Лекція 2. Динаміка частинок. Рівняння руху. Закони динаміки.

План

1. Основнна задача динаміки.

2. Маса та еталон маси. Імпульс тіла.

3. Перший закон Ньютона. Інерціальні системи. Поняття інерції

4. Другий закон Ньютона.

5. Третій закон Ньютона. Вага тіл.

6. Закон Всесвітнього тяжіння.. Рух штучних супутників

7. Закони Кеплера

8. Неінерціальні системи відліку. Сили інерції.

1. Основнна задача динамйки.

Динаміка вивчає механічний рух тіл, враховуючи його причини. Причинами, що зумовлюють той чи інший характер руху є взаємодія між тілами. Кількісна міра взаємодії тіл називається силою

Тіло змінює

Властивості:

1).Прикладена до тіла

2).характеризується величиною (може бути виміряна);

3) має певний напрям.

Сила F (від "force") – векторна величина [F] = Н (ньютон). Імпульсом сили І (від "impulce" — спонукання, поштовх) називається добуток сили на час її дії

2. Маса та еталон маси. Імпульс тіла.

Інертність — здатність тіла зберігати стан спокою або рівномірного прямолінійного руху.

Однакові дії на два однорідних тіла різного розміру надають тілам до якогось моменту неоднакові прискорення.

(Для а₂=а₁ потрібно t₂>t₁)

Кількісна міра інертності тіл — маса m (від "mass"). [m] = кг, еталон кілограма — циліндр із сплаву платини й іридію, діаметр і висота циліндра 39 мм. (Доцільно маси всіх об'єктів позначати "m_i" з відповідними індексами, уникаючи позначення "М" — символу маси моля і момента сили). В механіці Ньютона( класичній механіці) маса тіла вважається незмінною, незалежно від швидкості тіла. При швидкостях набагато менших за швидкість світла с це припущення практично виконується. Але при наближенні швидкості до швидкості світла маса змінюється за законом

m(V) – релятивістська маса

m₀ – масса спокою.

Імпульсом тіла називається добуток маси тіла на його швидкість. Імпульс (імпульс тіла, кількість руху) позначається , (наприклад, від "push" — поштовх).

3. Перший закон Ньютона. Інерціальні системи. Поняття інерції.

Закони Ньютона, як і інші фізичні закони, виникли в результаті узагальнення великої кількості дослідних фактів.

В першому законі Ньютона викладені умови спокою або рівномірного прямолінійного руху тіл.

Тіло знаходиться в стані спокою або рухається рівномірно прямолінійно доки на нього не діють інші тіла або дія тіл скомпенсована.

Обидва названі стани відрізняються тим, що прискорення тіл дорівнює нулю. Такий рух називають рухом по інерції. Системи відліку, в яких виконується перший закон Ньютона, називають інерціальними, а сам закон – законом інерції.

4. Другий закон Ньютона.

Другий закон Ньютона говорить о причинах зміни швидкості, тобто появи прискорення. Причиною прискорення є дія інших тіл, тобто сила. Зміна швидкості приводить до зміни імпульсу тіла.

Швидкість зміни імпульсу тіла дорівнює діючій на тіло силі

(1)

Рівняння (1) називається рівнянням руху тіла.

Цей закон більш відомий у вигляді: (2),

Добуток маси тіла на його прискорення дорівнює рівнодійній сил, що діють на тіло. Звідси можна визначити характер залежності прискорення від маси тіла та сил, що діють на нього: