1Киниматика поступательного движения. основные понятие!

Механическое движение –изменение взаимного расположение тел. Механичес. движение имеет относительный характер ,это значит что нужно указывать относительно чему оно происходит.

Система отсчёта (совокупность тело отсчета +система координат связано с этим телом +прибор для измерении времени)Движение одно и того же тела относительно разных отсчёта ,может быть различны.(пример: поезд)Отсюда вытекает задача механики, зная начальное состояние системы ,а так же закон движущегося тела определить положение тела в любой момент времени.

Материальная точка (это тело размерами которого можно пренебреч)-это в пункт А в пункт В

Пространство:

-оно однородно(это значит нет обладающие особыми свойствами)

-оно изотропно (это значит ,оно одинаково во всех направлениях ,не обладает особенными свойствами)

Троектория –это линия в доль которого движется тело (или описывает тело)

Путь-это длина траектории

Перемещение-это отрезок имеющий вектор соединяющая начало и конец троектории

2 Законы движения. Равномерное и равноускоренное движение ,их уравнения и графики!!!

Равномерное движение (движение с постоянной скорости тело ,за равный промежуток времени ,разные отрезки) При равномерном движении тело за любые равные промежутки времени проходит равные пути

Уравнение прямолинейного равномерного движения: Графики прямолинейного равномерного движения.

а) графики скорости:

б) графики перемещения:

Равноускоренное движение - движение с постоянным ускорением (a = const); движение, при котором за равные промежутки времени скорость меняется одинаково (по величине и направлению).

-закон равноускоренного движения!

Рис. 3

3.Скорось. Средняя скорость, мгновенная скорость. Нормальное, тангенциальное и полное уровнение. Связь между скоростью, ускорение и координатой!!

Скорость –векторная величина ,которая характеризует быстроту перемещение тела и направления в котором она перемещается!

Средняя скорость: это весь путь поделённый на всё время!

Поставим задачу: по известной зависимости x(t) определить скорость, с которой движется автомобиль в момент времени t (как вы знаете, эта скорость называется мгновенной скоростью). Если зависимость х(t) линейна, ответ прост: в любой момент времени скорость есть отношение пройденного пути ко времени. Если движение не равномерно, задача сложнее.

Тангенциальное ускорение.

Направление вектора тангенциального ускорения  _τ (см. рис. 1.10) совпадает с направлением линейной скорости или противоположно ему. То есть вектор тангенциального ускорения лежит на одной оси с касательной окружности, которая является траекторией движения тела.

Нормальное ускорение

Нормальное ускорение – это составляющая вектора ускорения, направленная вдоль нормали к траектории движения в данной точке на траектории движения тела. То есть вектор нормального ускорения перпендикулярен линейной скорости движения (см. рис. 1.10). Нормальное ускорение характеризует изменение скорости по направлению и обозначается буквой  _n. Вектор нормального ускорения направлен по радиусу кривизны траектории.

Полное ускорение

Полное ускорение при криволинейном движении складывается из тангенциального и нормального ускорений по правилу сложения векторов и определяется формулой:

(согласно теореме Пифагора для прямоугольно прямоугольника).

Направление полного ускорения также определяется правилом сложения векторов:

= _τ + _n

4.Киниматека вращательного движения .Угол поворота ,угловая скорость, угловое ускорение. Связь линейных и угловых характеристик . Период и частота вращения

φ-угол поворота ,характеризует перемещение тела вокруг оси вращения за малый промежуток времени

Угловой скоростью называется векторная величина, равная первой производной угла поворота тела по времени:    Вектор ω направлен вдоль оси вращения по правилу правого винта, т. е. так же, как и вектор dφ (рис. 2). Размерность угловой скорости dim ω = Т^-1, а ее единица — радиан в секунду (рад/с).  Линейная скорость точки (см. рис. 1)   

Угловым ускорением называется векторная величина, равная первой производной yгловой скорости по времени:   

Связь линейных и угловых характеристик :

• ;  ;  ;  .

5.Динамика поступательного движения .Виды взаимодействий .Сила . Понятие равнодействующей силы . Явление инерции и первый закон Ньютона.

Сила-мера взаимодействия тел.

Всего в природе 4 вида взаимодействия :

1)Гравитационное (самое слабое в природе)

2)Электромагнитное –существует между всеми неподвижными и подвижными заряженными частицами(это является самым важным)

3)Сильное взаимодействие (Ядерная)

4)Слабое взаимодействие (на расстояние на много меньше ,при распаде атомного ядра)

СИЛА.
Сила – векторная физическая величина, являющаяся мерой взаимодействия тел. Обозначение:  .

Т.к. сила – векторная величина, то силы складываются векторно (правила параллелограмма и треугольника). Складывать можно только силы, приложенные к одному телу. Сила, равная векторной сумме всех действующих на тело сил, называетсяравнодействующей:  .

Инерция» является одним из фундаментальных свойств физических тел. Оно состоит в том, что тело препятствует изменению характера своего движения под влиянии внешних сил. При отсутствии внешних воздействий тело будет двигаться равномерно и прямолинейно сколь угодно должно, что составляет содержания принципа инерции Галилея. Количественной мерой инерции тела является инертная масса.

1-й закон Ньютона. Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело движется прямолинейно и равномерно или покоится, если на него не действуют другие тела или их действия скомпенсированы. Другая формулировка: существуют такие системы отсчета, относительно которых тело движется прямолинейно и равномерно или покоится, если равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна нулю.	Роль 1-го закона – он определяет, в каких СО выполняются законы динамики.
Инерциальные системы отсчета. СО, в которых выполняется 1-й закон Ньютона, называются инерциальными системами отсчета (ИСО).

