Силы в природе.

В системе отсчёта, связанной с землёй, на всякое тело действует сила P=mg. Эта сила называется силой тяжести. Она приблизительно равна силе гравитационного притяжения тела к земле.

Вес тела – это сила, с которой тело действует на подвес или опору вследствие гравитационного притяжения к Земле.

Фундаментальные взаимодействия. Свойства сил упругости и тяготения.

Силы упругости возникают в результате взаимодействия тел, сопровождающегося их деформацией.

Упругая сила пропорциональна смещению частицы из положения равновесия и направлена к положению равновесия: F= -kr, где r – радиус вектор, характеризующий смещение частицы из положения равновесия, k – упругость.

Силы тяготения (гравитационные силы) – это силы притяжения, которые подчиняются закону всемирного тяготения.

Сила тяжести – сила, с которой тело притягивается Землёй.

Свойства сил трения.

Сила трения скольжения возникает при скольжении одного тела по поверхности другого. Fтр=kN, где k – коэффициент трения скольжения, N – сила нормального давления, прижимающая трущиеся поверхности друг к другу.

Сила трения направлена по касательной к трущимся поверхностям в сторону, противоположную движению данного тела относительно другого.

Закон сохранения импульса системы материальных точек.

Силы взаимодействия между частицами (частями) некоторой рассматриваемой системы тел называют внутренними.

Силы, действующие на тела данной системы со стороны тел, не включённых в эту систему, называют внешними.

Если система состоит из n – материальных точек, то уравнение можно записать в виде . Перепишем это равенство в виде .

В замкнутой системе внешние силы отсутствуют, т.е. sum(Fi)=0, следовательно dp/dt=0 или p=sum(miVi)=const.

Это равенство выражает закон сохранения импульса: полный вектор импульса замкнутой системы тел с течением времени не изменяется.

Работа переменной силы.

Работа, совершаемая постоянной силой F при перемещении тела M на прямолинейном участке пути s равна A=Fs=Fscos(). Работа – скалярная величина. Если cos()>0, то работа – положительна.

Консервативная (потенциальная) сила – сила, работа которой определяется только начальным и конечным положениями тела и не зависит от формы пути.

Примером работы, совершаемой переменной силой, может служить работа упругой или квазиупругой силы F=-kx, где k – упругость, x – смещение тела, на которое действует упругая сила F относительно положения равновесия (x=0).

Мощность – величина, характеризующая скорость выполнения работы. N=dA/dt.

Кинетическая энергия и её связь с работой внешних и внутренних сил.

Кинетической энергией называют энергию, зависящую от скорости движения тела.

Всякое движущее тело может производить работу. Кинетическая энергия определяется работой, которую может совершать тело вследствие того, что оно обладает определённой скоростью.

А= -m(d/dt). Элементарная работа, совершаемая движущимся телом против силы F на пути dx равна A=-Fdx=-m(d/dx)=-md.

Если скорость тела уменьшается от 1 до 2, то A=m₁²/2- m₂²/2, т.е. работа равна убыли кинетической энергии тела, т.к. работа совершается против внешних сил. Если внешние силы, действуя на тело, совершают работу, то кинетическая энергия тела, движущегося со скоростью  равна Eк=m²/2.

При изменении скорости тела на d кинетическая энергия изменяется на dEк=d(m²/2)=md.