
- •Основные понятия кинематики: система отсчета, относительность движения и покоя, радиус-вектор, вектор перемещения, пройденный путь, кинематические уравнения движения.
- •Скорость (вектор средней скорости, средняя скорость неравномерного движения, скорость в данный момент времени). Проекция вектора скорости на координатные оси.
- •Ускорение (среднее и мгновенное). Проекция вектора ускорения на координатные оси, проекция вектора ускорения на направление касательной к траектории и на направление нормали к касательной.
- •Инерциальные системы отсчета. Взаимодействия и силы. Силы в механике: гравитационная, упругости, трения. Уравнение динамики материальной точки, системы материальных точек.
- •Импульс, его изменение. Центр масс механической системы, закон движения центра масс.
- •Закон сохранения импульса, его связь с однородностью пространства.
- •Механическая работа. Работа силы тяготения и силы упругости. Консервативные и неконсервативные силы. Мощность.
- •Механическая энергия, ее виды. Кинетическая энергия материальной точки, системы материальных точек. Изменение кинетической энергии.
- •Поле консервативных сил. Характеристика поля тяготения. Потенциальная энергия тела в поле тяготения. Потенциальная энергия упруго деформированных тел.
- •Закон сохранения механической энергии, его связь с однородностью времени.
- •Кинематика вращательного движения: вектор элементарного угла поворота, угловая скорость, угловое ускорение. Связь угловых и линейных характеристик при вращательном движении.
- •Момент силы (относительно неподвижной точки, относительно неподвижной оси).
- •Момент импульса материальной точки и системы материальных точек (относительно неподвижной точки, относительно неподвижной оси).
- •Уравнение динамики вращательного движения.
- •Закон сохранения момента импульса, его связь с изотропностью пространства.
- •Работа при вращательном движении.
- •Кинетическая энергия вращающегося твердого тела (ось вращения неподвижна, ось вращения движется поступательно и равномерно).
- •Элементы специальной теории относительности (постулаты сто, относительность времени, сокращение линейных размеров, релятивистская динамика).
Закон сохранения механической энергии, его связь с однородностью времени.
Закон сохранения энергии в механике: механическая энергия замкнутой консервативной системы не изменяется в процессе ее движения:
W = Wk + Wp = const.
закон сохранения энергии является следствием однородности времени, то есть независимостью законов физики от момента времени, в который рассматривается система
Кинематика вращательного движения: вектор элементарного угла поворота, угловая скорость, угловое ускорение. Связь угловых и линейных характеристик при вращательном движении.
Элементарный поворот dφ – аксиальный вектор, модуль которого равен углу поворота dφ, а направление вдоль оси вращения ОО' (см. рис. 1.4) определяется правилом правого винта.
Угловая скорость ω – аксиальный вектор, определяемый производной вектора поворота по времени:
ω=dφ/dt=φ'
Угловое ускорение β – аксиальный вектор, определяемый производной вектора угловой скорости по времени:
β=dω/dt=d2φ/dt2=ω'=φ''
Момент инерции (материальной точки, системы материальных точек, твердого тела). Моменты инерции тел правильной геометрической формы относительно оси, проходящей через центр масс. Теорема Штейнера.
Моментом инерции материальной точки относительно оси вращения называется физическая величина, численно равная произведению массы точки на квадрат расстояния точки до оси вращения.
I = mr2
Моментом инерции механической системы относительно неподвижной оси называется физическая величина, равная сумме произведений масс всех точек системы на квадраты их расстояний до оси вращения.
Моментом инерции твердого тела относительно оси называется скалярная величина, равная сумме произведений массы каждой точки тела на квадрат расстояния от этой точки до оси.
Момент инерции тела относительно произвольной оси АА' равен сумме момента инерции тела относительно оси ОО', проходящей через центр масс тела и параллельной данной оси АА', и произведения массы тела как целого на квадрат расстояния d между осями АА' и ОО'
Момент силы (относительно неподвижной точки, относительно неподвижной оси).
Момент силы — векторная физическая величина, равная векторному произведению радиус-вектора, (проведенного от оси вращения к точке приложения силы — по определению), на вектор этой силы.
Если
имеется материальная точка
,
к которой приложена сила
,
то момент силы относительно
точки
равен
векторному произведению радиус-вектора
,
соединяющего точки
и
,
на вектор силы
:
.
Моментом силы относительно оси называется момент проекции силы на плоскость, перпендикулярную оси, относительно точки пересечения оси с этой плоскостью.
Момент импульса материальной точки и системы материальных точек (относительно неподвижной точки, относительно неподвижной оси).
Момент
импульса материальной точки относительно
точки O определяется векторным
произведением
,
где
—
радиус-вектор, проведенный из точки
O,
—
импульс материальной точки.
Момент
импульса материальной точки относительно
неподвижной оси
равен проекции на эту ось вектора
момента импульса, определенного
относительно произвольной точки O
данной оси. Значение момента импульса
не зависит от положения точки O на оси z.