Вопрос 3

При вращательном движении все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой, называемой осью вращения. Для характеристики вращательного движения вводятся следующие кинематические характеристики (рис. 3).

Угловое перемещение  вектор, численно равный углу поворота тела за время и направленный вдоль оси вращения так, что, глядя вдоль него, поворот тела наблюдается происходящим по часовой стрелке.

Угловая скорость  характеризует быстроту и направление вращения тела, равна производной угла поворота по времени и направлена вдоль оси вращения как угловое перемещение.

При вращательном движении справедливы следующие формулы:

; ; .

Угловое ускорение характеризует быстроту изменения угловой скорости с течением времени, равно первой производной угловой скорости и направлено вдоль оси вращения:

; ; .

Период вращения Т – время одного оборота тела, вращающегося с постоянной угловой скоростью.

Частота вращения  – количество оборотов, совершаемых телом за единицу времени.

Угловая скорость может быть выражена следующим образом:

.

Связь между угловыми и линейными кинематическими характеристиками (рис. 4):

Вопрос 4

Дина́мика (греч. δύναμις — сила) — раздел механики, в котором изучаются причины возникновения механического движения. Динамика оперирует такими понятиями, как масса, сила, импульс, энергия.

Динамика, базирующаяся на законах Ньютона, называется классической динамикой.

Законы Ньютона

Первый закон Ньютона: всякое тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока воздействие со стороны других тел не выведет его из этого состояния.

Одновременное действие на тело нескольких сил , ,..., может быть заменено действием результирующей (равнодействующей) силы :

= + +...+ = .

Второй закон Ньютона: скорость изменения импульса тела равна действующей на него силе:

.

Третий закон Ньютона: силы, с которыми действуют друг на друга взаимо­дей­ствующие тела, равны по величине и противоположны по направлению:

,

В опрос 5

Закон сохранения импульса: полный импульс замкнутой системы остается посто­янным.

Для замкнутой системы будут сохраняться и проекции импульса на координатные оси:

.

Если 0, но =0, то будет сохраняться проекция импульса системы на ось Х.

Центр масс Механической системы движется как материальная точка, масса которой равна всей массе системы и на которую действует сила, равная геометрической сумме всех внешних сил, приложенных к точкам системы.

Вопрос 6

Динамика вращательного движения материальной точки это скалярная величина характеризующая инертность точки при вращающем движение и равно произведению массы этой точки на квадрат расстояния от оси вращения

Момент силы относительно точки это Векторное произведение вектора силы и вектора от точки вращения до точки приложения силы.

М=F*d

Момент силы относительно оси — величина алгебраическая, равная проекции на эту ось Момент силы относительно любой точки О оси или же численной величине момента проекции Fxy силы F на плоскость ху, перпендикулярную оси z, взятого относительно точки пересечения оси с плоскостью. Mz= -Fxyh1.

Моментом импульса материальной точки относительно оси Z называется скалярная величина, равная проекции момента импульса относительно произвольной точки, лежащей на оси Z, на эту ось.

Теорема Штейнера: момент инерции тела относительно оси O'O равен сумме момента инерции тела относительно оси, проходящей через центр инерции и параллельной O'O, и произведения массы тела на квадрат расстояния между осями:

.

Момент инерции материальной точки массой m, находящейся на расстоянии r от оси: .