- •Оглавление
- •1. Кинематика поступательного и вращательного движения. @
- •1.2. Кинематические характеристики и уравнения поступательного движения. @
- •1. 3. Частные случаи движения.@
- •2. Динамика поступательного движения. @
- •2.2. Законы и.Ньютона. @
- •2. 3. Закон сохранения импульса. @
- •2. 4. Центр масс. Закон движения центра масс. @
- •2. 5. Принцип реактивного движения. Уравнение движения тела с переменной массой. @
- •2.6. Энергия, работа, мощность. @
- •2.7. Кинетическая и потенциальная энергии. @
- •2.8. Связь потенциальной энергии тела и действующей на него консервативной силы. @
- •2.9. Закон сохранения и превращения энергии в механике. @
- •3. Динамика вращательного движения. @
- •3.1. Основные характеристики динамики вращательного движения. @
- •3. 2. Работа и кинетическая энергия при вращательном движении твердого тела. @
- •3. 3. Основное уравнение вращательного движения тела вокруг неподвижной оси. @
- •4. Колебательное движение. @
- •4.1. Основные характеристики гармонического колебания. @
- •4.2. Скорость и ускорение при гармоническом колебании. @
- •4. 3. Гармонический осциллятор. Примеры гармонических осцилляторов. @
- •4. 5. Вынужденные колебания. Механический резонанс. @
- •5. Волновые процессы@
- •5.1. Понятие о волнах. Виды волн.@
- •6. Элементы релятивистской механики.@
- •6.1. Преобразования Галилея и механический принцип относительности. @
- •6. 2. Постулаты специальной (частной) теории относительности. @
- •6. 3. Преобразования Лоренца. @
- •6. 4. Следствия из преобразований Лоренца. @
- •1. Одновременность событий в разных системах отсчета.
- •2. Длина тел в разных системах отсчета.
- •3. Длительность событий в двух разных системах отсчета.
- •Мы получили, что
- •4. Релятивистский закон сложения скоростей.
- •6. 5. Основной закон динамики релятивистской частицы. @
- •6. 6. Взаимосвязь массы и энергии. Закон сохранения энергии в релятивистской механике. @
- •6.7. Общая теория относительности. @
1. 3. Частные случаи движения.@
1. Равномерное прямолинейное движение: ;;; .
Уравнение движения: или ; ; .
2. Прямолинейное равнопеременное движение: , ;
При равноускоренном движении а0, при равнозамедленном а0. Уравнение движения: или
, , .
Уравнение пути, пройденного точкой при равнопеременном движении, можно получить при интегрировании формулы по времени от 0 до t.
3. Прямолинейное переменное движение: ,
4. Равномерное криволинейное движение: ,
5. Равномерное движение по окружности: ,,,. Этот вид движения следует рассмотреть подробнее.
1. 4. Кинематические характеристики вращательного движения. @
Вращательным называется такое движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой, называемой осью вращения.
Пусть точка или абсолютно твердое тело за времяt, вращаясь вокруг неподвижной оси ОО’, перешло из положения 1 в 2, повернувшись на угол . Скалярная величина есть угловой путь (рис.5.1). Элементарные (бесконечно малые) повороты можно рассматривать как векторы. Модуль такого вектора равен углу поворота d, а направление определяется по правилу правого винта: если винт вращать в направлении движения точки по окружности, то поступательное движение его острия указывает направление вектора . Такие вектора, направление которых связывается с направлением вращения, называются псевдовекторами.Быстрота вращения характеризуется вектором угловой скорости, направленной вдоль оси вращения как и. Средняя угловая скорость . Мгновенная угловая скорость.Изменение со временем определяет вектор углового ускорения. Среднее угловое ускорение . Мгновенное угловое ускорение;. При вращении тела вокруг неподвижной оси изменение вектораобусловлено только изменением его численного значения. Поэтомунаправлен вдоль оси вращения. Если вращение ускоренное, то направленияисовпадают (0); если замедленное – то они противоположны (0). При равнопеременном движении точки по окружности (=const) ,, где0 – начальный угол поворота, 0 – начальная угловая скорость.
1. 5. Связь между линейными и угловыми кинематическими характеристиками. @
Пусть за малый промежуток времени dt материальная точка повернулась относительно оси вращения на малый угол d (рис.6.1). По ранее приведенной формуле линейная скорость . При малых углах поворота перемещениеdr можно считать равным произведению радиуса вращения r на угол поворота d, т.е. . Отсюда=r. В векторном виде связь линейной скорости и угловойможно представить с помощью векторного произведения,. При вращении вокруг неподвижной оси угол между векторамииравен, следовательно. Отсюда можно получить еще одно выражение для тангенцального ускорения. Учитывая направление, связь тангенциального и углового ускорений можно записать в векторном виде, а также дляили. Знак «минус» в формуле обусловлен противоположной направленностью векторови.
Если вращение равномерное, то , и его можно характеризовать периодом вращения Т. Т – время одного полного оборота точки (тела) вокруг оси.
; ;;
n – число оборотов в единицу времени, частота вращения. При равномерном вращении ,.