19. Інерціальні системи. Перший закон Ньютона.

Інерціальними Ньютон назвав такі системи, для яких єдиним джерелом прискорення є сила, тобто взаємодія з іншими тілами. Системи відліку, які рухаються відносно інерціальних систем із прискоренням (поступально чи обертально), він назвав неінерціальними. Ньютон, розглядаючи інерціальну систему відліку (ІСВ), так і не зміг вказати тіло, яке б було для неї тілом відліку. Оточуючі тіла рухаються прискорено: дім обертається навколо осі Землі, а разом з її поверхнею навколо Сонця. Системи відліку, які пов'язані із оточуючими тілами, неінерціальні, але їх прискорення здебільшого є дуже малі. Прискорення автобуса становить близько 1 м/с², великого корабля - кілька см/с², Землі - 6 мм/с², Сонця - близько 10^-8 см/с². Відповідно, чим більша маса тіла відліку, тим менше його прискорення. Тому ІСВ - це абстрактне поняття, якби вона існувала, то мала б нескінченно велику масу. Очевидно, що найбільшу масу з оточуючих нас тіл має Сонце, тому пов'язана з ним система відліку є майже інерціальною. У цій ІСВ початок відліку координат суміщають з центром Сонця, а координати осей проводять у напрямі до реальних зірок, які можна вважати нерухомими.

Визначивши роль системи відліку, сформулюємо перший закон Ньютона так: в інерціальній системі відліку матеріальна точка зберігає стан спокою або рівномірного прямолінійного руху, якщо на неї не діють інші тіла або дія зовнішніх тіл скомпенсована.

20.Сила.Одиниці виміру сили. Прояви дії сили. Другий закон Ньотона.

Си́ла — фізична величина, що характеризує ступінь взаємодії тіл. При дії незрівноваженої сили на фізичне тіло його рух змінюється, тобто тіло набуває прискорення.

Сила є векторною величиною — крім числа, що позначає більшу чи меншу дію, вона характеризується ще й напрямком дії. Силу здебільшого позначають латинською літерою F, де жирний шрифт вказує, що це вектор. Вектор також позначають стрілочкою . Абсолютна величина сили позначається нежирним шрифтом: F.

В системі СІ сила має розмірність: Н (Ньютон) = кг · м / с². В системі СГС сила вимірюється в динах = г · см / с².

Сила визначаєтья як кількісна характеристика взаємодії між тілами. Серед усіх типів взаємодії, що існують у природі, традиційно виділяють 4 види так званих фундаментальних взаємодій: гравітаційна, електромагнітна, сильна (ядерна) і слабка. Для опису двох із цих взаємодій, гравітаційної та електромагнітної, класична фізика використовує поняття сили.

Другий закон Ньютона:

Тіло, на яке діють сили рухається з прискоренням, величина і напрям якого визначаються відношенням рівнодійної всіх сил до маси тіла.

Математично це формулювання може бути записано так:

Або

,

якщо m — константа.

Де F — сила, яка діє на тіла, m — маса тіла, a — прискорення, v — швидкість, mv — імпульс, який також позначається як p

Це рівняння фактично означає, що чим більша за абсолютним значенням сила буде прикладена до тіла, тим більшим буде його прискорення. Параметр m або маса в цьому рівнянні — це насправді коефіцієнт пропорційності, який характеризує інерційні властивості об'єкта.

У рівнянні F=ma прискорення може бути безпосередньо виміряне, на відміну від сили. Тому цей закон має сенс, якщо ми можемо визначити силу F безпосередньо. Одним з таких законів, який визначає правило обчислення гравітаційної сили, є закон всесвітнього тяжіння.

21. Центром мас, або центром інерції системи матеріальних точок називається точка С, радіус вектор якої визначається за формулою:

,

де – радіус-вектор 1-ї матеріальної точки, – радіус-вектор 2-ї і т.і., – загальна маса всієї системи. Якщо радіус-вектори проведені з центра мас, тобто з т.С, тоді: .

