Вопрос 3. Кинематика вращательного движения. Элементарный угол поворота, угловая скорость, угловое ускорение. Связь линейных и угловых величин. Псевдовекторы.

При вращательном движении точки тела описывают окружности, расположенные в параллельных плоскостях. Центры всех окружностей лежат на одной прямой, перпендикулярной к плоскостям окружностей и называемой осью вращения. Вращательное движение тела или точки характеризуется углом поворота, угловой скоростью и угловым ускорением.

Если точка движется по окружности радиусом R, то через её положение можно задать углом поворота - элементарный угол поворота. Угол поворота – координата точки при вращательном движении; векторная величина, модуль которой равен углу поворота, а направление этого вектора связано с направлением вращения (по правилу правого винта). Сам вектор находится на оси вращения.

Угловая скорость - векторная физическая величина, показывающая, как изменяется угол поворота в единицу времени и численно равная первой производной от угла поворота по времени. Направлен так же, как и вектор .

Если угловая скорость остается постоянной, то вращение будет равномерное, и оно характеризуется периодом вращения (время полного оборота на угол ).

Угловым ускорением называется векторная величина, равная первой производной угловой скорости по времени.

Векторы, направления которых связаны с направлением вращения, называются псевдовекторами.

Связь линейных и угловых величин:

Вопрос 4. Масса, свойство массы. Сила. Инерция. Первый закон Ньютона.

Динамика изучает движение тел, вскрывая причины, придающие движению тел тот или иной характер. Основы динамики составляют 3 закона Ньютона, которые представляют собой обобщение большого числа экспериментальных фактов.

Масса тела – физическая величина, являющаяся одной из основных характеристик материи, определяющая ее инерционные и гравитационные свойства.

Масса – мера инертности тела в классической механике. Величина: постоянная (m=const), скалярная, положительная, аддитивная ( – масса системы равна сумме масс, из которых состоит система).

Сила - векторная величина, которая является мерой механического воздействия одного тела на другое.

Вектор силы полностью задаётся точкой приложения, направлением, модулем (величиной).

Направление вектора силы совпадает с направлением ускорения сообщаемого телу данным воздействием. Под действием силы тела либо деформируются, либо изменяют скорость.

Инерция – свойство тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью

Первый закон Ньютона: всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние.

Из этого закона следует:

- Тела обладают свойствами инертности (свойство состоит в стремлении тел сохранить состояние покоя или равномерного прямолинейного движение).

- Система отсчета, в которой материальная точка, свободная от внешних воздействий либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно, называется инерциальной системой отсчета.

Вопрос 5. Сила. Импульс тела. Второй закон Ньютона. Принцип независимости сил. Третий закон Ньютона.

Сила - векторная величина, которая является мерой механического воздействия одного тела на другое.

Вектор силы полностью задаётся точкой приложения, направлением, модулем (величиной).

Направление вектора силы совпадает с направлением ускорения сообщаемого телу данным воздействием. Под действием силы тела либо деформируются, либо изменяют скорость.

Второй закон Ньютона – основной закон динамики поступательного движения – отвечает на вопрос, как изменяется механическое движение материальной точки (тела) под действием приложенных к ней сил.

□ Если рассматривать действие различных сил на одно и то же тело, то оказывается, что ускорение прямо пропорционально равнодействующей приложенных сил: и . Можем записать, что . Это соотношение выражает второй закон Ньютона. ■

Ускорение, приобретаемое материальной точкой (телом), пропорционально вызывающей его силе, совпадает с нею по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки (тела). В СИ коэффициент k=1.

Векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость и имеющая направление скорости, называется импульсом:

Выражение - второй закон Ньютона в общем виде: скорость изменения импульса материальной точки равна действующей на неё силе.

Принцип независимости сил: если на материальную точку действует одновременно несколько сил, то каждая из этих сил сообщает материальной точке ускорение, как если бы других сил не было вообще.

Взаимодействие между материальными точками (телами) определяется третьим законом Ньютона: всякое действие материальных точек (тел) друг на друга носит характер взаимодействия; силы, с которыми действуют тела друг на друга, всегда равны по модулю и противоположно направлены, действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки.

В любой системе тел, силы действуют попарно и являются силами одной природы.