Принцип относительности Галлилея. Инвариантность законов механики.
Принцип относительности Галлилея. Принцип, согласно которому, все процессы в инерциальных системах отсчета протекают одинаково.
Принцип относительности Галилея означает, что законы механики одинаковы во всех инерциальных системах отсчёта.
4)Законы механики инвариантны относительно преобразований Галилея.
В результате этой инвариантности одно и то же механическое явление, наблюдаемое при одних и тех же начальных условиях, будет протекать одинаково во всех инерциальных системах отсчёта. Величины и соотношения, не меняющиеся при определённых условиях, часто называются инвариантными. Так, ускорение, масса и сила инвариантны относительно выбора инерциальной системы отсчёта. Поэтому второй и третий законы Ньютона во всех системах отсчёта имеют одинаковый вид, т. е. инвариантны относительно преобразований Галилея.
Центр инерции.
Совокупность материальных точек - механическая система
Силы взаимодействия между материальными точками - внутреннее
Силы, с которыми взаимодействуют материальные точки - внешние
Механическая система, на которую не действуют внешние силы - замкнутая
Производная по времени от импульса(векторная величина, численно равная произведению массы материальной точки на ее скорость и имеющая направление скорости)механической системы равна геометрической сумме внешних сил, действующих на систему.
В случае отсутствия внешних сил : p=сумма(mi*vi)=const
Закон сохранения импульса: импульс замкнутой системы сохраняется, т.е. не изменяется с течением времени.(фундаментальный закон природы). Импульс сохраняется в открытой, если сумма внешних сил равна нулю.
Однородность пространства - при параллельном переносе в пространстве замкнутой системы тел, ее физ. св-ва и законы движения не изменяются, не зависят от положения начал координат и системы отсчета.
Импульс может быть выражен через скорость ее центра масс. Центр масс(центр инерции) - называется воображаемая точка С, положение которой характеризует распределение массы этой системы. Ее радиус-вектор равен: rc=сумма(miri)/m
N- число мат.точек в системе, m=сумма(mi).
P=mvc - импульс зависит от скорости согласно формуле. Импульс системы равен произведению массы системы на скорость ее центра масс.
Центр масс системы движется, как материальная точка, в которой сосредоточена масса всей системы и на которую действует сила, равная геометрической сумме всех внешних сил, приложенных к системе.
Закон движения центра масс: m*dvc/dt=F1+F2+…+Fn
Центр масс замкнутой системы либо движется прямолинейно и равномерно, либо остается неподвижным.
Закон всемирного тяготения. Гравитационная и инертная масса.
1)Закон всемирного тяготения- описывает гравитационное взаимодействие в рамках классической механики, сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы
пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними — то есть:
Гравита́ция (притяжение, всеми́рное тяготе́ние, тяготе́ние) — универсальное фундаментальное взаимодействие между всеми материальными телами.
Ма́сса — скалярная физическая величина, одна из важнейших величин в физике.
Масса характеризует сопротивляемость тела – его инерцию – по отношению к силам, стремящимся изменить его движение. В этом случае массу называют инертной.
масса выступает как фактор, определяющий гравитационные силы, вызываемые данными телами, и здесь масса называется гравитационной.
обе массы пропорциональны друг другу
Инертная масса характеризует инертные свойства тела, а гравитационная масса - силу, с которой тела притягиваются друг к другу.
Инертная масса - характеризует меру инертности тел.
Пассивная гравитационная масса - показывает, с какой силой тело взаимодействует с внешними гравитационными полями.
Активная гравитационная масса - показывает, какое гравитационное поле создаёт само это тело
Работа. Энергия. Мощность.
Энергия - универсальная мера различных форм движения и взаимодействия.
Энергия - способность тела совершать работу.
Кинетическая энергия - энергия механического движения этой системы(энергия движущегося тела)
W=mv^2\2
Зависит только от массы и скорости тела.
Потенциальные поля - поля, в которых работа, совершающаяся действующими силами при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит от того, по какой траектории то перемещение произошло, а зависит от начального и конечного положения тела.
Потенциальная энергия - механическая энергия системы, определяемая их взаимным расположением и характером взаимодействия сил между ними.(энергия взаимодействующих тел).
U=mgh
Потенциальное поле - это поле, в котором работа не зависит от пути, а только от конечного и начального положения тела(перемещения), а силы в нем консервативные
потенциальная энергия всегда характеризует тело относительно источника силы.
кинетическая энергия всегда характеризует тело относительно выбранной системы отсчёта.
Полная энергия механической системы - сумма потенциальных и кинетических энергий тела.
Закон сохранения механической энергии - в системе тел, между которыми действуют консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется, т.е. не изменяется со временем. (В консервативных системах полная механическая энергия сохраняется.
Консервативна система - системы тел, на которые действуют только внешние и внутренние силы(консервативные, н.п. сила тяжести) В не консервативных системах полная энергия НЕ сохраняется).
Диссипативные системы - энергия постепенно уменьшается, за счет преобразования в другие формы. Процесс - диссипация энергии.
Энергия не появляется и не исчезает просто так, она только преобразуется из одной формы в другие.
Работа силы - процесс обмена энергией между взаимодействующими телами. Если тело движется прямолинейно и действует постоянная сила: то работа равна произведению проекции силы на направление перемещения, умноженной на перемещение точки приложения силы.
A=F*S=(F*cos*S)
А=F*S*cos=F*h
Работа - скалярная величина: если перемещение и силы в одном направлении - +А
Если не в одном направлении - -А, если нет перемещения - А=0. Обладает адаптивностью - свойством суммировать работу.
Мощность - скорость совершения работы. Равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости.
N=F*v*cos=(F*v)