6. Динамика материальной точки. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Сила. Принцип суперпозиции сил.

I закон Ньютона: любая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор,

Пока внешние воздействия не изменят этого состояния. Инерциальными системами отсчѐта называют системы, по отношению к которым выполняется I закон Ньютона. В таких системах материальная точка в отсутствии внешних воздействий покоится или движется равномерно и прямолинейно. Инертность – свойство тела сохранять свою скорость в отсутствии взаимодействия с другими телами. Масса – скалярная величина, мера инертности тела, [m] = кг. Масса равна произведению плотности на его Объем V:

M =pv

 Принцип суперпозиции гласит:

• Результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть векторная сумма воздействия этих сил.

• Любое сложное движение можно разделить на два и более простых.

7 Динамика материальной точки. Масса и импульс тела. Второй и третий законы Ньютона

Импульс материальной точки – векторная величина, равная произведению массы m точки на еѐ скорость υ, [Р] =кг*м*с^-1 P = mυ. Импульс системы, состоящей из n материальных точек, равен геометрической сумме импульсов всех точек системы. Си́ла — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел, а также полей.

II закон Ньютона: ускорение материальной точки (тела) в инерциальной системе отсчѐта пропорционально вызывающей его силе, совпадая с ней по направлению, и обратно пропорционально массе тела: A = F/m или F = ma. Так как ускорение а = dυ/dt, то dp/dt = mdυ/dt. Основное уравнение движения материальной точки – скорость изменения импульса равна действующей силе: F = dp/dt Принцип независимости действующих сил: если на материальную точку действует одновременно несколько сил, то каждая из них сообщает телу такое же ускорение, что и при отсутствии других сил.

III закон Ньютона: силы взаимодействия двух материальных точек в инерциальной системе отсчета равны по модулю и направлены в противоположные стороны:

F12 = – F21

8. Динамика материальной точки. Классификация сил в механике. Сила гравитационного притяжения. Сила тяжести и вес тела. Сила упругости. Силы трения.

По характеру взаимодействия все силы можно разделить на объёмные (массовые) и поверхностные силы. Массовые (объёмные) силы обусловлены взаимодействием материальных тел на расстоянии, они приложены к каждой точке тела (распределены по всему его объёму). К массовым силам относятся силы гравитационного и электромагнитного взаимодействия. Поверхностные силы приложены к участкам поверхности и являются результатом взаимодействия материальных тел при непосредственном контакте. В зависимости от соотношения площади приложения нагрузки и общей площади поверхности рассматриваемого тела, поверхностные силы подразделяются на сосредоточенные и распределённые. Сила гравитационного притяжения между двумя телами прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Гравитационное поле аналогично силе тяжести является потенциальным. Если ввести потенциальную энергию гравитационного притяжения нескольких тел, то после перемещения данных тел по кругу она останется неизменной. Потенциальность влечет за собой закон сохранения потенциальной и кинетической энергий, что значительно упрощает решение задач по изучению движения тел в гравитационном поле. Сила гравитации возникает между любыми объектами в Вселенной, обладающими массой. Будучи приложенной к каждому объекту, она направлена на другой, причём модуль этой силы равен для обоих объектов. Сила тяжести — сила, действующая на любое материальное тело, находящееся вблизи поверхности Земли или другого астрономического тела. По определению, сила тяжести на поверхности планеты складывается из гравитационного притяжения планеты и центробежной силы инерции, вызванной суточным вращением планеты^. Ускорение, сообщаемое телу силой тяжести, называется ускорением свободного падения.

Весом тела называют силу, с которой тело вследствие тяготения к Земле действует на опору (или подвес), не дающему телу свободно падать. Вес тела проявляется только в том случае, если, если на тело кроме силы тяжести действуют другие силы. Состояние тела, при котором тело движется только под действием силы тяжести, называется состоянием невесомости. Значит, сила тяжести действует всегда, а вес только в случае, когда на тело кроме силы тяжести действуют еще другие силы. Силы, возникающие при упругой деформации, называются силами упругости. Деформация является упругой, если после прекращения действия внешних сил, тело принимает первоначальные размеры и форму. Относительная деформация при продольном растяжении или сжатии тела равна

Xl, где -относительное удлинение (сжатие); x, м-абсолютное удлинение (сжатие);

L, м-начальная длина тела. Внешнее трение возникает в плоскости касания двух соприкасающихся тел. При неподвижном относительном положении тел имеет место сила трения покоя, при относительном перемещении тел возникает сила трения скольжения. Максимальное значение силы трения покоя равно силе трения скольжения. Она определяется равенством: Fтр.ск=N, где -коэффициент трения; N-сила нормальной реакции опоры. Внутреннее трение возникает между частями одного и того же тела, например, слоями жидкости или газа, скорости которых различны от слоя к слою. Во всех случаях сила трения направлена вдоль поверхности соприкасающихся тел и направлена противоположно скорости.