Тема 1.

4. Движение и способы его описания.

Под механическим движением понимают процесс, в котором различные тела или части одного тела изменяют свое положение друг относительно друга в пространстве с течением времени. В природе – это движение небесных тел, воздушных потоков и морских течений и т.п., в технике – движение машин и механизмов, деформация элементов конструкций и т.п. В основе классической механики лежат три закон Ньютона. Модуль скорости физического тела при любых условиях не может быть больше скорости света в вакууме.

Способы описания механического движения.

Кинематика – это раздел механики, в котором изучается лишь математическое описание механического движения физических тел, без выяснения причин, почему они так движутся. Задача кинематики – определить лишь геометрические характеристики движения: траекторию, перемещение, скорость и ускорение.

Материальная точка – тело, размерами которого можно пренебречь при описании его движения. Эта модель применима в лучае если 1) тело движется поступательно, т.е. так что прямая соединяющая любые две точки тела, перемещается, оставаясь параллельной своему начальному направлению, или 2) можно пренебречь вращением тела (вокруг его центра масс). Механическое движение точки наблюдают по отношению к неподвижному твердому физическому телу – телу отсчета, с которым связывают определенную систему координат и часы. Тело отсчета, система координат и часы образуют систему отсчета, позволяющую определять положение движущегося тела в различные моменты времени относительно наблюдателя. Положение точки относительно тела отсчета можно задавать координатным и векторным способами. При координатном способе положение точки в пространстве по отношению к телу отсчета задается тремя координатами. При векторном способе положение частицы по отношению к системе отсчета определяется с помощью радиус-вектора.

5. Законы Ньютона.

Первый закон (закон инерции): существуют такие системы отсчета, в которых, в отсутствии взаимодействия с другими телами или их действия компенсируют друг друга , всякое тело сохраняет состояние покоя или движется прямолинейно и равномерно. Такие системы отсчета называются инерциальными. Инерция – все тела обладают свойством противиться изменению состояния своего движения. Мера инерции – скалярная физическая величина – инертная масса.

Второй закон: ускорение движения тела прямо пропорционально действующей на него силе и обратно пропорционально его инертной массе : .

Третий закон: тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению .

6. Масса инертная и гравитационная.

Массу тела можно определить путем измерения испытываемого телом ускорения a под действием известной силы F - М_ин=F/a . Определяемая таким путем масса М_ин известна под названием инертной массы.

Массу также можно определить измеряя силу ее тяготения к другому телу, например, к Земле , где  - гравитационная постоянная равная 6,67 м³/кг*c². Определяемая таким образом масса Мгр носит название гравитационной массы.

Всякое тело вблизи поверхности Земли испытывает силу притяжения F. Под действием этой силы тело приобретает ускорение: . Опыт показывает, что ускорение а для всех тел одинаково: a=g. Следовательно, и М_гр=М_ин.

Инерция - явление сохранения скорости движения тела при отсутствии внешних воздействий.

Инертность - свойство тел сохранять свое состояние покоя или состояние движения с постоянной скоростью. Проявляется в том, что тело не может мгновенно перейти из состояния покоя в состояние движения или наоборот.