7. Основные понятия динамики: масса, сила, инерция. Законы Ньютона.

Ма́сса — скалярная неотрицательная релятивистски инвариантная физическая величина, одна из важнейших величин в физике. В нерелятивистском приближении, когда скорости тел много меньше скорости света, определяет их инерционные и гравитационные свойства.

Си́ла — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел, а также полей. Приложенная к массивному телу сила является причиной изменения его скорости или возникновения в нём деформаций и напряжений.

Ине́рция — свойство тел оставаться в некоторых системах отсчета в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения в отсутствие или при взаимной компенсации внешних воздействий.

Законы Ньютона:

1.Существуют системы отсчёта (инерциальные), относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела или действия других тел скомпенсированы.

2. Равнодействующая F всех сил, приложенных к телу, ровна произведению массы тела на его ускорение F=ma.

3. Тела взаимодействуют друг с другом с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

8. Импульс точки, тела. Понятие замкнутой системы материальных точек. Закон сохранения импульса. Общая форма 2 закона Ньютона.

Импульс точки - это физическая векторная величина, которая является мерой действия силы, и зависит от времени действия силы.

Импульс тела - векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения тела.

Системой материальных точек называется совокупность конечного их числа. Силы, с которыми взаимодействуют тела системы называются внутренними. Силы, действующие на систему материальных точек со стороны тел не входят в систему называются внешними. Если на тела не действуют внешние силы, то такая система называется замкнутой или изолированной.

Закон сохранения импульса. Если геометрическая сумма внешних сил действующих на систему равна нулю (система замкнута), то импульс системы сохраняется, то есть не меняется со временем.

общая форма 2 закона Ньютона

9. Понятия: работа, мощность, энергия. Работа силы тяжести, силы упругости, силы трения. Консервативные и диссипативные силы. Теорема об изменении кинетической энергии.

Работа есть физическая величина, численно равная произведению силы на перемещение в направлении действия этой силы и ей же вызванное.

Мо́щность — физическая величина, равная в общем случае скорости изменения, преобразования, передачи или потребления энергии системы.

Эне́ргия — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие.

Работа силы тяжести. Силу тяжести Р материальной точки массой т вблизи поверхности Земли можно считать постоянной, равной mg направленной по вертикали вниз. Работа А силы Р на перемещении от точки М0 до точки М (А=mgh), где h = z0 — zx — высота опускания точки. Работа силы тяжести равна произведению этой силы на высоту опус­кания (работа положительна) или высоту подъема (работа отрицатель­на). Работа силы тяжести не зависит от формы траектории между точками М0 и М|, и если эти точки совпадают, то ра­бота силы тяжести равна нулю (случай замкнутого пути). Она равна нулю также, если точки М0 и М лежат в одной и той же горизонтальной плос­кости.

Работа линейной силы упругости. Линейной силой упругости (или линейной восстанавливающей силой) называют силу, действую­щую по закону Гука. (F = - сr), где r — расстояние от точки статического равновесия, где сила равна нулю, до рассматриваемой точки М; с — постоянный коэффициент— коэффициент жесткости. А=--(). По этой формуле и вычисляют работу линейной силы упругости. Если точка М0 совпадает сточкой статического равновесия О, то тогда r0 =0 и для работы силы на перемещении от точки О до точки М имеем (А=-) Величина r — кратчайшее расстояние между рассматриваемой точ­кой и точкой статического равновесия. Обозначим его λ и назовем де­формацией. Тогда (А=-). Работа линейной силы упругости на перемещении из состояния ста­тического равновесия всегда отрицательна и равна половине произве­дения коэффициента жесткости на квадрат деформации. Работа линейной силы упругости не зависит от формы перемещения и работа по любому замкнутому перемещению равна нулю. Она также равна нулю, если точки Мо и М лежат на одной сфере, описанной из точки статического равновесия.

Работа силы трения. В земных условиях сила трения в той или иной мере проявляется при всех движениях тела. Эта сила возникает лишь при относительном движении соприкасающихся друг с другом тел и направлена противоположно скорости тела. Именно этим она отличается от других сил. Если толкнуть тело, которое лежит на горизонтальной поверхности, то оно будет двигаться против силы трения. Кинетическая энергия при этом уменьшается. Пройдя какое-то расстояние, тело остановится и обратно двигаться не будет. Следовательно, кинетическая энергия, уменьшаясь, в потенциальную не переходит. Можно сделать вывод: если тело движется под действием силы трения, даже в присутствии других сил, то закон сохранения полной механической энергии не выполняется. Полная механическая энергия уменьшается вместе с кинетической энергией.

Силы, действующие в потенциальных полях, называют консервативными. Работа консервативной силы на замкнутом пути равна нулю. Примеры консервативных сил – сила тяжести, сила упругости. Если же работа, совершаемая силой, зависит от траектории перемещения тела из одной точки в другую, то такая сила называется неконсервативной (или диссипативной). Типичные неконсервативные силы – силы трения.

Теорема об изменении кинетической энергии механической системы формулируется: изменение кинетической энергии меха­нической системы при ее перемещении из одного положения в другое равно сумме работ всех внешних и внутренних cuл, приложенных к системе, на этом перемещении.