Динаміка №1

1. Що вивчає динаміка? Якою є основна задача динаміки?

Динаміка - це розділ механіки, в основі якого лежить кількісний опис взаємодії тіл, яка визначає характер їхнього руху.

Основна задача динаміки – вивчити можливі взаємодії тіл з’ясувати закони яким підпорядковуються рух і взаємодія тіл, і на основі цих законів уміти визначати положення тіл у будь-який момент часу.

2. За яких умов тіло зберігає швидкість свого руху?

Якщо на тіло не діють інші тіла або дія цих тіл компенсується, то тіло рухається рівномірно і прямолінійно.

3. Яке тіло називають вільним? Як рухається вільне тіло? Як називають такий рух?

Тіло, на яке не діють інші тіла та поля називають вільним. Вільне тіло рухається за інерцією, тобто рівномірно і прямолінійно.

4. У чому полягає явище інерції?

Явище збереження тілом стану спокою або рівномірного прямолінійного руху за умови, що на нього не діють інші тіла та поля або їхні дії скомпенсовані, називають явищем інерції.

5. Сформулюйте перший закон механіки Ньютона (закон інерції)

Перший закон Ньютона: існують такі системи відліку відносно яких тіло зберігає стан спокою або рівномірного прямолінійного руху якщо на нього не діють інші тіла або дія їх компенсується.

6. Які системи відліку називають інерціальними?

Інерціальні системи відліку – це системи відліку відносно яких швидкість руху тіла залишається сталою, якщо на нього не діють інші тіла та поля або їхні дії скомпенсовані.

Будь-яка система відліку, що рухається відносно землі рівномірно прямолінійно є інерціальною.

7. Які системи відліку називають неінерціальними?

Неінерціальні системи відліку – це системи відліку відносно яких швидкість руху тіла не залишається сталою (тіло рухається з прискоренням), якщо на нього не діють інші тіла та поля або їхні дії скомпенсовані.

Будь-яка система відліку, що рухається відносно землі з прискоренням є неінерціальною.

8. Що є причиною прискорення руху тіла?

Дія на тіло інших тіл або полів дія яких не компенсується викликають прискорений рух тіла.

9. Які види взаємодій ви знаєте?

Розрізняють чотири фундаментальні види взаємодії: гравітаційна, електромагнітна, сильна і слабка взаємодія.

10. Дайте визначення сили. Якою є одиниця сили в СІ? Дайте її визначення.

Сила - це векторна фізична величина, що є кількісною мірою дії на тіло інших тіл.

Одиниця сили в СІ - Ньютон (Н)

1Н – дорівнює силі, яка діючи на тіло масою 1кг, надає йому прискорення 1м/с².

11. Що потрібно знати, щоб визначити силу?

Щоб повністю визначити силу, слід вказати її значення, зазначити її напрямок і точку (або тіло), до якої ця сила прикладена.

12. Дайте визначення рівнодійної сили

Рівнодійна сила – це сила дія якої еквівалентна (рівноцінна) дії всіх сил прикладених до тіла і рівна геометричній сумі всіх сил прикладених до тіла.

де - кількість сил, що діють на тіло.

13. Яким приладом визначають силу?

Динамометр – прилад для вимірювання сили.

14. Дайте визначення інертності.

Властивість тіла,які полягає в тому, що для зміни швидкості руху тіла потрібен деякий час, називають інертністю.

15. Дайте визначення маси тіла. Якою є її одиниця в СІ?

Маса - фізична величина, яка є мірою інертності та мірою гравітації тіла.

Одиниця маси в СІ – кілограм (кг).

16. Назвіть основні властивості маси.

Основні властивості маси.

1. Маса тіла –величина інваріантна: вона не залежить від вибору системи відліку

2. Маса тіла не залежить від швидкості руху тіла (в класичній механіці).

3. Маса тіла – величина адитивна: маса тіла дорівнює масі всіх частинок з яких складається тіло.

4. у класичній механіці виконується закон збереження маси: у ході будь-яких процесів у системі тіл загальна маса системи залишається незмінною.

1. Що означає виміряти масу тіла? Які способи вимірювання маси тіла ви знаєте?

Виміряти масу тіла означає порівняти її з масою еталона. Найпростіший спосіб вимірювання маси тіл – зважування. Якщо зважити тіло неможливо, то масу тіла можна визначити через взаємодію тіла з іншим тілом-еталоном за формулою

18. Від яких чинників залежить прискорення руху тіла?

Прискорення руху тіла залежить від діючої на тіло сили та від маси тіла.

19. Сформулюйте другий закон Ньютона, запишіть його математичний вираз.

Другий закон Ньютона: Прискорення, якого набуває тіло внаслідок дії сили прямо пропорційне цій силі та обернено пропорційне масі тіла.

Другий закон Ньютона: Сила, що діє на тіло дорівнює добутку маси тіла на надане цією силою тілу прискорення.

Другий закон Ньютона: Сила, що діє на тіло дорівнює швидкості зміни імпульсу тіла.

20. Чому другий закон Ньютона називають основним законом динаміки?

Другий закон Ньютона називають основним законом динаміки, тому що він дозволяє вирішити основну задачу механіки – визначити положення тіла в будь-який момент часу.

21. Що можна сказати про напрямок сили та напрямок прискорення, яке

ця сила надає тілу?

Напрямок сили та напрямок прискорення, яке ця сила надає тілу співпадають (це випливає з другого закону Ньютона).

22. Як записати другий закон Ньютона, коли на тіло діють кілька сил?

