- •1. Кинематика частицы (основные понятия кинематики, прямолинейное и криволинейное движение).
- •2. Инерциальные системы отсчета. Законы Ньютона и границы их применимости. Механический принцип относительности.
- •3. Законы сохранения в нерелятивистской механике.
- •4. Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле.
- •5. Механические колебания. Свободные, затухающие и вынужденные колебания линейного осциллятора.
- •6. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции в системах, движущихся поступательно и во вращающихся системах отсчета.
- •7. Мкт. Основное уравнение кинетической теории газов. Газовые законы. Уравнение Менделеева-Клапейрона.
- •8. Явления переноса в газах.
- •9.Внутренняя энергия. Теплота. Работа. Первый закон термодинамики. Второй закон термодинамики.
- •11. Равновесие фаз, фазовые переходы. Уравнения Клапейрона-Клаузиуса.
- •12. Взаимодействие неподвижных зарядов. Электростатическое поле и его характеристики.
- •13. Электрическое поле в проводниках и диэлектриках. Поляризация диэлектриков.
- •14. Постоянный электрический ток. Классическая теория электропроводности металлов.
- •15. Магнитное поле в вакууме. Взаимодействие токов. Сила Ампера. Сила Лоренца.
- •16. Магнитное поле в веществе. Диа-, пара- и ферромагнетизм
- •17. Явление электромагнитной индукции, опыты Фарадея.
6. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции в системах, движущихся поступательно и во вращающихся системах отсчета.
Законы Ньютона выполняются только в инерциальных системах отсчета Системы отсчета, движущиеся с ускорением относительно инерциальных, называют неинерциальными. В этих системах законы динамики можно применять, если кроме сил, обусловленных воздействием тел друг на друга, ввести рассмотрение сил особого рода – так называемых сил инерции. Проявление этих сил необходимо учитывать:
при ускоренном поступательном движении системы отсчета;
при рассмотрении тел, покоящихся во вращающейся системе отсчета;
при рассмотрении тел, движущихся во вращающейся системе отсчета.
Если вагон движется с ускорением , то наблюдатели в разных системах отсчета видят разные явления. Для наблюдателя, находящегося в системе К: шар покоится: . Трения нет, законы Ньютона не нарушаются.
Для наблюдателя в системе К’ шар движется с ускорением , направленным против ускорения вагона, причем
По второму закону Ньютона наблюдатель в системе К’ скажет, что на шар массой m действует сила , но нет тела, вызывающего действие этой силы, хотя . То есть, в неинерциальных системах отсчета не «работают» законы Ньютона. Введем силу инерции, которая вызвана не взаимодействием тел. а является результатом ускоренного движения системы отсчета .Для наблюдателя в системе К’ второй закон Ньютона: .
Уравнение преобразуем, умножив обе его части на массу: Следовательно,
Таким образом, на все тела, находящиеся в поступательно движущихся системах отсчета кроме обычных сил действуют силы инерции, равные произведению массы тела и ускорения системы, взятому с обратным знаком. Уравнение движения в неинерциальных системах отсчета имеют такой же вид, как в инерциальных системах отсчета, только в сумму действующих на него сил входят наряду с ньютоновскими и силы инерции: .
Для наблюдателя в системе К’ шар покоится. Это возможно, если сила упругости уравновешивается равной и противоположно направленной ей силой : . Сила называется центробежной силой инерции, направлена по горизонтали от оси вращения диска и равна: .
Итак, во вращающихся системах отсчета на все движущиеся тела действуют две силы инерции – центробежная сила и сила Кориолиса.
Обобщим полученный результат для всех неинерциальных систем отсчета и получим основной закон динамики для неинерциальных систем отсчета: .
Силы инерции действуют только в неинерциальных системах отсчета. В инерциальных системах отсчета таких сил не существует.