22. Імпульс мт та повний імпульс механічної системи. Закон збереження імпульсу.

Моментом імпульсу матеріальної точки відносно нерухомої точки називається векторний добуток:

L_i=r_i×m_iv_i

Момент L_i=r_im_iv_i sin α ,

де α- кут між векторами r_i і v_i

Закон збереження імпульсу полягає в наступному: момент імпульсу системи тіл не змінюється з часом, якщо сумарний момент зовнішніх сил рівний 0. Оскільки М=∑ r_j ×F_j,, то це може бути не тільки в замкнутій або ізольованій системі, але і в незамкнутій, коли або r_j=0, або плечи сил дорівнює 0.

23. Третій закон Ньютона.

Формулювання: Сили, що виникають при взаємодії двох тіл, є рівними за модулем і протилежними за напрямом.

Математично це записується так

,

де - сила, що діє на перше тіло з боку другого тіла, а - навпаки, сила, що діє з боку першого тіла на друге тіло.

Суперечливого формулювання «на всяку дію є рівна протидія» слід уникати.

Закон у сформульованій формі є справедливим для усіх фізичних сил, хоча існують деякі особливості формулювання цього закону в застосуванні до сил електромагнітного поля.

23. Пружна деформація. Закон Гука. Модуль Юнга. Енергія деформованої пружини.

Пружність — це здатність деформованих тіл відновлювати початкові форму і об’єм за умови припинення зовнішньої дії.

Сили пружності виникають при деформуванні тіл і напрямлені протилежно до сил, які викликають деформацію.

Сила пружності за модулем прямо пропорційна зміні довжини тіла : , де k — жорсткість тіла, що деформується (пружини). Ця формула — один із виразів закону пружності твердих тіл, що його відкрив у 1660 р. англійський фізик Роберт Гук.

Нехай стрижень із пружного матеріалу початковою довжиною і початковою площею поперечного перерізу здеформували так, що він має і . Відносним видовженням  стрижня називається відношення .

Механічне напруження, що виникає у стрижні, — це відношення сили пружності до площі S 0: .

Закон Гука при невеликих видовженнях констатує пряму пропорційність між s i e: , тобто механічне напруження в тілі при його деформації в межах пружності прямо пропорційне відносному видовженню.

Коефіцієнт пропорційності Е називається модулем пружності, або модулем Юнга (на честь англійця Томаса Юнга). 

25. Робота та потенціальна енергія. Зв'язок сили з потенціальною енергією мт. Розрахунок роботи.

Потенціальна енергія — частина енергії фізичної системи, що виникає завдяки взаємодії між тілами, які складають систему, та із зовнішніми щодо цієї системи тілами, й зумовлена розташуванням тіл у просторі. Разом із кінетичною енергією, яка враховує не тільки положення тіл у просторі, а й рух, потенціальна енергія складає механічну енергію фізичної сиcтеми.

Потенціальна енергія матеріальної точки визначається як робота з її переміщення із точки простору, для якої визначається потенціальна енергія у якусь задану точку, потенціальна енергія якої приймається за нуль. Потенціальна енергія визначається лише для поля консервативних сил.

Потенціальна енергія здебільшого позначається літерами U або V.

Залежність потенціальної енергії матеріальної точки від просторових координат утворює скалярне поле .

Сила, яка діє на частку в полі , визначається, як

Повна енергія матеріальної точки є сумою потенціальної та кінетичної енергій. Для фізичної системи, що сладається з багатьох тіл повна енергія є сумою потенціальних та кінетичних енергій її складових, однак при цьому жодна взаємодія не повинна враховуватися двічі:

,

де K_i - кінетична енергія i-того тіла системи, V_ij - потенціальна енергія j-го тіла завдяки взаємодії з i-тим.

Фізичні сили, для яких можна впровадити потенціальну енергію називаються потенціальними силами.

Робота зазвичай позначається латинською літерою A, й має розмірність енергії. У системі СІ робота вимірюється в Джоулях,

.

Згідно з цією формулою роботу здійснює тільки складова сили, яка паралельна переміщенню. Сила, яка перпендикулярна переміщеню, роботи не здійснює.

У випадку, коли тіло рухається по криволінійному контуру C, для знаходження роботи використовують таку формулу

У термодинаміці при зміні об'єму тіла на величину dV під дією тиску P над тілом виконується робота .