Якщо на тіло одночасно діє кілька сил, то у формулі, яка є математичним записом другого закону Ньютона, силу слід розуміти як рівнодійну всіх сил, прикладених до тіла. У цьому випадку другий закон Ньютона модна записати так:

Останньою формулою зручно користуватись для розв’язування задач.

23. Сформулюйте закон інерції, спираючись на другий закон Ньютона.

Перший закон Ньютона: тіло перебуває у стані спокою або рухається з постійною швидкістю ( ), якщо рівнодійна сил прикладених до тіла, дорівнює нулю.

24. Якою є умова рівноприскореного руху тіла?

Тіло рухається рівноприскорено, якщо рівнодійна сил, прикладених до тіла, не змінюється з часом.

25. Сформулюйте третій закон Ньютона. Яким є його математичний запис?

Третій закон Ньютона: тіла взаємодіють з силами рівними за модулем і протилежними за напрямком.

26. Що можна сказати про природу сил, які виникають, під час взаємодії тіл?

Сили, які виникають, під час взаємодії тіл завжди мають однакову природу (взаємодія Місяця і Землі – гравітаційна природа, взаємодія

заряджених тіл – електромагнітна природа)

27. Чому сили, які виникають під час взаємодії тіл, не зрівноважують одна одну?

Сили, що виникають під час взаємодії тіл, прикладені до різних тіл, тому не можуть компенсувати одна одну.

28. Яку взаємодію називають гравітаційною?

Гравітаційна взаємодія – взаємодія, яка є властивою всім тілам у всесвіті і виявляється у їхньому взаємному притяганні один до одного.

29. Сформулюйте та запишіть закон всесвітнього тяжіння.

Закон всесвітнього тяжіння: два точкових тіла взаємодіють між собою з силами взаємного притягання прямо пропорційними добутку мас цих тіл і обернено пропорційними квадрату відстані між ними

де т_{1 ,}т₂ – маси тіл, що взаємодіють

- відстань між тілами

- гравітаційна стала

30. Яким є фізичний зміст гравітаційної сталої?

Гравітаційна стала чисельно дорівнює силі гравітаційного притягання двох матеріальних точок масою 1кг кожна, які перебувають на відстані 1м одна від одної.

31. Як і ким було визначене значення гравітаційної сталої? Чому воно дорівнює?

Гравітаційну сталу вперше виміряв англійський учений Генрі Кавендіш у 1798 році за допомогою крутильних терезів.

32. Дайте визначення сили тяжіння. Запишіть формулу для обчислення сили тяжіння.

Сила тяжіння – це сила, що характеризує гравітаційну взаємодію тіл з Землею

33. Як напрямлена сила тяжіння?

Сила тяжіння завжди напрямлена до центру Землі (вертикально вниз).

34. Як називають точку прикладання сили тяжіння?

Сила тяжіння прикладена до точки, яку називають центром тяжіння. Центр тяжіння – це точка відносно якої сума моментів сил тяжіння всіх частин тіла дорівнює нулю (це точка в якій «начебто сконцентрована» вся маса тіла).

35. Яка прискорення називають прискоренням вільного падіння?

Прискоренням вільного падіння – це прискорення, якого набуває тіло під дією сили тяжіння і чисельно дорівнює силі з якою гравітаційне поле Землі діє на тіло масою 1 кг

36. Як розрахувати прискорення вільного падіння поблизу поверхні Землі та на висоті h над Землею?

37. Від яких чинників залежить прискорення вільного падіння?

Прискорення вільного падіння залежить від висоти тіла над поверхнею Землі (зменшується в разі підняття тіла над поверхнею землі), а також від географічної широти місцевості (воно незначно менша в міру просування від полюса до екватора )

38. Який вигляд мають рівняння проекції швидкості, переміщення та координати тіла, якщо тіло кинуте вертикально? Якою є траєкторія руху тіла в цьому випадку?

Траєкторією руху тіла кинутого вертикально є пряма лінія.

39. Якою є траєкторія руху та який вигляд матимуть рівняння руху, якщо тіло кинуте горизонтально?

Траєкторією руху тіла, кинутого горизонтально є вітка параболи. Відносно осі ОХ тіло рухається рівномірно зі швидкістю , а відносно осі ОУ вільно падає.

40. Якою є траєкторія руху та який вигляд матимуть рівняння руху, якщо тіло кинуте під кутом до горизонту?

Траєкторією руху тіла, кинутого під кутом до горизонту є параболи. Відносно осі ОХ тіло рухається рівномірно, а відносно осі ОУ рівнозмінно.

41. Як визначити модуль і напрямок швидкості руху тіла під дією сили тяжіння в будь-який момент часу?

Швидкість тіла при криволінійному русі завжди спрямована по дотичній до траєкторії руху.

42. Чому в разі певної швидкості руху тіло, кинуте горизонтально не впаде на Землю?

При певній швидкості руху тіло, кинуте горизонтально не впаде на Землю, тому що Земля має форму кулі і на скільки тіло буде наближатись до поверхні Землі настільки Земля буде віддалятись від тіла .

43. Дайте визначення першої космічної швидкості.

Перша космічна швидкість – швидкість, яку треба надати тілу в момент запуску з даної планети, щоб тіло стало її штучним супутником і при цьому рухалося ю по колу центр якого збігається з центром самої планети .

44. Запишіть формулу для розрахунку першої космічної швидкості для супутника на висоті над поверхнею Землі.

45. Запишіть формулу для розрахунку першої космічної швидкості поблизу поверхні Землі. Чому вона дорівнює?