Контрольные вопроси.
Какие модели вводятся в механике?
Что называют системой отсчёта?
Какое движение называется поступательным?
Дайте определение характеристик поступательного движения: траектория, путь перемещения, скорость, средняя и мгновенная, ускорение тангенциальное и нормальное
Тесты.
Какая из приведенных ниже формул соответствует определению мгновенной скорости?
а)
б)
в)
г)
Какая из приведенных ниже формул соответствует определению тангенциального ускорения?
а)
б)
в)
г)
Какая из перечисленных ниже физических величин является скалярной? а) сила; б) скорость; в) перемещение; г) ускорение; д) путь.
Какая из приведенных зависимостей пути от времени описывает равноускоренное прямолинейное движение?
а)
б)
в)
г)
Пример решения задач.
Материальная
точка движется по прямой. Уравнение её
движения
.
Определить мгновенную скорость и
ускорение точки в конце второй секунды
от начала движения, среднюю скорость и
путь, пройденный за это время.
Дано:
Найти:
Решение. Мгновенная скорость – это первая производная от пути по времени:
(м/с)
Мгновенное ускорение – это первая производная от скорости по времени:
(м/с2)
Средняя
скорость точки
за время
определяется по формуле
.
Так
как
,
то
.
Путь,
пройденный точкой за время
,
будет равен
.
Глава 2 динамика материальной точки и тела. Импульс. Работа. Мощность. Энергия. Законы Ньютона.
В основе классической механики лежат 3 закона Ньютона, сформулированные им в 1687 г. Законы Ньютона (как и другие физические законы) возникли в результате:
обобщения многовекового человеческого опыта;
наблюдением за движением земных и небесных тел;
производственной практики человечества;
специально поставленных экспериментов.
I закон Ньютона: всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не изменит этого состояния. Покой -частный случай прямолинейного и равномерного движения , когда v = 0. Свойство материальных тел сохранять состояние равномерного и прямолинейного движения называется инерцией, а первый закон Ньютона часто называют Законом инерции. Движение по инерции является научной абстракцией, т.к. наблюдать движение по инерции в чистом виде невозможно, ибо никакое тело не может быть изолировано от воздействия других тел, как бы далеко от него эти тела не находились. Введение этой абстракции позволяет связать ускорение материальных тел с действиями, оказываемыми на них со стороны других тел. Это воздействие характеризуют силой. Сила - физическая величина, характеризующая механическое действие, оказываемое одним телом на другое. Сила – величина векторная и характеризуется величиной, направлением и точкой приложения, подчиняется правилу сложения векторов. Единица измерения силы [Н] - ньютон.
Масса - физическая величина, характеризующая инертность материального тела . (Ньютон определил массу как количество вещества, но это определение не является строгим и исчерпывающим . Масса характеризует не только инертность тела, но и его гравитационные свойства, а также полный запас энергии). Единица измерения массы в СИ - кг. Масса - величина аддитивная. Это означает, что масса тела (системы тел) равна сумме масс составляющих его частей.
II закон Ньютона: ускорение a , приобретаемое телом под действием силы F, прямо пропорционально этой силе и обратно пропорционально массе тела m.
отсюда
Таким образом выражение II закона Ньютона имеет вид
Всякое действие тел друг на друга носит характер взаимодействия.
III закон Ньютона: силы, с которыми две материальные точки (или тела) действуют друг на друга ,равны по величине и направлены в противоположные стороны вдоль одной прямой.
F12 = - F21
Следует отметить, что силы:
возникают попарно;
приложены к разным телам и, поэтому никогда друг друга не уравновешивают.