Тема №3: Динамика вращения твердого тела. Кинетическая энергия вращательного движения твердого тела

Вектор момента силы относительно неподвижной точки. Момент силы относительно оси (скаляр). Плечо силы. Примеры определения направления вектора момента силы. Пара сил, момент пары сил. Вектор момента импульса МТ. Плечо импульса. Примеры определения направления момента импульса. Момент импульса твердого тела, его аналогия с импульсом МТ. Момент инерции тела: определение и примеры для сравнительного анализа момента инерции различных модельных систем (кольцо, диск, шар, стержень). Теорема Штейнера, примеры ее применения. Основной закон динамики вращательного движения твердого тела в векторной форме, его аналогия со вторым законом Ньютона для поступательного движения тела. Закон сохранения момента импульса. Кинетическая энергия вращательного движения твердого тела. Примеры расчета кинетической энергии твердого тела при его одновременном поступательном и вращательном движении.

Вопросы и задания для самостоятельной работе по теме.

1. Что такое абсолютно твердое тело?

2. Приведите определение для момента силы, действующей на тело, относительно неподвижного начала и относительно неподвижной оси вращения (физический смысл, величина, единицы измерения).

3. В каком случае силы не создают вращательного момента относительно неподвижной оси?

4. Приведите определение для момента инерции точки, момент инерции тела (физический смысл, единицы измерения). Укажите, как зависит момент инерции от положения оси вращения (теорема Штейнера).

5. Приведите определение для момента импульса точки относительно неподвижного начала и относительно неподвижной оси вращения (физический смысл, величина, единицы измерения).

6. Сформулируйте закон изменения момента импульса.

7. Сформулируйте закон сохранения момента импульса.

8. Сформулируйте основной закон динамики для вращательного движения материальной точки, абсолютно твердого тела относительно неподвижной оси и неподвижного начала.

9. Чему равна работа внешней силы при вращательном движении.

10. Приведите определение кинетической энергии твердого тела, вращающегося относительно неподвижной оси. Чему равна кинетическая энергия твердого тела при поступательном движении его оси симметрии?

Тема №4: Неинерциальные системы отсчета. Гравитация. Специальная теория относительности.

Раздел №1: Неинерциальные системы отсчета. Закон всемирного тяготения.

Второй закон Ньютона в неинерциальных системах отсчета. Силы инерции: поступательная, центробежная, кориолисова и примеры их проявления. Закон всемирного тяготения для системы материальных точек, его формулировка в векторной форме.

Раздел №2: Специальная теория относительности.

Постулаты специальной теории относительности: принцип относительности Эйнштейна и принцип постоянства скорости света. Формулы Лоренца для преобразований координат и времени при переходе от одной инерциальной системы к другой. Преобразование скоростей в релятивистской механике. Преобразование длин отрезков и промежутков времени. Пространственно-временной интервал (интервал между событиями).

Элементы релятивистской динамики. Релятивистское выражение для импульса. Релятивистское уравнение динамики МТ. Релятивистское выражение для энергии. Связь между энергией покоя и массой покоя.