Отже, центр мас – це геометрична точка, для якої сума добутків мас усіх матеріальних точок, що утворюють дану механічну систему, на їх радіус-вектори, які проведені з цієї точки, дорівнює нулю.

Швидкість центра мас:

= , а отже, .

.

Тобто, центр мас механічної системи рухається як матеріальна точка, в якій зосереджена вся маса системи і на яку діє рівнодійна прикладених до системи зовнішніх сил.

Центром мас або центром інерції системи називається геометрична точка С, положення якої характеризує розподіл мас у системі. Положення центра мас визначається радіус вектором , який для системи є дискретним розподілом мас і системи з неперервним розподілом описується формулами

m-маса всієї системи.

Імпульс центра мас дорівнює повному імпульсу системи. Рух центра мас тотожний з поступальним рухом системи. Якщо на систему діють зовнішні сили, то за другим законом Ньютона отримуємо рівняння руху центра масс.

Рух центра мас рухається як матеріальна точка, маса якої дорівнює сумарній масі всієї системи, а діюча сила-геометричній сумі всіх зовнішніх сил, які діють на систему. У замкненій системі імпульс центра мас зберігається:між матеріальними точками системи можуть діяти будь –які сили, система може обертатися,але центр мас системи рухається рівномірно прямолінійно.

Замкнена механічна система - це система тіл, на які не діють зовнішні сили.

Закон збереження імпульсу-імпульс замкненої системи зберігається за величиною й напрямком. Він випливає з третього закону Ньютона, який можна сформулювати ще й так: дія і-ої матеріальної точки на j-ту точку носить характер взаємодії; сили взаємодії чисельно рівні, їх вектори лежать на одній прямій і протилежні за напрямком Замкнена механічна система - це система тіл, на які не діють зовнішні сили.

Закон збереження імпульсу-імпульс замкненої системи зберігається за величиною й напрямком. Він випливає з третього закону Ньютона, який можна сформулювати ще й так: дія і-ої матеріальної точки на j-ту точку носить характер взаємодії; сили взаємодії чисельно рівні, їх вектори лежать на одній прямій і протилежні за напрямком

Замкнена механічна система ¾ це система тіл, на які не діють зовнішні сили.

Закон збереження імпульсу ¾ імпульс замкненої системи зберігається за величиною й напрямком. Він випливає з третього закону Ньютона, який можна сформулювати ще й так: дія і-ої матеріальної точки на j-ту точку носить характер взаємодії; сили взаємодії чисельно рівні, їх вектори лежать на одній прямій і протилежні за напрямком

22. Мірою механічного руху, яка визначає можливість передачі механічного руху від одного тіла до іншого, є кількість руху абоімпульс тіла Р. Імпульс тіла - це векторна фізична величина, напрям якої співпадає з напрямом швидкості v : Р=M*V.Повний імпульс системи тіл Р дорівнює векторний сумі імпульсів окремих тіл: 

Якщо на систему тіл зовнішні сили не діють або вони врівноважені, то така система називається замкнутою,, для неї виконується закон збереження імпульсу: повний імпульс зсщгеиутої системи тіл залишається незмінним за будь-яких взаємодій тіл цієї системи між собою:

Будь-яких сильних взаємодіях тіл або їх частин, наприклад іостріл з рушниці і тому подібне, можна розглядати (йрчі тіла як замкнуту систему, оскільки сили взаємодії Ь більші за інші зовнішні сили.

 Для  замкнутої системи сума проекцій імпульсу на будь-який ; (координатну вісь) не змінюється:

це застосовується при розв'язанні задач на закон збере-^імпульсу. На законі збереження імпульсу заснований ц реактивного руху, що виникає при відокремленні від тіла, одиться в стані спокою, деякої його частини з якоюсь швидкістю. За законом збереження імпульсу:  або тобто друга частина тіла отримає такий же самий імпульс, що і ві­докремлена частина, тільки спря-гис.і.зи           мований протилежно. Це є прин-ивного руху. Реактивний рух здійснюють, наприклад,