Силы. Различают
четыре вида взаимодействия: Гравитационное,
обусловленное всемирным тяготением. Электрически
– магнитное, осуществляется через
электрические и магнитные поля. Сильное
(ядерное), обеспечивает связь частиц
в атомном ядре. Слабое,
отвечает за процесс распада элементарных
частиц. Также
рассмотрим упругие силы и силы трения,
но эти силы определяются характером
взаимодействий между молекулами
вещества. А силы взаимодействий между
молекулами вещества имеют электрически
– магнитное происхождение, следовательно,
упругие силы и силы трения по своей
природе являются электромагнитными,
то есть гравитационные и электромагнитные
силы являются фундаментальными и
поэтому их нельзя свести к более простым
силам. Величина
гравитационной силы определяется по
закону всемирного тяготения: F=G*m1*m2
/ r2 Сила
взаимодействия двух точечных заряженных
частиц определяется как F=k*(|g1|*|g2|)/r2
Деформация
называется упругой, если после прекращения
действия сил тело принимает первоначальную
форму. По закону Гука сила упругости
эквивалента удлинению. F
= k * ∆L
L0
∆L
> 0
∆L
< 0
F / S = σ – механическое
напряжение.
ε = α * σ. Для
характеристики упругих свойств
материалов пользуются величиной Е=1/α
(модуль Юнга)
Е = σ / ε. Отсюда
следует, что модуль Юнга равен такому
напряжению, при котором ε = 1, то есть ∆L
= L0
ε
= α
* F / S = F / E * S; => F = ε
* E * S =(∆L / L0)
* E * S = (E * S/ L0)
* ∆L
F = k * ∆L; E * S / L0
= k
Если одно тело
перемещать относительно другого тела
под действием силы F, то сила трения при
этом имеет противоположное направление.
Если мы с вами
возьмем систему сил, то можно сказать,
что на тело системы действуют как
внутренние, так и внешние силы. Если
внешние силы отсутствуют, то система
называется замкнутой.
Для замкнутой
системы сохраняется три оргументных
величины: импульс, энергия, момент
импульса.
Рассмотрим систему
из n – взаимодействующих частиц и пусть
кроме внутренних сил которые обозначим
Fik на
i частицу действуют внешние силы
результирующая которых равна Fi.
Напишем уравнение движения для всех n
– частиц.
dp / dt = F dP / dt =
P
для 1 частицы
P1
= F1,2
+ F1,3
+ ........
+ F1,N +
F1
= ΣF1,k +
F1
для 2 частицы
P2
= F2,1
+ F2,3
+ ........
+ F2,N +
F2
= ΣF2,k +
F2
для i частицы
Pi
= Fi,1
+ Fi,2
+ ........
+
Fi,N
+
Fi
= ΣFi,k
+
Fi
PN
=
FN,1
+
FN,2
+
........ + FN,N
- 1 +
FN
= ΣFN,k
+
FN
Сложив эти уравнения
и учитывая, что F1,2
= - F2,1;
F1,3 =
- F3,1
и т. д. которые в сумме дают ноль, получаем,
что сумма всех внутренних сил равна
нулю, остаются только внешние силы.
d / dt * (P1
+ P2
+ ...... + PN)
= F1
+ F2
+ ....... + FN
= ΣFi
P1
+ P2
+ ...... + PN
= P – называется
импульсом системы
dΣ miVi
/ dt =
ΣFi;
dP / dt = ΣFi;
P = Σ = miVi; Если
внешние силы отсутствуют, то получаем
следующие выражение dP
/ dt = 0 P1
+ P2
+ ...... + PN
= P – const Импульс
заданной (замкнутой) системы остается
постоянным. Отметим, что импульс остается
постоянным и для не замкнутой системы
тел, в случае если внешние силы в сумме
дают ноль. Если сумма внешних сил не
равна нулю, то проекция этой суммы на
некоторое направление есть ноль, то
сохраняется составляющие импульса в
этом направление. dPx
/ dt = ΣFx
если ΣFx
= 0
dPx
/ dt =0 Px
– const то
есть выполняется закон сохранения
проекции импульса. Каждое
тело можно представить систему
материальных точек.
P
= Σ miVi,
а скорость i материальной точки связана
как Vi
= ri
= dri /
dt то P = Σ miri
= Σ mi
* dri
/ dt
= d
(ri
* mi)
/ dt
= d
/ dt
* Σri
* mi Центрам
масс системы материальной точки
называется точка С положение которой
задается радиусом вектора
Vс
= rс
= Σ
miri
/ Σ mi =
Σ miri
/ m
Упругие силы.
Силы трения (сухое, вязкое)
Закон сохранения.
Закон сохранения импульса.
Отношение ∆L / L0
= ε -
относительное удлинение, характеризует
деформацию стержня.
Опыт показывает
что ε ~ F приходящейся на единицу площади
поперечного сечения стержня
ε = α * F / S где α
коэффициент пропорциональности
