Реактивное движение

Под реактивным движением в узком смысле понимается движение ракет и реактивных снарядов. Под реактивным дви­жением в широком смысле понимается движение тела за счет реакции струи жидкости или газа. В широком смысле винто­вой самолет или морской корабль так же движутся реактивным образом. Вообще, если приглядеться повнимательнее к окру­жающему миру, то мы заметим, что многие виды движения со­вершаются на основе закона сохранения импульса, например, полет птиц, ползание червей и другие.

Подводя итог, отметим, что законы Ньютона являются, по­жалуй, самыми важными законами механики, а вытекающий из них закон сохранения импульса есть один из самых фундамен­тальных законов Природы.

Лекция №3

Разновидности сил, играющих важную роль в механических процессах Классификация фундаментальных взаимодействий, известных современной физике

В повседневном опыте мы встречаемся с разнообразными си­лами. Однако, несмотря на разнообразные названия, которые мы даем различным силам, существуют лишь два вида сил, управляющих движением тел в повседневной жизни — гравита­ционные и электромагнитные силы (или взаимодействия). Од­нако данных взаимодействий недостаточно для описания ядер­ных явлений. Исследование процессов с участием ядер и эле­ментарных частиц показало, что в природе существуют еще два взаимодействия: сильные (ядерные) и слабые.

Гравитационные и электромагнитные взаимодействия явля­ются дальнодействующими (т.е. их действие заметно на боль­ших расстояниях). По этой причине именно они и ответственны за все крупномасштабные макроскопические явления, начиная от явлений повседневной жизни и кончая происходящими в да­леких звездах и галактиках. В данной лекции кратко рассмо­трим некоторые силы.

Сила трения

Сила трения препятствует скольжению соприкасающихся тел друг относительно друга, направлена по касательной к по­верхности соприкасающихся тел и противоположна скорости движения данного тела (рис. 1).

Трение существует и в случае неподвижных тел — трение покоя. Если F_дв < F_{тр ск}, то v = 0. Если F_дв = F_{тр ск}, то a = 0, v = const и тело движется равномерно или покоится. Если F_дв > F_{тр ск}, то тело движется с ускорением.

Трение обусловлено шероховатостью поверхностей тел — взаимодействием этих поверхностей. При очень гладких по­верхностях главной причиной трения становятся межмолеку­лярные силы сцепления.

Рис. 1.

Опыт показывает, что приблизительно F_{тр ск} пропорциональ­на силе нормального давления N, т.е. силе, прижимающей тела друг к другу

F_{тр ск} = N (1)

В случае скольжения тела по горизонтальной поверхности N = тg, а — коэффициент трения. Он зависит от многих при­чин: материала и качества обработки поверхностей, скорости движения, влажности, температуры и т.д. Коэффициент трения величина безразмерная и дается в таблицах. В сельскохозяй­ственной практике на различии основано разделение семян растений. Например, для проса и овса _ов > _пр.

Подбором утла наклона транспортера а добиваются того, чтобы семена проса и овса (рис. 2) ссыпались с разных сторон ленточного транспортера. Там, где трение вредно, его умень­шают, применяя смазку (т.е. заменяя сухое трение жидким — внутренним трением). Другой способ — трение качения (кат­ки, подшипники, колеса). _{тр.кач тр.ск}. Сила трения качения обратно пропорциональна радиусу колеса

F_{тр. кач. = (2)}

Коэффициент измеряется в метрах. По этой причине колеса телег иногда имеют большой радиус.

Сила упругости

С помощью внешней силы (F_деф) тело можно деформировать, т.е. изменить форму и размеры тела. При этом в нем возникает противодействующая сила — сила упругости

F_деф = - F_ynp.

Рассмотрим, например, деформацию одностороннего растяже­ния. Она характеризуется величиной деформации (удлинением) х (рис. 3).

Рис. 3.

При устранении деформирующей силы сила упругости вос­станавливает первоначальную форму и размеры тела (ликвиди­рует деформацию х).

Существует несколько видов деформации: одностороннее ра­стяжение, односторонее сжатие, всестороннее растяжение, все­стороннее сжатие, кручение, сдвиг, изгиб. Каждый вид дефор­мации вызывает соответствующую силу упругости.