6. Внешние и внутренние силы . Изолированная система материальных тел. Импульс системы материальных точек. Кинетическая и потенциальная энергия системы материальных точек.

Внешние силы – силы, характеризующие внешнее воздействие на тело.

Внутренние силы – силы, характеризующие взаимодействие внутри тела.

Замкнутая система тел – изолированная система от внешних воздействий

Работа – механический способ изменения энергии

Внутренние силы - силы, с которыми взаимодействуют тела системы между собой.

Внешние силы действуют со стороны тел, не входящих в систему.

Импульс системы материальных точек - это векторная сумма импульсов всех материальных точек, входящих в систем

Энергия из вопроса 5

7. Центр масс механической системы и закон его движения. Закон сохранения импульса для системы тел. Движение тела переменной массы.

Центр масс — воображаемая точка С, положение которой характеризует распределение масс этой системы.

Закон движения центра масс — в инерциальных системах отсчёта центр масс системы движется как материальная точка, в которой находится масса всей системы и на которую действует сила, равная геометрической сумме всех внешних сил, действующих на систему.

В любой системе частиц имеется одна замечательная точка С- центр инерции, или центр масс, - которая обладает рядом интересных и важных свойств. Центр масс является точкой приложения вектора импульса системы  , так как вектор любого импульса является полярным вектором. Положение точки С относительно начала О данной системы отсчета характеризуется радиусом-вектором, определяемым следующей формулой:

     

(4.8)

     где   - масса и радиус-вектор каждой частицы системы, M - масса всей

     системы (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Определение центра масс системы частиц

     Следует заметить, что центр масс системы совпадает с ее центром тяжести. Правда, это утверждение справедливо лишь в том случае, когда поле сил тяжести в пределах данной системы можно считать однородным.

     Найдем скорость центра масс в данной системе отсчета. Продифференцировав (4.8) по времени, получим

     

(4.9)

     Если скорость центра инерции равна нулю, то говорят, что система как целое покоится. Это вполне естественное обобщение понятия покоя отдельной частицы. Скорость же   приобретает смысл скорости движения системы как целого.

Зако́н сохране́ния и́мпульса утверждает, что векторная сумма импульсов всех тел (или частиц) замкнутой системы есть величина постоянная.

8. Силы в механике. Сила упругости и сила трения. Сила тяжести и вес тела

Си́ла — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел, а также полей. Приложенная к массивному телу сила является причиной изменения его скорости или возникновения в нём деформаций.

Сила упругости

Сила, возникающая в результате деформации тела и направленная в сторону, противоположную перемещению частиц тела при деформации, называется силой упругости.

В элементарном курсе физики рассматриваются деформации растяжения или сжатия. В этих случаях силы упругости направлены вдоль линии действия внешней силы, т.е. вдоль осей продольно деформируемых нитей, пружин, стержней и т. п., или   перпендикулярно   к   поверхностям   соприкасающихся   тел .

Деформацию растяжения или сжатия характе­ризует абсолютное удлинение:     где х₀ — первоначальная длина образца, х — его дли­на в деформированном состоянии. Относительным удлинением тела называют отношение   .

Сила упругости, действующая на тело со стороны опоры или подвеса, называется силой  реакции опоры (подвеса) или силой натяжения подвеса.

Закон Гука: Сила упругости, возникающая в теле при его деформации растяжения или сжатия, пропорциональна абсолютному удлинению тела и направлена противоположно направлению перемещения частиц тела относительно других частиц при деформации:

 .

Здесь х – удлинение тела (пружины) (м). Удлинение положительно при растяжении тела и отрицательно при сжатии.

Коэффициент пропорциональности k называет­ся жесткостью тела, он зависит от материала, из которого тело изготовлено, а также от его геоме­трических размеров и формы. Жесткость выражается в ньютонах на метр (Н/м).

Сила упругости зависит только от изменения расстояний между взаимодействующими частями данного упругого тела. Работа силы упругости не зависит от формы траек­тории и при перемещении по замкнутой траектории равна нулю. Поэтому силы упругости является потенциальными силами.