2. Законы динамики материальной точки и абсолютно твёрдого тела

Фундаментальные взаимодействия. Теория дально- и близкодействия

Силы подразделяются на контактные (действующие при непосредственной близости или контакте – сила упругости, трения) и силы, действующие на расстоянии (электромагнитные силы, гравитационные…).

Существуют две теории:

1. Теория дальнодействия, когда взаимодействие осуществляется через пустоту и мгновенно.

2. Теория близкодействия, когда взаимодействие осуществляется с конечной скоростью меньше скорости света в вакууме и через материальный носитель – поле.

Современная физика основывается на второй теории. Она подтверждается экспериментом: если её отвергнуть, то мы приходим к нарушению закона сохранения импульса и, как следствие, к нарушению однородности пространства.

Под полем понимается особый вид материи, порождаемый веществом и действующий на свойства вещества, которое порождает соответствующее поле. Поле обладает определёнными характеристиками, отличающими его от других полей, оно распространяется с конечной скоростью и без материального носителя.

Существует 4 вида полей:

1. гравитационное

2. электромагнитное

3. слабое

4. сильное

Система центра масс

— импульс

Импульс есть величина относительная.

Однако существует такая система отсчёта (система центра масс), относительно которой суммарный импульс тел системы материальных точек равен 0.

Определим положение центра масс системы

Поскольку С от t не зависит, то ИСО и систему центра масс можно выбрать так, чтобы C = 0, =>

Определим, как движется точка, задаваемая вектором :

Центр масс замкнутой системы движется с постоянной скоростью.

Для незамкнутой системы центр масс движется ускоренно.

Сила трения

Ox:

Oy:

– закон Кулона-Амонтона

Масса. Импульс. Закон сохранения импульса

Динамика – часть механики, изучающая движение тел в пространстве и во времени с учётом причин, вызывающих это движение. Основная задача – установление законов движения.

При малых скоростях движения масса:

1. величина инвариантная (не зависимая);

2. масса – мера инертности (способности тела приобретать ускорение);

3. масса – величина аддитивная (выполняется закон сложения масс);

4. выполняется закон сохранения масс ( ).

Если , то в этом случае масса не является инвариантной величиной и не выполняется закон сохранения массы, выполняется лишь закон сохранения массы покоя.

Закон сохранения импульса:

Для замкнутой системы тел суммарный импульс тел системы остаётся постоянным, какие бы процессы не происходили внутри системы.

ЗСИ:

Сила. Принцип независимости сил. I и II законы Ньютона

Сила – мера механического воздействия тел друг на друга, в результате которого тела приобретают ускорения или деформируются.

Для измерения силы эталон не нужен.

Если на тело действуют несколько сил, то результирующая сила определяется суммой слагаемых сил.

Первый закон Ньютона

Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых результирующая сила, действующая на тело равна нулю, при этом тело находится в состоянии покоя или движется прямолинейно и равномерно.

( – любой)

Первый закон Ньютона является независимым законом, выражающим критерий пригодности системы отсчёта для рассмотрения движения.

Второй закон Ньютона (основное уравнение динамики)

Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение.

Первая производная от импульса материальной точки по времени равна силе, действующей на материальную точку.

Изменить импульс тела можно за счёт изменения импульса силы.

Второй закон Ньютона выполняется в ИСО и в классической механике.

Задачи, которые можно решать с помощью Второго закона Ньютона

1.

2.

Решение будем искать в виде:

Уравнение Эйлера: