8. Внешние и внутренние силы. Закон сохранения импульса.

Механическая система – совокупность материальных точек (тел), рассматриваемых как единое целое.

Внутренние силы – силы взаимодействия между материальными точками механ. системы. Внешние силы – силы, с которыми на материальные точки системы действуют внешние тела.

Изолированная (замкнутая) система – мех. система тел, на которую не действуют внешние силы.

Импульс: .

Импульс системы: .

Закон сохранения импульса: импульс замкнутой системы сохраняется, т. е. не изменяется с течением времени.

.

9. Работа переменной силы. Кинетическая энергия и ее связь с работой сил.

Энергия – скалярная физ. величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи и мерой перехода движения материи из одних форм в другие.

Виды энергии – механическая, внутренняя, тепловая, электромагнитная, ядерная.

Работа силы: от точки a до b

, т. е. равна площади фигуры от a до b.

Мощность: или .

Кинетическая энергия мех. системы – энергия мех. движения этой системы.

, используя второй закон Ньютона:

и умножая обе части на перемещение, получим: , .

10. Потенциальная энергия.

Потенциальная энергия – мех. энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними.

Консервативными называются силы, работа которых зависит от начального и конечного положения и не зависит от траектории.

Потенциальная энергия: ,

.

Потенциальная энергия упругодеф. пружины:

.

11. Закон сохранения механической энергии. Закон сохранения связан с однородностью времени, т. Е. Инвариантностью физ. Законов относительно выбора начала отсчета времени.

Закон сохранения мех. энергии: в системе тел, между которыми действуют только консервативные силы, полная мех. энергия сохраняется, т.е. не изменяется со временем.

Диссипация – процесс постепенного уменьшения мех. энергии за счет преобразования в другие формы энергии.

12. Применение законов сохранения к столкновению упругих и неупругих тел.

Удар – это столкновение двух и более тел, при котором взаимодействие длится очень короткое время.

Коэф. восстановления – отношение нормальных составляющих относительной скорости тел после и до удара Е=V’n/Vn.

Если для сталкивающихся тел E=0, то такие тела называются абсолютно неупругими, если E=1– абсолютно упругими.

Линия удара – прямая, проходящая через точку соприкосновения тел и нормальная к поверхности их соприкосновения.

Удар называется центральным, если тела до удара движутся вдоль прямой, проходящей через их центры.

Абсолютно упругий удар – столкновение двух тел, в результате которого в обоих телах не остается никаких деформаций и вся кинетическая энергия после удара снова превращается в кинетическую.

;

.

Абсолютно неупругий удар – столкновение двух тел, в результате которого тела объединяются, двигаясь дальше как единое целое.

.

13. Момент силы относительно точки. Момент силы относительно оси.Моментом силы F относительно неподвижной точки О наз. физ. величина, определяемая векторным произведением радиуса вектора , проведенного из точки в точку приложения силы, на силу : ,

Модуль момента силы: , где – кратчайшее расстояние между линией действия силы и точкой – плечо силы.

Моментом импульса материальной точки относительно неподвижной точки О наз. физ. величина, определяемая векторным произведением: , где – радиус-вектор проведенный из точки в точку .

Модуль момента импульса: .

Моментом силы относительно неподвижной оси Zназывается скалярная величина Mz, равная проекции на эту ось вектора M момента силы, определенного относительно произвольной точки Oданной оси z. Значение момента Mz не зависит от выбора положения точки O на оси z.

Моментом импульса относительно неподвижной оси называется скалярная величина Lz, равная проекции на эту ось вектора момента импульса, определенного относительно произвольной точки O данной оси z. Значение момента Lzне зависит от выбора положения точки O на оси z.