6.Масса и импульс тела. Второй закон Ньютона . Третий закон Ньютона

Мерой инертности тела является величина, называемая массой.         Чтобы определить массу некоторого тела, нужно сравнить её с массой тела, принятого за эталон массы (или сравнить с телом уже известной массы).         Масса – величина аддитивная (масса тела равна сумме масс частей, составляющих это тело). 

  Произведение массы тела m на скорость   называется импульсом тела  :

Второй закон Ньютона – основной закон динамики. Этот закон выполняется только в инерциальных системах отсчета. Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение:

Третий закон Ньютона:

Однотипные силы тел, с которыми тела воздействуют друг на друга, направлены вдоль одной прямой, равны по модулю, но противоположны по направлению.

В виде формулы закон записывают так:

,

7.Виды сил .Силы упругости ,закон Гука. Сила трения . Виды трения. Сила тяготения. Закон всемирного тяготения. Поле тяготения. Космические скорости.

Виды сил:силы упругости, сила трения,сила архимеда,всемирного теготения,сила Лоренца!!!

Силы упругости- Силы, возникающие в теле при его упругой деформации и направленные против направления смещения частиц тела, вызываемого деформацией, называют силами упругости. Силы упругости действуют в любом сечении деформированного тела, а также в месте его контакта с телом, вызывающим деформации. 

Закон Гука

Связь между силой упругости и упругой деформацией тела (при малых деформациях) была экспериментально установлена современником Ньютона английским физиком Гуком. Математическое выражение закона Гука для деформации одностороннего растяжения (сжатия) имеет вид

f=-kx,  

Силы трения-При соприкосновении движущихся (или приходящих в движение) тел с другими телами, а также с частицами вещества окружающей среды возникают силы, препятствующие такому движению. Эти силы называют силами трения. Виды трения:

1)трение кочение

2)скольжерие

3)покоя

Сила тяготение — сила взаимного притяжения, действующая между всеми материальными телами. В 1682 году Ньютон открыл закон всемирного тяготения: все тела притягиваются друг к другу, сила всемирного тяготения прямо пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

Грав.поле (обладает искажать пространство и по времени изменить ход времени)

Космическая скорость (первая v₁, вторая v₂, третья v₃ и четвёртая v₄) — это минимальная скорость, при которой какое-либо тело в свободном движении с поверхности небесного тела сможет:

• v₁ (круговая скорость) — стать спутником небесного тела (то есть вращаться по круговой орбите вокруг НТ на нулевой или пренебрежимо малой высоте относительно поверхности);

• v₂ (параболическая скорость, скорость убегания) — преодолеть гравитационное притяжение небесного тела и уйти на бесконечность;

• v₃ — покинуть звёздную систему, преодолев притяжение звезды;

• v₄ — покинуть галактику.

8.Динамика вращательного движения. Момент силы. Момент импульса. Уравнение моментов . Момент инерции

Основое уравнение динамики вращательного движения материальной точки - угловое ускорение точки при ее вращении вокруг неподвижной оси пропорционально вращающему моменту и обратно пропорционально моменту инерции.

 

М = E*J или E = M/J

МОМЕНТ СИЛЫ - величина, характеризующая вращательный эффект силы; имеет размерность произведения длины на силу. Различают момент силы относительно центра (точки) и относительно оси.

Моме́нт и́мпульса (кинетический момент, угловой момент, орбитальный момент, момент количества движения) характеризует количество вращательного движения. Величина, зависящая от того, сколько массы вращается, как она распределена относительно оси вращения и с какой скоростью происходит вращение.

Уравнение моментов

Момент инерции материальной точки относительно оси вращения - произведение массы этой точки на квадрат расстояния от оси.

При заданной массе тела момент инерции зависит как от распределения этой массы по объему тела, так и от положения и направления оси вращения.

Момент инерции твердого тела - это велина, характеризующая распределение массы в теле и являющаяся мерой инертности тела при вращательном движении.

Формула момента инерции:

9. Закон сохранения импульса. Закон сохранения момента импульса .Основные уравнения динамики вращательного движения.

законом сохранения импульса.- В замкнутой системе векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

закон сохранения момента импульса: в инерциальной системе отсчета момент импульса замкнутой системы частиц остается постоянным, т.е, не меняется со временем. Причем это справедливо для момента импульса, взятого относительно любой точки инерциальной системы отсчета.

     Таким образом, в инерциальной системе отсчета момент импульса замкнутой системы частиц

     

 основные уравнения динамики вращательного движения :

10)Энергия, виды энергий. Кинетическая и поступательная энергия. Работа. Связь работы и энергии. Закон сохранения энергии.

энергией (греческое – действие, деятельность) понимается количественная оценка различных форм движения материи, которые могут превращаться одна в другую.

Вид энергии: Механическая, Электрическая, Химическая, Тепловая, Солнечная!

Физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется кинетической энергией тела: 

Эта работа равна изменению некоторой физической величины mgh, взятому с противоположным знаком. Эту физическую величину называют потенциальной энергией тела в поле силы тяжести 

Eр = mgh.

Работа - физическая величина, равная произведению силы, действующей на тело, на путь, совершенный телом под действием силы в направлении этой силы. A = F ∙ S ∙ cos α.

Связь работы и энергии: Таким образом, работа силы равна изменению кинетической энергии тела:  A = ΔE_k.