9 Вопрос.

Неинерциальные системы отсчета- Неинерциа́льная систе́ма отсчёта — система отсчёта, к которой не применим закон инерции (говорящий о том, что каждое тело, в отсутствие действующих на него сил, движется по прямой и с постоянной скоростью), и поэтому для согласования сил и ускорений в которой приходится вводить фиктивные силы инерции. Всякая система отсчета, движущаяся с ускорением относительно инерциальной, является неинерциальной.

Силы инерции — силы, обусловленные ускоренным движением неинерциальной системы отсчета (НСО) относительно инерциальной системы отсчета (ИСО). Основной закон динамики для неинерциальных систем отсчета:  , где   — сила, действующая на тело со стороны других тел;

  — сила инерции, действующая на тело относительно поступательно движущейся НСО.   — ускорение НСО относительно ИСО. Она появляется, например, в самолете при разгоне на взлетной полосе;

  — центробежная сила инерции, действующая на тело относительно вращающейся НСО.   — угловая скорость НСО относительно ИСО,   — расстояние от тела до центра вращения;

  — кориолисова сила инерции, действующая на тело, движущееся со скоростью   относительно вращающейся НСО.    — угловая скорость НСО относительно ИСО (вектор направлен вдоль оси вращения в соответствии с правилом правого винта).

10 Вопрос.

Работа и мощность-

Работа электрического тока показывает, сколько электрической энергии, т. е. энергии электрического поля, превратилось в другие виды энергии, или сколько было получено и израсходовано электрической энергии.

Чтобы подсчитать работу электрического тока, вспомним определение понятия напряжения: U=А/q Следовательно, работа электрического тока равна: A=qU Электрический заряд можно выразить через силу тока и его время протекания q=It:

А = IUt Итак, работа электрического тока равна произведению силы тока на напряжение и на время протекания тока по цепи.

работа электрического тока выражается в джоулях (Дж). В качестве внесистемной единицы принята работа тока силой 1 А в течение 1 ч на участке цепи с напряжением 1 В

мощность равна отношению совершенной работы ко времени, в течение которого эта работа была совершена. Мощность в механике принято обозначать буквой N, в электротехнике — буквой Р. Следовательно, мощность равна:

Р = А/t. Пользуясь этой формулой, найдем мощность электрического тока. Так как работа тока определяется формулой А = IUt, то мощность электрического тока равна:

Р = IU. За единицу мощности ватт (Вт) принята мощность тока силой 1 А на участке с напряжением 1 В. Следовательно, 1 Вт = 1 А·1 В.

11 Вопрос.

Работа упругой и гравитационной сил-

Работа силы упругости

Пусть тело, прикрепленное к пружине и находящееся на гладком стержне, перемещается из положения 1 в положение 2 (рис. 4).

Рис. 4

Сила упругости, действующая на тело со стороны деформированной пружины, не остается постоянной, а изменяется согласно закону Гука пропорционально абсолютному удлинению:

 F1=kx1 и  F2=kx2 .

Найдем работу силы упругости на этом перемещении по формуле

 A=hFi(x1−x2)=F1−F22(x1−x2)=k(x1+x2)(x1−x2)2=kx212−kx222.

Более строгий вывод формулы для расчета работы силы упругости можно сделать, использовав метод интегрирования:

 A=∫x2x1Fxdx=∫x2x1−kxdx=−k∫x2x1xdx=kx22∣∣x2x1=−(kx222−kx212)=kx212−kx222.

Можно показать, что работа силы упругости не зависит от формы траектории и на замкнутой траектории равна нулю. Она зависит только от взаимного положения частей тела. Сила упругости тоже консервативная сила.

Поле тяготения. Работа сил тяготения

Изучая притяжение тел по закону всемирного тяготения, мы встречаемся с гравитационным взаимодействием между телами. Это взаимодействие является одним из видов фундаментальных взаимодействий, существующих в природе. Оно осуществляется на расстоянии без непосредственного контакта между взаимодействующими телами.

Согласно представлениям материалистической науки, любое взаимодействие тел на расстоянии осуществляется посредством материальной среды, называемой полем (и поле, и вещество являются формами существования материи).

Гравитационное взаимодействие между телами, описываемое законом всемирного тяготения, осуществляется посредством гравитационного поля (поля тяготения). В каждой точке поля тяготения на помещенное туда тело действует сила тяготения, пропорциональная массе этого тела. Сила тяготения не зависит от среды, в которой находятся тела.

Поле тяготения обладает специфическим свойством, состоящим в том, что при переносе тела массой m из одной точки поля тяготения в другую работа силы тяготения не зависит от траектории движения тела, а зависит только от положения в этом поле начальной и конечной точек перемещения тела. Силы, обладающие подобным свойством, называют консервативными, а поле таких сил - потенциальным. Следовательно, поле тяготения является потенциальным полем, а сила тяготения - консервативной силой.

Расчет показывает, что работа силы тяготения А в поле тяго-тения Земли определяется по формуле

A=GMm(1/r1-1/r2), (2.27)

где m - масса тела; M - масса Земли; r1 и r2 - расстояния от центра Земли до начальной и конечной точек перемещения тел

Консервативные силы –поле изменяющееся со временем называется нестационарным

Поле остающееся постоянным по времени называется- стационарным

Для стационарного поля может оказаться что работа совершаемая над частицей силами поля зависит лишь от начального и конечного положения частицы и не зависит от пути по которому двигалась частица . Силы обладающие такими свойствами называются консервативными.

Консервативные силы можно определить двумя способами :

1. Как силы работа которых не зависит от пути по которому частица переходит из одного положения в другое

2. Как силы работа которых на любом замкнутом пути равно 0.