3. Абсолютні і відносні швидкості та прискорення

Системи відліку , відносно яких тіла рухаються рівномірно та прямолінійно , називаються інерціальними.

Будь-яка система відліку, що рухається відносно якої небудь інерціальної системи відліку поступально із постійною швидкістю , також являється інерціальною.

Інерціальною являється система відліку – геліоцентрична. Система відліку звязана з Землею – неінерціальна.

Розглянемо рух матеріальної точки відносно двох систем відліку. Положення матеріальної точки відносно нерухомої (інерціальної) системи відліку К і рухомої (неінерціальної) системи відліку К .

Швидкість точки М (тіла) відносно нерухо- мої системи К нази- вається абсолютною , а швидкість точки (тіла) відносно неінерціальної

z z

x o M

y

y

O

y

x

cистеми відліку К називається відносною .

Абсолютна швидкість матеріальної точки :

,

.

Оскільки система відліку К рухається довільно, то :

 = _o + [r ] + _r

k _e – переносна швидкість.

= _e + _r

Абсолютна

швидкість

Переносна

швидкість

Відносна

швидкість

Аналогічно введемо поняття абсолютного та відносного прискорення :

Абсолютне прискорення – прискорення у нерухамій системі відліку.

; ;

Oтже : .

-переносне прискорення

-коріолісове прискорення

-відносне прискорення

.

Лекція № 3

4. Динаміка поступального руху

В основі динаміки поступального руху лежать три закони Ньютона. Закони Ньютона встановлюють зв’язок між рухом тіла та причинами , які спричинили , або змінили цей рух.

Основні задачі динаміки :

• пряма задача – знаючи характер взаємодії , визначити кінематичні характеристики руху.

• обернена задача – знаючи кінематичні характеристики , визначити силові взаємодії.

І закон Ньютона

Перший закон Ньютона, який називається законом інерції, вперше було встановлено Галілеєм.

Будь-яка матеріальна точка (тіло) знаходиться в стані спокою, або рівномірного і прямалінійного руху до тих пір, доки взаємодія зі сторони інших точок (тіл) не змусить її змінити цей стан.

Явище , що полягає в збереженні швидкості руху тіла , або стану спокою при відсутності дії на них інших тіл , називається інерцією.

І закон Ньютона справджується лише в інерціальних системах відліку.

СИЛА

Для кількістної оцінки дії одного тіла на інше в класичній механіці введено поняття сили.

Сила є мірою інтенсивності взаємодії тіл, що проявляється в їх деформації, або у зміні кількості руху. Всі сили в механіці поділяються на два оновні класи :

1. Сили, що виникають при безпосередньому контакті тіл (сили пружності, сили тертя);

2. Сили, що можуть діяти при відсутності контакту (сили всесвітнього тяжіння, електростатичні, електромагнітні сили).

Сучасній фізиці відомі чотири типи взаємодії (сил): гравітаційна, електромагнітна, слабка та сильна взаємодія.

Сила, що діє на тіло, визначається числовим значенням, напрямком дії і точкою прикладання. Сила – величина векторна.

Лінія дії сили – пряма , вздовж якої напрямлена сила.

Кожне тіло можна охарактеризувати з допомогою такої величини, як маса.

Маса тіла – це міра інертності тіла (властивість зберігати попередній стан). Щоб визначити масу даного тіла, потрібно порівняти його з масою еталонного тіла , прийнятого за одиницю. Виявляється, що при взаємодії тіл, незалежно від природи і інтенсивності взаємодії,відношення їх прискорень (для даної пари тіл) . Для іншої пари тіл це співвідношення буде іншим, але також не буде залежати від природи та інтенсивності взаємодії) .

Відношення модулів прискорень , що одержуються при вказаних умовах, приймається рівним оберненому відношенню мас тіл, що розглядаються:

.

Якщо одне із тіл являється еталонним , то маса іншого визначається :

.

Добуток маси тіла на його швидкість Ньютон назвав кількістю руху тіла, або імпульсом:

.

Маса – величина аддитивна, тобто m = m₁ + m₂ + m_3.

Маса в класичній механіці величина постійна: m = const.

В релятивістській механіці встановлюється залежність маси від швидкості:

.

Ця залежність підтверджується експерементально.