•Динамика несвободной материальной точки;
•Динамика относительного движения материальной точки.
ДИНАМИКА СВОБОДНОЙ МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ
Основные законы классической механики были сформулированы как законы движения по отношению к некоторой абсолютно неподвижной системе — "абсолютному пространству". Ньютон принимал "абсолютное время", не зависящее от движения тел и систем отсчёта.
Законы механики Галилея-Ньютона
1. Закон инерции
"Изолированная материальная точка сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения до тех пор, пока действие других тел не изменит это состояние".
Материальная точка, на которую не действуют силы или действует уравновешенная система сил, называется изолированной (свободной) материальной точкой.
Смысл закона инерции заключается в постулировании существования так называемых инерциальных систем отсчёта, которые движутся по отношению к “абсолютному пространству” поступательно, равномерно и прямолинейно. В этих системах отсчета выполняются законы классической механики.
Закон инерции характеризует основное свойство материи постоянно находиться в состоянии равномерного прямолинейного движения (движения по инерции).
Свойство материальной точки сохранять при движении свою скорость называется инертностью. Количественная мера инертности материальной точки, пропорциональная количеству вещества, заключенного в ней, называется массой материальной точки.
73
Масса представляет собой основную динамическую характеристику точки, она является скалярной положительной величиной.
2. Основной закон динамики точки
Ускорение, сообщаемое материальной точке, пропорционально действующей на неё силе, направлено вдоль линии дей-
ствия силы и обратно пропорционально массе точки |
m |
|
F |
||
m a = F ,
a
где F — сила, приложенная к точке; m — масса материальной точки; a — ускорение точки.
В дальнейшем предполагается, что силы, действующие на точки, могут зависеть от их положения в пространстве, скоростей и времени, но не зависят от ускорений точек, т.е.
F= F (t, r , v ).
3.Закон о равенстве сил действия и противодействия.
Третий закон Ньютона утверждает, что при взаимодействии двух тел между ними возникают силы, равные по величине и противоположные по направлению
F = −F′.
Таким образом, в природе не существует одностороннего действия. Сила действия и сила противодействия приложены к различным телам и поэтому не могут компенсировать друг друга (не являются системой сил эквивалентной нулю).
4. Принцип суперпозиции (закон независимого действия сил)
При одновременном действии на материальную точку нескольких сил ускорение точки относительно инерциальной системы отсчета соответствует действию одной силы, величина которой равна сумме сил действующих на точку
74