Основні закони кінематики та динаміки твердого тіла. Елементи механіки пружних твердих тіл. Елементи статики твердого тіла
Що називають абсолютно твердим тілом?
Який рух твердого тіла називається поступальним? Які фізичні величини характеризують кінематику поступального руху твердого тіла?
Що називають моментом інерції твердого тіла відносно нерухомої осі обертання? Чи можна стверджувати, що якщо задані маса, розміри та форма тіла, то тим самим задано і його момент інерції?
За якою загальною формулою визначають момент інерції матеріальної точки та твердого тіла відносно нерухомої осі обертання? За якими формулами визначають моменти інерції обруча, циліндра, диска, кулі відносно осі, що проходить через їх центр мас?
Які фізичні величини характеризують обертання твердого тіла відносно нерухомої осі обертання?
Що називається моментом імпульсу твердого тіла відносно нерухомої осі обертання? Покажіть, що момент імпульсу твердого тіла відносно осі Оz дорівнює
.Як пов’язані між собою момент сили, що діє на тверде тіло, відносно нерухомої осі обертання і момент імпульсу відносно цієї ж осі?
Зіставляючи вираз
(основне рівняння динаміки обертального
руху) із аналітичним виразом, що
відображає другий закон Ньютона
,
який є основним законом динаміки
поступального руху, вкажіть, у чому
полягає аналогія між фізичними
величинами, які входять у ці вирази.Сформулюйте теорему Гюйгенса–Штейнера.
Запишіть усі відомі вам формули, які аналітично описують основне рівняння динаміки обертального руху.
Який вигляд має формула, за якою визначають кінетичну енергію твердого тіла, що обертається відносно нерухомої осі?
Який вигляд має формула, яка описує кінетичну енергію тіла, що здійснює плоский рух у полі тяжіння?
Що називають вільною віссю обертання? Які особливості має обертання твердих тіл відносно вільних осей обертання?
Яка вісь обертання твердого тіла називається миттєвою віссю обертання?
Покажіть, що плоский рух твердого тіла можна розглядати як його обертання навколо миттєвої осі обертання.
Сформулюйте визначення і запишіть формулу, яка відображає основний закон динаміки обертального руху твердого тіла.
Маятник Обербека розкручується вантажем, що падає. При якому положенні тягарців m на стрижнях маятник буде розкручуватись із найбільшим кутовим прискоренням, якщо вантаж
,
прикладений до маятника, є незмінним?Сформулюйте закон збереження моменту імпульсу твердого тіла. Запишіть формулу, яка є його аналітичним виразом. Чи виконується цей закон для незамкнених систем?
Поясніть, чому кутова швидкість обертання людини на лаві Жуковського зростає після того, як людина притисне до тіла витягнуті в сторони руки.
Поясніть, чому фігурист на ковзанах, що швидко обертається на льоду, для того, щоб зменшити свою кутову швидкість або зупинитись, розводить руки в сторони від свого тулуба?
Як поведе себе кабіна гелікоптера (вертольота), який здійснює політ, якщо з якихось причин його хвостовий гвинт не буде працювати?
Що таке гіроскоп? Де його використовують?
У чому полягає гіроскопічний ефект?
Що називають прецесією гіроскопа?
Що називають нутацією гіроскопа?
За якою формулою визначають роботу, яку виконує зовнішня сила при обертальному русі твердого тіла?
Яку роль відіграє момент інерції у обертальному русі твердого тіла? Відповідь поясніть.
Запишіть вираз, який використовують для визначення потужності при обертальному русі твердого тіла.
Сформулюйте закон Гука.
Які види деформації ви знаєте? Дайте їм визначення.
Що називають абсолютною деформацією, відносною деформацією?
Що називають абсолютним видовженням, відносним видовженням?
Що називають механічним напруженням? Яке напруження називають нормальним, а яке тангенціальним?
Який фізичний зміст має модуль Юнга?
Охарактеризуйте хід діаграми напружень, які виникають при деформації розтягу металевого зразка.
Що називають межею пропорційності, межею пружності, межею міцності?
Чи набуде початкових розмірів і форми металевий зразок, якщо ступінь його деформації розтягом довести до того значення, що лежить в області пластичних деформацій, а потім повністю зняти навантаження?
Яка деформація називається пружною, а яка пластичною?
Якою є фізична природа пружних сил? Поясніть на якісному рівні механізм їх виникнення в процесі пружного деформування твердого тіла.
У яких одиницях вимірюють модуль Юнга?
Який фізичний зміст має модуль зсуву?
Який фізичний зміст має модуль об’ємної пружності?
Що називають коефіцієнтом Пуассона?
Що називають стрілою прогину?
Які види пружних деформацій будуть здійснюватись при прогині бруска нижче і вище від його нейтрального шару?
Що називають центром ваги тіла? Чи співпадає у загальному випадку центр мас тіла із центром його ваги?
Які види рівноваги твердого тіла ви знаєте? Як пов’язані ці умови рівноваги із величиною потенціальної енергії системи?
Сформулюйте умови рівноваги твердого тіла. Запишіть рівняння, які виражають ці умови.