14. Масса тела и ее свойства. Центр масс системы.
Отношение величины силы, действующей на тело, к приобретенному телом ускорению постоянно для данного тела. Масса тела и есть это отношение.
1. |
Масса=Сила/ускорение m=F/a
|
Масса тела является неизменной характеристикой данного тела, не зависящей от его местоположения. Масса характеризует два свойства тела:
Инерция
Тело изменяет состояние своего движения только под воздействием внешней силы.
Тяготение
Между телами действуют силы гравитационного притяжения.
Эти свойства присущи не только телам, т.е. веществу, но и другим формам существования материи (например излучению, полям). Справедливо следующее утверждение:
Масса тела характеризует свойство любого вида материи быть инертной и тяжелой, т.е. принимать участие в гравитационных взаимодействиях.
Центр масс и система центра масс
В
любой системе частиц имеется одна
замечательная точка С-
центр
инерции,
или центр
масс,
- которая обладает рядом интересных и
важных свойств. Центр масс является
точкой приложения вектора импульса
системы
,
так как вектор любого импульса является
полярным вектором. Положение точки С
относительно
начала О
данной системы отсчета характеризуется
радиусом-вектором, определяемым следующей
формулой:
|
(4.8) |
где
-
масса и радиус-вектор каждой частицы
системы, M
- масса всей
системы (рис. 4.3).
|
15. Импульс материальной точки, системы материальных точек и твердого тела.
Импульсом материальной точки называют величину равную произведению массы точки на ее скорость.
Обозначим
импульс (его также называют иногда
количеством движения) буквой
.
Тогда
.
(2)
Из формулы (2) видно, что импульс — векторная величина. Так как m > 0, то импульс имеет то же направление, что и скорость.
Единица импульса не имеет особого названия. Ее наименование получается из определения этой величины:
[p] = [m] · [υ] = 1 кг · 1 м/с = 1 кг·м/с .
Момент импульса материальной точки относительно точки O определяется векторным произведением
,
где
—
радиус-вектор, проведенный из точки O,
—
импульс материальной точки.
Момент
импульса материальной точки относительно
неподвижной оси
равен проекции на эту ось вектора момента
импульса, определенного относительно
произвольной точки O данной оси. Значение
момента импульса
не зависит от положения точки O на оси
z.
Момент
импульса твердого тела
относительно оси есть сумма моментов
импульса отдельных частиц, из которых
состоит тело относительно оси. Учитывая,
что
,
получим
.
Если сумма моментов сил, действующих на тело, вращающееся вокруг неподвижной оси, равна нулю, то момент импульса сохраняется (закон сохранения момента импульса):
.
Производная момента импульса твердого тела по времени равна сумме моментов всех сил, действующих на тело:
.
16. Фундаментальные и нефундаментальные взаимодействия. Сила как мера взаимодействия тел. Свойства силы.
Фундамента́льные взаимоде́йствия — качественно различающиеся типы взаимодействия элементарных частиц и составленных из них тел.
На сегодня достоверно известно существование четырех фундаментальных взаимодействий:
- гравитационного
- электромагнитного
- сильного
- слабого
При этом электромагнитное и слабое взаимодействия являются проявлениями единого электрослабого взаимодействия.
|
Сила - векторная величина, характеризующая механическое действие одного тела на другое, которое проявляется в деформациях рассматриваемого тела и изменении его движения относительно других тел.
Сила характеризуется модулем и направлением. Модуль и направление силы не зависят от выбора системы отсчета.
Понятие силы относится к двум телам. Всегда можно указать тело, на которое действует сила, и тело со стороны которого она действует.
Способы измерения силы: -определение ускорения эталонного тела под действием данной силы; - определение деформации эталонного тела.