- •Курс лекций
- •Динамика
- •Законы динамики
- •Основной закон динамики: «произведение массы точки на ускорение, которое она получает под воздействием силы, равно по модулю этой силе, а направление силы совпадает с ускорением».
- •3. Закон Всемирного тяготения
- •Третий закон: (равенство действия и противодействия):
- •Вторая основная задача динамики дифференицальное уравнение свободной материальной точки в декартовых координатах
- •Дифференциальное уравнение движения несвободной точки в форме эйлера.
- •Законы свободного падения галилея
- •Принцип относительной классической механики галилея динамика относительного движения несвободной материальной точки динамическая теорема кориолиса
- •Частные случаи
- •Случай относительного покоя
- •Общие теоремы динамики точки и системы
- •Основные теоремы динамики точки и системы
- •Система материальной точки
- •Теорема об изменении количества движения системы теория импульсов
- •Геометрия масс. Теорема о движении ценра масс механической системы.
- •Кинетический момент точки и систем Теоремы об изменении момента количества движения материальной точки и системы Теорема моментов
- •Кинетический момент системы
- •Дифференциальные уравнения плоского движения твердого тела
- •Работа силы на конечном пути
- •Примеры вычисления работы силы
- •Мощность силы
- •Вычисление кинетической энергии тела в общем случае его движения Теорема Кенига
- •Частные случаи
- •Т еорема об изменении кинетической энергии системы
- •Принцип Германа-Эйлера-Даламбера для несвободной материальной точки («Петербургский принцип»)
- •Частные случаи
- •Принцип Даламбера для Механической системы
- •Частные случаи
- •Обобщенные координаты. Число степеней свободы.
- •Золотое правило механики
- •Обобщенная сила Методы вычисления
- •Дифференциальное уравнение движения механической системы в обобщенных координатах или уравнение Лагранжа 2-го рода
- •Общее уравнение динамики Даламбера-Лагранжа
- •Теория малых колебаний
- •Пример определения равновесия системы и исследование на устойчивость. Определение критериев устойчивости
- •2) Откуда:
- •Потенциальная и кинетическая энергия системы в обобщенных координатах Гармонические колебания
- •Затухающее колебание Диссипативная функция Релея
- •Вынужденные колебания
- •Свойства вынужденных колебаний
- •Теория удара
- •Коэффициент восстановления
- •Теорема об изменении кинетического момента системы при ударе
- •Центр удара
- •Краснодар, 2006 год
Частные случаи
Переносное движение - не равномерное вращение
т.е. справедливо равенство (3)
Переносное движение – равномерное вращение:
Переносное движение неравномерное (поступательное):
Переносное движение равномерное; прямолинейное поступательное:
т.к.
и тогда:
т.е. при переносном поступательном равномерном и прямолинейном движении системы относительное движение несвободной точки в этой системе происходит также как и в неподвижной системе, т.к. описываются одинаковыми уравнениями (4) и (1). Все механические явления в системе отчет , которые движутся по отношению к неподвижной системы равномерно, прямолинейно, поступательно происходит также как и в неподвижной системе и никакими методами и измерениями,( наблюдениями) нельзя обнаружить движение подвижной системы.
( Принцип относительной классической механики Галилея).
Случай относительного покоя
Если , , , , то , тогда уравнение (3) примет вид:
В случае относительного покоя несвободной материальной точки она находится в динамическом равновесии под воздействием заданных сил (равнодействующая ), динамической реакции связи (равнодействующая ) и переносной силы инерции ( ), геометрическая сумма которых равна нулю, и выражает принцип Даламбера для несвободной материальной точки.
При , получим N=0, т. е. состояние невесомости
НЕВЕСОМОСТЬ материальной точки – отсутствие давления этой точки на каждое из тел с которым оно может соприкасаться. Система отсчета в которой наблюдается невесомость называется собственной системой отсчета, в ней выполняются условия: главный вектор и главный момент относительно любого центра приведения равны 0. Это соотношение можно создать искусственно в самолете.
Общие теоремы динамики точки и системы
Две основных меры механического движения и действия силы.
Импульс силы. Теорема импульсов.
Динамика рассматривает 2 случая преобразования механического движения;
1)механическое движение формально переносится с одной системы на другую в результате непосредственного взаимодействия (соударение бильярдных шаров).
2)Механическое движение превращается в другую форму материи (тепло).
Многолетний спор по поводу мер механического движения закончил Ф. Энгельс:
*мера движения в первом случае - количество движения.
* Мера механического действия силы- импульс (S) (Нсек)
*Во втором случае – кинетическая энергия
- мера действия силы - работа A= Р∙Х (Нм)
Основные теоремы динамики точки и системы
Импульс силы. Теорема о количестве движения материальной точки. Примеры.
Для характерного действия силы на точку за определенный промежуток времени вводится понятие импульса силы.
Элементарный импульс , а полный (Н сек)
В проекции на ось:
; ; ; так как или:
(1)- теорема о количестве движения
материальной точки в дифференциальной форме.
Дифференциал от количества движения равен элементарному импульсу силы действия на точку за определенный промежуток времени:
Интегрируя выражение (1):
(2)
Если F есть равнодействующая, то - импульс равнодействующей.
Изменение количества движения материальной точки за определенный промежуток времени равно импульсу действующей силы за этот же промежуток времени.
В координатной форме:
(5)
= (8)
т.е. изменение проекции количества движения точки на ось равно проекции импульса на соответствующую ось.
Пример.
Дано: АВ= ; m; fтр; α; Vo=Va=0
Найти: время t, при перемещении тела на
Если F есть равнодействующая, то - импульс равнодействующей.
α
Т.к. , то
;
Vx=At Vx=
…. секунд
Если силы, действующие на точку, непостоянны, то - выражается как площадь
фигуры ABC.