Кинетическая энергия поступательного и вращательного движения тела. Закон сохранения и изменения механической энергии.
– кинетическая
энергия при поступательном
движении
Свойства кинетической энергии:
алгебраическая величина
скалярная величина
существенно положительная величина
зависит от выбора СО
аддитивная величина
Кинетическая энергия вращательного движения тела
dA=dT
Закон сохранения и изменения механической энергии
а) частица находится в поле консервативных сил(потенциальном поле)
;
;
,
значит частица в потенциальном поле
сохраняет свою полную механическую
энергию
б) Система частиц, взаимодействующих между собой с помощью консервативных сил
;
Это справедливо и для системы частиц, находящихся во внешнем потенциальном поле и взаимодействующих между собой с помощью консервативных сил
Т.е. выполняются 2 условия:
1) взаимодействие с помощью консервативных сил
2) нахождение в потенциальном поле
в) Пусть в замкнутой системе частиц имеется взаимодействие с помощью консервативных и неконсервативных сил, тогда
;
– работа внутренних неконсервативных
сил всегда отрицательна
Внутренние неконсервативные силы в замкнутой системе приводят к убыванию полной механической энергии
Закон сохранения энергии связан с однородностью времени.
Классический гармонический осциллятор. Математический и физический маятник. Квазиупругие силы.
Гармонический осциллятор
П
оложение
x=0
– пружина не деформирована
=>
C1
запишем в виде: (где A
– амплитуда)
переобозначим
С2=φ0
– закон гармонического
колебательного движения
Постоянные А и φ0 можно найти из начальных условий:
x(t=0)=x0=A sin φ0
Физический маятник - Абсолютно твердое тело, совершающее колебания под действием силы тяжести вокруг неподвижной горизонтальной оси, не проходящей через центр тяжести
О
– точка подвеса, С – центр масс.
;
Колебания ангармонические
sin≈ при небольших углах
Такие колебания называют квазиупругими
Математический маятник:
Квазиупругая сила – сила, направленная к положению равновесия и зависящая от смещения из этогоположения линейно.
12. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.
Неинерциальные системы отсчета
;
Fи
=ma
– сила инерции
N
+mg≠0
,
где
- ускорение свободного падения в
неинерциальных СО, когда система движется
прямолинейно, равноускоренно.
Силы инерции – фиктивные силы. Они зависят от выбора СО.
Рассмотрим силы инерции во вращающейся СО.
v
r,ω=const
В ИСО тело движется по спирали
– в полярных координатах
,
где
- орты
в полярных координатах,
Возьмем производную:
Скорость света. Измерение скорости света.
Скорость
света c=
Галилей – 1624г.
Опыт
с двумя холмами и фонарями с затворами.
Показал что скорость света бесконечно,
а если конечна, то очень велика. Рассчитать
по формуле:
Рёмер – 1676г. Опыт по спутникам Юпитера
с=215 тыс. км/ч
Брэдли – 1725г.
Абберация звезды в созвездии Дракона( видимый угол) с=284 тыс. км/с
Физо – 1849г. опыт с зеркалом и колесом с зазорами на расстоянии 8 км, с=315 км/с
Майкельсон- 1926 – эфирный ветер
В 2011 году российские физики поставили эксперимент, в котором измерялась скорость электронов движущихся со скоростью света.
- синхрофазотрон
7) Скорость света является предельной для всех материальных объектов, сигналов.
Опыт Бертоцции
Постулаты СТО и их опытное обоснование.
Постулаты:
Все законы физики инвариантны относительно ИСО
Скорость света конечна
. инвариантна относительно ИСО и является предельной скоростью для любых объектов, сигналов и.т.д.