Вопрос 3.

1. Закон сохранения импульса: если векторная сумма сил, действующих на систему, равна нулю, то векторная сумма импульсов всех тел или частиц равна const (это замкнутая или изолированная система).

2.Центр инерции системы тел – геометрическая точка, характеризующая движение системы тел как целого. Не является тождественным понятию центра тяжести. Определяется по формуле .

3.Скорость центра инерции равна .

4.Система центра отсчёта (СЦИ) – невращающаяся система отсчёта, связанная с центром инерции механической системы. Суммарный импульс системы в СЦИ равен нулю. Для замкнутой системы её система центра масс инерциальна Суммарная кинетическая энергия механической системы в СЦИ минимальна среди всех систем отсчёта.

Вопрос 4.

1.Работа силы является скалярной мерой действия силы на материальное тело на протяжении некоторого пути и вычисляется по формуле A=F*s*cosa, где а - угол между векторами F и s; измеряется в джоулях; показывает, как изменяется энергия в данном процессе.

Элементарная работа силы F на перемещении точки из одного положения в другое по криволинейной траектории δA = Fδs cos (F,v) , где δs – пройденный точкой элементарный путь; ∠F, v – угол, составленный направлением силы F и скоростью v.

В случае переменной силы определяется элементарная работа на малом перемещении, и после суммирования элементарных работ получается работа силы на конечном перемещении:

2 .Работа силы упругости — работа, совершаемая силой упругости при изменении деформации пружины от некоторого начального значения x1 до конечного значения x2.

  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.  — Работа силы упругости  — Коэффициент упругости пружины  — деформация пружины.

Работа однородной силы тяжести: , где – орт вертикальной оси Z, направленной вверх. Элементарная работа силы тяжести на перемещение : . Работа данной силы на всем пути от точки 1 до точки 2:

3.Работа гравитационной силы.

Элементарная работа этой силы на перемещение : . .

Полная работа этой силы на всём пути от точки 1 до точки 2:

4.Мощность – это физическая величина, характеризующая скорость выполнения телом механической работы. Она равна работе, совершаемой телом за единицу времени. Если за время dt силой совершена работа А, то мощность силы определяется из выражения: ; учитывая, что , и , получаем формулу мгновенной мощности: или . Единицы мощности в Си: .

5 .Кинетическая энергия — скалярная физическая величи­на, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости. .Работа равнодействующей  всех сил  действующих на частицу равна  изменению  кинетической энергии частицы. Тогда   

6. Потенциальные силы

Консервативные силы (потенциальные силы) — силы, работа которых не зависит от формы траектории (зависит только от начальной и конечной точки приложения сил). Отсюда следует следующее определение: консервативные силы — такие силы, работа по любой замкнутой траектории которых равна 0. Если в системе действуют только консервативные силы, то механическая энергия системы сохраняется. Для консервативных сил выполняются следующие равенства: работа, производимая консервативной силой, определяется только начальным и конечным положением точки её приложения и не зависит от выбора траектории, по которой перемещается тело. Таким образом, потенциальная сила всегда направлена в сторону уменьшения потенциальной энергии. Примерами консервативных сил являются: сила тяжести, сила Архимеда, сила упругости. Примерами неконсервативных сил являются сила трения и сила сопротивления.

7.Потенциальная энергия — механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними. Тело, находясь в потенциальном поле сил, обладает потенциальной энергией U. Работа консервативных сил при элементарном (бесконечно малом) изменении конфигурации системы равна приращению потенциальной энергии, взятому со знаком минус, так как работа совершается за счет убыли потенциальной энергии: dA = - dU.

Работа dA выражается как скалярное произведение силы F на перемещение dr и это выражение можно записать в виде: Fdr = - dU. Следовательно, если известна функция U(r), то из этой формулы можно найти силу F по модулю и направлению. Потенциальную энергию тела в каком-то определенном положении считают равной нулю (выбирают нулевой уровень отсчета), а энергию тела в других положениях отсчитывают относительно нулевого уровня..