1.3. Законы сохранения

1. Какие механические системы называются замкнутыми?

Механическая система тел, на которую не действуют внешние силы, называется замкнутой (или изолированной)

2. Закон сохранения импульса. С каким свойством пространства и времени связан закон сохранения импульса?

сумма импульсов всех тел (или частиц) замкнутой системы есть величина постоянная. Как и любой из законов сохранения, закон сохранения импульса описывает одну из фундаментальных симметрий, — однородность пространства. Она заключается в том, что при параллельном переносе в пространстве замкнутой системы тел как целого ее физические свойства и законы движения не изменяются, иными словами, не зависят от выбора положения начала координат инерциальной системы отсчета.

3. Как движется центр масс замкнутой системы?

центр масс замкнутой системы либо движется прямолинейно и равномерно, либо остается непо­движным. закон движения центра масс. т. е. центр масс системы движется как материальная точка, в которой сосредоточена масса всей системы и на которую действует сила, равная геометрической сумме всех внешних сил, приложенных к системе

4. Какие силы называются консервативными? Чему равна работа поля консервативных сил?

(потенциальными) называются силы, работа которых зависит только от начального и конечного положения тел и не зависит от формы траектории (тж,упр эстатические). При замкнутой траектории работа равна 0. Работа равна убыли потенц энергии системы А=U₂- U₁

5. Чему равна механическая работа?

Элементарной работой силы F на перемещении dr называется скалярная величина

где  — угол между векторами F и dr; ds = |dr| — элементарный путь; F_s — проекция вектора F на вектор dr. Если, например, тело движется прямолинейно, сила F=const и =const, то получим

где s — пройденный телом путь

6. Что называется механической энергией?

Механическая энергия - энергия механического движения и взаимодействия тел системы или их частей.

Механическая энергия равна сумме кинетической и потенциальной энергии механической системы.

7. Чему равна кинетическая энергия тела?

К. э. механической системы — это энергия механического движения этой системы.

тело массой т, движущееся со скоростью v, обладает кинетической энергией к. э. зависит только от массы и скорости тела, т. е. к.э. системы есть функция состояния ее движения

8. Ч ем определяется потенциальная энергия? Потенциальная энергия тела в поле сил тяжести.

механическая энергия системы тел, определяемая их вза­имным расположением и характером сил взаимодействия между ними.

потенциальная энергия тела массой т, поднятого на высоту h над поверхностью Земли, равна потенциальная энергия равна работе силы тяжести при падении тела с высоты h на поверхность Земли.

9. Чем определяется потенциальная энергия? Потенциальная энергия упруго сжатой пружины.

10. Потенциальная энергия материальной точки во внешнем силовом поле и ее связь с силой.

11. Закон сохранения механической энергии. С каким свойством времени связан закон сохранения механической энергии?

в системе тел, между которыми действуют только консервативные силы, полная механическая энергия со­храняется, т. е. не изменяется со временем. Закон сохранения механической энергии связан с однородностью времени. Однород­ность времени проявляется в том, что физические законы инвариантны относительно выбора начала отсчета времени.

12. Что называется моментом импульса частицы относительно неподвижной точки? Как направлен вектор момента импульса?

Моментом импульса (количества движения) материальной точки А относительно неподвижной точки О называется физическая величина, определяемая векторным произ­ведением:

где r — радиус-вектор, проведенный из точки О в точку A, p=mv — импульс мате­риальной точки; L — псевдовектор, его направление совпадает с направлением поступательного движения правого винта при его вращении от r к р.

Модуль вектора момента импульса

где  — угол между векторами r и р, l — плечо вектора р относительно точки О.

13. Что называется моментом импульса относительно неподвижной оси?

оси z называется скалярная величина L_z, равная проекции на эту ось вектора момента импульса, определенного относительно произвольной точки О данной оси. Момент импульса L_z не зависит от положения точки О на оси z.

14. Закон сохранения момента импульса. С каким свойством пространства связан закон сохранения момента импульса?

В замкнутой системе момент внешних сил откуда момент импульса замкнутой системы сохраняется, т. е. не изменяется с течением времени.

Он связан со свойством симметрии пространства — его изотропностью, т. е. с инвариантностью физических законов относительно выбора направления осей координат системы от­счета (относительно поворота замкнутой системы в пространстве на любой угол).

15. В чем заключается гироскопический эффект?

Если момент внешних сил, приложенных к вращающемуся гироскопу, относительно его центра масс отличен от нуля, то наблюдается явление, получившее название гироскопического эффекта.