3. Закон инерции Галилея. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея.

Свободное тело – тело не взаимодействующие с другими телами.

Закон Галилея: Свободное тело движется равномерно прямолинейно.

Инерциальная система отсчета – система отсчета, которая движется равномерно, прямолинейно.

Мерой инерциальности и неинерциальности можно считать наличие у систем отсчета ускорений.

Примером реальной инерциальной системы отсчета можно считать «неподвижные» звезды.

Принцип относительности Галилея – все законы механики инвариантны(неизменны, равноценны) относительно ИСО

Преобразования Галилея:

;

В классической механике время абсолютно

Следствия из преобразований Галилея:

1. . Продифференцируем: , t’=t

- классический закон сложения скоростей

2. Продифференцируем:

→ – в разных ИСО ускорение одинаково.

3. 

вычтем выражения:

Кинематические инварианты преобразований Галилея

1)t’=t2) a’=a3)l’=l

4. Импульс. Закон сохранения импульса. Центр инерции системы материальных точек.

Свойства импульса:

1. векторная величина

2. аддитивная величина

3. зависит от выбора СО

Закон сохранения импульса – импульс в замкнутой системе тел постоянен

ЗСИ является фундаментальным законом физики, является следствием однородности пространства.

Применим ЗСИ для следующих ситуаций:

1. система тел состоит из одного тела: – свободное тело, первый закон Ньютона

2. Есть внешнее воздействие на систему →

Возьмем производную по времени:

, где F – сила – мера внешнего взаимодействия.

Свойства силы:

1. векторная величина

2. для сил действует принцип суперпозиции или принцип независимости действия сил. . Действие одной силы можно заменить действием другой:

- закон изменения импульса и второй закон Ньютона, динамический закон движения тела

=ma=F

, Fdt –импульс силы

3. 2 тела в системе

, продифференцируем:

Если частицы между собой взаимодействуют

– третий закон Ньютона

(i≠j)– сумма внутренних сил в замкнутой системе тождественна=0 на основании законов Ньютона и принципа независимости действия сил.

Центр инерции (масс) системы тел.(материальных точек):

Центр масс(центр тяжести): – отношение суммы произведений массы на радиус вектор к сумме масс точек

1. Система замкнута . Продифференцируем:

→ ,

Система не замкнута

1. 

5) Закон изменения импульса. Сила. Второй и третий законы Ньютона.

Применим ЗСИ для следующих ситуаций:

1. система тел состоит из одного тела: – свободное тело, первый закон Ньютона

2. Есть внешнее воздействие на систему →

Возьмем производную по времени:

, где F – сила – мера внешнего взаимодействия.

Свойства силы:

1. векторная величина

2. для сил действует принцип суперпозиции или принцип независимости действия сил. . Действие одной силы можно заменить действием другой:

- закон изменения импульса и второй закон Ньютона, динамический закон движения тела

=ma=F

, Fdt –импульс силы

3. 2 тела в системе

, продифференцируем:

Если частицы между собой взаимодействуют

– третий закон Ньютона

(i≠j)– сумма внутренних сил в замкнутой системе тождественна=0 на основании законов Ньютона и принципа независимости действия сил.

Силы в природе:

1. сила тяжести

→ , поле однородно, g – напряженность гравитационного поля

2. Силы упругости

3. Сила Стокса ; при не очень больших скоростях

 – коэффициент, зависящий от формы тела и от свойств среды; v_отн – скорость относительно среды

4. Сила динамического сопротивления при больших скоростях

Сила скольжения ; F_н – сила нормальной реакции