Материальная точка – это тело имеющее массу, но размерами которого можно пренебречь в данной задаче.
Тело отсчета – произвольно выбранное нами тело, относительно которого задаются положения всех остальных тел.
Система отсчета – тело отсчета + система координат + часы.
2 способа задания положения тела в пространстве:
Векторный (радиус вектор из т. 0)
Координатный (x,y,z)
Уравнения движения – конкретная зависимость 3 координат от времени(закон движения).
Траектория движения – это некоторая воображаемая нами кривая(линия) которую оставляет за собой тело при своем движении.
Как найти траекторию? Нужно знать уравнение движения, исключить время и связать между собой координаты и нарисовать на графике.
Перемещение – это вектор, соединяющий 2 точки на траектории (Δ
=
2-
1).Длина пути – расстояние между 2 точками вдоль траектории(ΔS).
Средняя скорость
Мгновенная скорость
– первая производная от радиус вектора
по времени t.
Направление
и
– Направление
совпадает с
.
совпадает с направлением касательной
данной точки.Модуль скорости
.
Производная от длины пути по времени.
2 способа нахождения пути:
Математический.
Координатный (графический).
- площадь фигуры (Геометр. смысл
интеграла).
Среднее ускорение
.
Мгновенное ускорение
Направление
совпадает с
.Тангенц ускорение
отвечает за изменение вектора скорости
только по величине.
(
производная от модуля скорости,
един. вектор в направлении
)
Направление
:
если
направлен в сторону
если
направлен против
если
Нормальное ускорение
,
R
радиус кривизны траектории заданной
точки. Отвечает за изменение вектора
скорости только по направлению.
Направление
.
Направлено к центру воображаемой
окружности и всегда перпендикулярно
к
Формулы для
Угловая скорость (
)
–
векторная величина используется для
описания быстроты и направления
вращения. (
)
Направление определяется по правилу буравчика, ручку буравчика вращают в сторону вращения тела, туда куда пойдет острый конец, туда и вектор
.
всегда перпендикулярен к плоскости
вращения.Связь между
.
Период вращения Т. Период одного оборота.
Частота вращения
– число оборотов в секунду. (
)
3 формулы для
,
T,
n.
Угловое ускорение.
Направление
Если направлен в сторону
Если направлен против
Формулы для
через
вращательные параметры.
I закон Ньютона: любое тело сохраняет свое состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения в отсутствии внешнего воздействия. (1 закон работает не во всех системах отсчета).
ИСО и НИСО: Система где работает I закон, называется ИСО. Система где не работает I закон – НИСО. Дополнительно: Инерциальная система отсчета (ИСО) – либо не подвижна, или движется равномерно и прямолинейно. НИСО – СО движущаяся с ускорением.
II Закон Ньютона:
.
Тело массы m
под действием силы
получает ускорение
в направлении силы. Более общая форма записи II закона:
III Закон Ньютона: 2 МТ взаимодействуют друг с другом с силами:
Направлены
противоположно.
Одинаковые
по величине.Направлены вдоль прямой, соединяющей эти МТ.
Механическая система – совокупность взаимодействующих между собой МТ.
2 вида сил.
Внутренние силы. Они действуют внутри системы. Обозначаются:
не производная)Внешние силы. Они действуют извне (со стороны тел не входящих в систему).
Закон изменения импульса системы
.
Изменение суммарного импульса равно
сумме внешних сил.Замкнутая система – если
(если сумма внешних сил равна нулю), то
система называется замкнутой, если
нет, то открытой.Закон сохранения импульса –
.
Суммарный импульс замкнутой системы
постоянен.Центр масс – это некоторая воображаемая нами точка в пространстве, положение которой определяется радиус вектором
.
Обычно точка С.
.
Скорость и ускорение центра масс
. Если система замкнутая, то ее
.
Видно, что центр замкнутой системы
движется равномерно, либо прямолинейно.Малая механическая работа
Короткая запись:
Большая механическая работа
. Работа А12
связана с кинетической энергией МТ:
Кинетическая энергия МТ, чистая энергия движения, зависит от скорости:
Связь между
и
:
изменение кинетической энергии. Работа
на участке 12, является мерой изменения
кинетической энергии.
Консервативная сила – это сила, работа которой не зависит от маршрута движения. Например:
Сила тяжести 2)Гравитационные силы 3)Кулоновские силы между заряженными силами
Диссипативная сила - это сила, работа которой зависит от маршрута движения. Например:
Сила трения
Сила сопротивления среды
Потенциальная энергия – для консервативных сил можно ввести понятие потенциальной энергии тела u, фактически это энергия взаимодействия двух тел, оно зависит от взаимного расположения 2 тел. (Близко или далеко)
Примеры для u
Свободное падение тела расположенного на высоте h над землей. u=mgh
Потенциальная энергия деформирования пружины.
.
k
- жесткость. x
- величина деформации (сжатое или
разжатое).
Связь между и u.
Полная механическая энергия E=T+u, то есть сумма кинетическая + потенциальная.
Закон изменения полной мех. энергии для произв. системы.
Закон изменения полной мех. энергии для замкнут. системы.
.Закон сохранения полной энергии.
Если
диссипативных сил нет, то
АУУ - это удар когда исходная кинетическая энергия партнеров не затрачивается на их деформацию, и после удара они движутся отдельно.
АНУ – удар, когда исходная энергия партнеров частично затрачивается на их деформацию, и после удара партнеры движутся вместе.
Формулы для u1 и u2
Формула для u при АНУ
Формулы для и
.
2 примера для η при АНУ:
Вся исходная
энергия уходит на деформацию партнеров
(удар молота о наковальню)
Энергия на
деформацию практически не затрачивается
(забивание гвоздя, молотком).
Абсолютно твердое тело – это тело не деформирующееся при вращении.
Момент инерции для системы материальных точек -
Момент инерции для сплошного твердого тела
, где
Моменты инерции для 4-х объектов.
Однородный сплошной цилиндр
:
Полый цилиндр:
Однородный сплошной шар:
Тонкий стержень. Если ось вращение через середину длины (как буква T)
.
Если ось через начало стержня (Г) то
.
