2.Вес – это вертикальная сила, с которой тело действует на опору или подвес. Как правило, она по

Следует заметить, что если сила упругости действует на растягиваемое или сжимаемое упругое тело, то коэффициент жесткости k, входящий в этот закон, имеет вид k = ES/l0 , где l0 – длина нерастянутого

стержня, S – площадь его поперечного сечения, E – модуль упругости, зависящий только от материала стержня. Так, если упругую резину или пружину разрезать пополам, то ее жесткость возрастет в два раза.

Строго говоря, закон Гука действует только при малых деформациях:

12

4. Силы трения. Если лежащее на твердой поверхности тело тянуть вдоль поверхности с все большим усилием, то вначале оно не перемещается из-за возникающей силы трения покоя, направлен- ной противоположно внешней силе. Эта сила трения зависит от прилагаемой внешней

может иметь величину

некоторого максималь-

тр max. Если Fвнеш >

начинает скользить, и

на него уже действует сила трения скольжения .

13

Здесь N – нормальная реакция опоры, μ – коэффи- циент трения скольжения, который зависит от материала тела и поверхности, и, что очень важно, от относительной скорости тела (см. рис.).

Пример: когда автомобиль тормозит, но его колеса катятся без проскальзывания (точка касания колеса неподвижна относительно дороги), то коэффициент трения покоя может быть достаточно большим. При движении по сухому асфальту он

достигает μ пок = 0,8. Мин. Значение на рис. μ ск = 0,8.

14

5. Сила вязкого трения. Когда тело скользит по жидкому слою смазки или движется в жидкой или газообразной среде, то на него действует сила вязкого трения. Во многих случаях ее можно считать пропорциональной относительной скорости тела и направленной против движения:

где коэффициент вязкости η зависит от свойств среды и размеров тела.

15

Все тела обладают свойством инертности. Количественная характеристика (мера) такого свойства называется массой (инертной массой). Именно она входит во второй закон Ньютона. Масса, входящая в закон тяготения, описывает

совсем другое свойство и называется гравитационной массой.

Все опыты, проведенные на сегодняшний день, показывают, что инертная и гравитационная массы равны:

Это равенство называется принципом эквивалентности, лежащим в основе общей теории относительности.

16

Первый закон Ньютона постулирует существование особого класса систем отсчета. Вообще говоря, описывать движение можно в любой системе отсчета, но наиболее просто это сделать в инерциальной системе отсчета (ИСО). Современная формулировка первого закона Ньютона такова:

существуют такие системы отсчета, в которых

свободная частица движется неускоренно (т.е. равномерно и прямолинейно). Такие системы

отсчета называются инерциальными, а движение свободной частицы в них – движением по инерции.

17

Преобразования координат Галилея

Рассмотрим две системы отсчета: инерциальную

систему К и систему, движущуюся относительно системы K' с постоянной скоростью 0. Будем

считать, что в начальный момент отсчета времени t = 0 начало координат О' системы К' находилось на удалении 0 от начала координат О системы К.

Тогда радиус-векторы любой частицы m в моменты времени t и t' в системах K и K' связаны простыми соотношениями:

которые называются преобразованиями координат Галилея.

18

Дифференцируя преобразование координат по времени (так как t' = t) получаем классическую теорему сложения скоростей:

Повторное дифференцирование приводит к соотношению:

Все инерциальные системы отсчета движутся друг относительно друга с постоянными скоростями.

19