2.1. Динамiчнi характеристики поступального руху

До динамiчних характеристик поступального руху матерiальної точки і абсолютно твердого тiла вiдносяться маса, сила, iмпульс.

2.1.1. Маса

Маса m (вiд лат. massa — брила, шматок) — це фiзична величина, що є мiрою інертних i гравiтацiйних властивостей тiл.

Iнертнi властивостi полягають у тому, що кожне тiло спричиняє опiр намаганням змiнити стан свого руху (тобто змiнити модуль чи напрямок своєї швидкостi) або стан спокою. Чим бiльша iнертнiсть тiла, тим бiльша його маса, яку називають iнертною масою. Гравiтацiйнi властивостi полягають у тому, що кожне тiло створює навколо себе гравiтацiйне поле, яке викликає притягання тiл одне до одного. Чим бiльшi гравiтацiйнi властивостi тiла, тим бiльша його маса, яку називають гравiтацiйною масою.

Немає такого спiввiдношення, з якого випливало б, що маса, що створює гравiтацiйне поле, визначає i iнертнiсть цього тiла. Але дослiдом доведено, що iнертна i гравiтацiйна маси чисельно рiвнi, причому з точністю не менше, нiж 10^-12. Тому замiсть двох термінів вживається один „маса”. Одиницею маси в системi СІ є кiлограм (кг).

Маса є величиною скалярною i адитивною, тобто маса всiєї системи дорiвнює сумi мас окремих елементiв системи:

(2.1)

Розглядаючи складні системи зручно користуватися поняттям центра мас. Центром мас (або центром iнерцiї) системи називається точка С (що може бути i уявною), положення якої задається радіус-вектором

(2.2)

де — маса i радiус-вектор i-ї елементарноiї маси, N - кiлькiсть

елементiв в системi, — маса системи.

З масою пов’язане поняття густини тiла:

(2.3)

або для однорiдних суцiльних тіл

, (2.4)

тобто це є маса одиницi об’єму тiла i в системi СІ вимiрюється в кiлограмах на метр кубiчний (кг/м³).

2.1.2. Сила

Сила F — це фiзична величина, що є мiрою дії одного тiла на iнше.

Ця дiя може виникати як при безпосередньому контактi тiл (тертi, ударi, стисканнi та iн.), так i на вiдстанi мiж ними через посередництво створюваних тiлами полiв. Пiд дiєю сили виникає рух чи змiна руху тiла або його деформацiя. Сила — величина векторна i характеризується чисельним значенням, напрямком i точкою прикладання. В системi СІ одиницею вимiрювання сили є ньютон (Н). Лiнiя, вздовж якої дiє сила, називається лiнiєю дії сили. Якщо на тiло одночасно дiють кiлька сил, що прикладенi до однiєї і тiєї ж точки тiла, їх можна замiнити однiєю силою . Ця сила називається рiвнодiйною i визначається векторною сумою всiх сил, що дiють на тiло:

(2.5)

Додавання сил виконується за правилом додавання векторiв (правилом паралелограма), рис. 2.1. Обернена операцiя називається розкладанням сил. Слiд зазначити, що не можна шукати рiвнодiйну сил, що прикладенi до рiзних тiл. Сукупнiсть тiл, видiлених для розгляду з оточуючого середовища, називається механiчною системою. Сили, що дiють у механiчній системi, можуть бути внутрiшнiми i зовнiшнiми.

Внутрiшнiми називаються сили, з якими тiла механiчної системи дiють одне на одне. Зовнiшнiми називаються сили, з якими тiла механiчної системи взаємодiють з iншими тiлами, що не належать до даної системи. Рiвнодiйна зовнiшнiх сил називається головним вектором зовнiшнiх сил.