавливает факт существования инерциальных систем отсчета и описывает характер движения тела в инерциальной системе отсчета.

Его формулировка: всякое тело (точнее, материальная точка) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока внешнее воздействие не выведет его из этого состояния.

• Свойство уединенного тела сохранять свою скорость неизменной, называется инертностью. Величиной, выражающей меру инертности тела, является его масса. Массой тела называют физическую величину, являющуюся мерой его инертности и гравитационных свойств.

• Сила - векторная физическая величина, являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел, в результате которого тело получает ускорение или деформируется. Сила полностью определена, если заданы ее модуль, направление и точка приложения.

• Второй закон Ньютона устанавливает соотношения между силой, массой и ускорением. Его формулировка: Ускорение, полученное телом, прямо пропорционально действующей силе и обратно пропорционально его массе

.

• Третий закон Ньютона говорит о том, что в природе нет и не может быть одностороннего действия одного тела на другое, а существуют лишь взаимодействия. Его формулировка: Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, направлены по одной прямой, равны по модулю, но противоположны по направлению:

Рис. 2.2

.

Силы и приложены к разным телам (рис.2.2).

• Закон сохранения импульса: Импульс замкнутой системы отсчета является величиной постоянной

Например, для системы, состоящей из двух тел, выполняется соотношение:

,

где , - скорости тел после взаимодействия.

• Закон всемирного тяготения: Любые две материальные точки притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними: .

• Сила тяжести - сила, с которой тело притягивается к Земле: .

• С ила упругости, возникающая при упругой деформации, пропорциональна деформации тела (Закон Гука): .

• С

  

  Рис. 2.4

  ила трения скольжения - сила, возникающая при относительном движении соприкасающихся тел и направленная параллельно касательной к поверхности соприкосновения (рис.2.3): , где  - коэффициент трения, N – сила реакции опоры.

Статика

• Момент силы относительно оси вращения О - произведение силы на её плечо: .

• Плечо силы (рис.2.4): - кратчайшее расстояние между осью вращения и линией действия силы.

• Вектор момента силы – векторное произведение радиус-вектора точки приложения силы на вектор силы:

• Если на тело действует несколько сил, не нарушающих его равновесия, то при этом выполняется два условия: а) сумма всех действующих на тело сил равна нулю; б) сумма моментов всех действующих на тело сил равна нулю.

Вращательное движение

• Основной закон вращательного движения - произведение момента инерции тела на угловое ускорение равно моменту силы.

• Момент инерции материальной точки и тонкого кольца .

• Момент инерции диска (цилиндра) , шара .