
- •Система отсчета. Кинематика материальной точки. Траектория и путь. Перемещение, скорость и ускорение материальной точки.
- •2.Криволинейное движение. Скорость и ускорение (нормальное, тангенциальное) при криволинейном движении.
- •3. Прямолинейное (равномерное и равноускоренное) движение. Графики зависимости координаты и скорости от времени.
- •4. Движение материальной точки по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Равномерное и равноускоренное вращательные движения. Связь между линейными и угловыми величинами.
- •5. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея, преобразования Галилея. Закон сложения скоростей.
- •6. Взаимодействие тел, сила, масса. Второй закон Ньютона. Виды силовых взаимодействий. Силы упругости, трения, тяготения.
- •7. Третий закон Ньютона. Импульс. Изолированная система. Закон сохранения импульса.
- •8. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции в поступательных и во вращательных неинерциальных системах отсчета.
- •9. Центр масс. Теорема о движении центра масс.
- •10. Движение тела переменной массы. Уравнение Мещерского.
- •11. Движение в центральном поле сил. Законы Кеплера и закон всемирного тяготения.
- •12. Консервативные и неконсервативные силы. Работа консервативных сил. Потенциальная энергия.
- •13. Связь между силой и потенциальной энергией. Потенциальные энергии силы тяжести, силы упругости и силы гравитационного взаимодействия.
- •14. Механическая работа и кинетическая энергия. Механическая энергия системы тел. Закон сохранения механической энергии.
- •15. Соударение двух тел. Абсолютно упругий и абсолютно неупругий удар.
- •16. Момент импульса и момент силы относительно неподвижного начала. Уравнение моментов.
- •17. Уравнение моментов. Закон сохранения момента импульса.
- •18. Момент импульса и момент силы относительно неподвижной оси. Уравнение динамики вращательного движения относительно неподвижной оси.
- •19. Инерция при вращательном движении. Момент инерции. Кинетическая энергия твердого тела при вращательном движении.
- •20. Моменты инерции симметричных тел (цилиндр, шар). Теорема Штейнера. Пример применения.
- •21. Гидростатика. Закон Паскаля. Закон Архимеда. Основное уравнение гидростатики.
- •22. Стационарное движение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли.
- •23. Гармонические колебания. Основные характеристики гармонических колебаний: амплитуда, фаза, частота, период.
- •24. Комплексная форма гармонических колебаний. Сложение гармонических колебаний одинаковых и близких частот. Биения.
- •25. Гармонический осциллятор. Уравнение динамики гармонических колебаний. Примеры гармонических осцилляторов: пружинный, физический и математический маятники.
- •26. Затухающие колебания. Коэффициент затухания, время релаксации. Логарифмический декремент затухания.
- •27. Вынужденные колебания. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс. Резонансные характеристики осциллятора (добротность,избирательность).
- •28. Классическое волновое уравнение. Бегущие волны. Гармоническая бегущая волна, ее характеристики (длина волны, частота и др.).
- •29. Принцип суперпозиции. Интерференция волн. Стоячие волны.
- •30. Эффект Доплера. Его применение.
7. Третий закон Ньютона. Импульс. Изолированная система. Закон сохранения импульса.
Две
материальные точки действуют друг на
друга с силами, которые численно равны
между собой и направлены во взаимно
противоположные стороны вдоль прямой,
соединяющей эти точки:
Следует
отметить, что силы
и
приложены
к разным телам и поэтому не уравновешивают
друг друга.
Импульсом тела - векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения тела. Скорость изменения импульса тела равна действующей на тело силе.
Вектор импульса материальной точки равен произведению массы на вектор скорости:
Единицей
измерения импульса в СИ является
килограмм, умноженный на
метр в секунду (кг м/c).
Пусть
задана система & м. т. Импульсы отдельных
точек
,
… где m1,
m2
… mn
и v1,
v2,
… vn-
массы
и скорости, м. т. системы,
соответственно.
Тогда полный импульс системы м. т.
Закон сохранения импульса является следствием второго и третьего законов Ньютона. Он имеет место в изолированной (замкнутой) системе тел.
Такой системой называется механическая система, на каждое из тел которой не действуют внешние силы. В изолированной системе проявляются внутренние силы, т.е. силы взаимодействия между телами, входящими в систему.
Так как в замкнутой системе внешние силы отсутствуют, то
или
Это равенство выражает закон сохранения импульса, согласно которому полный вектор импульса замкнутой системы тел с течением времени не изменяется.
Т.к.
,
то при любых процессах, происходящих в
замкнутой системе, скорость ее центра
инерции сохраняется неизменной.
8. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции в поступательных и во вращательных неинерциальных системах отсчета.
Неинерциальная система отсчёта — система отсчёта, к которой не применим первый закон Ньютона — «закон инерции», говорящий о том, что каждое тело, в отсутствие действующих на него сил, движется по прямой и с постоянной скоростью. Для согласования сил и ускорений в неинерциальной системе отсчёта, перечень действующих на тела сил можно дополнить силами инерции. Всякая система отсчета, движущаяся с ускорением или поворачивающаяся относительно инерциальной, является неинерциальной.
а) Силы инерции при ускоренном поступательном движение системы отсчета.
Проявление сил инерции при поступательном движении наблюдается в повседневных явлениях. Например, когда поезд набирает скорость, то пассажир, сидящий по ходу поезда, под действием силы инерции прижимается к спинке сиденья. Наоборот, при торможении поезда сила инерции направлена в противоположную сторону и пассажир удаляется от спинки сиденья. Особенно эти силы заметны при внезапном торможении поезда. Силы инерции проявляются в перегрузках, которые возникают при запуске и торможении космических кораблей.
б) Силы инерции, действующие на тело, покоящееся во вращающейся системе отсчета.
Действию центробежных сил инерции подвергаются, например, пассажиры в движущемся транспорте на поворотах, летчики при выполнении фигур высшего пилотажа; центробежные силы инерции используются во всех центробежных механизмах: насосах, сепараторах и т. д., где они достигают огромных значений. При проектировании быстро вращающихся деталей машин (роторов, винтов самолетов и т. д.) принимаются специальные меры для уравновешивания центробежных сил инерции.
в) Силы инерции, действующие на тело, движущееся во вращающейся системе отсчета.
Си́ла Кориоли́са — одна из сил инерции, существующая в неинерциальной системе отсчёта из-за вращения и законов инерции, проявляющаяся при движении в направлении под углом к оси вращения.
Сила Кориолиса действует только на тела, движущиеся относительно вращающейся системы отсчета, например, относительно Земли. Поэтому действием этих сил объясняется ряд наблюдаемых на Земле явлений. Так, если тело движется в северном полушарии на север, то действующая на него сила Кориолиса, как это следует из выражения (4), будет направлена вправо по отношению к направлению движения, т. е. тело несколько отклонится на восток. Если тело движется на юг, то сила Кориолиса также действует вправо, если смотреть по направлению движения, т. е. тело отклонится на запад. Поэтому в северном полушарии наблюдается более сильное подмывание правых берегов рек; правые рельсы железнодорожных путей по движению изнашиваются быстрее, чем левые, и т. д. Аналогично можно показать, что в южном полушарии сила Кориолиса, действующая на движущиеся тела, будет направлена влево по отношению к направлению движения.