Кинематика. Кинематика-ядерная. Кинематика материальной точки и поступательного движения твердого тела
 Скачать 1.4 Mb.
|
Потенциальная энергия:Потенциальная энергия:в поле силы тяжести: в поле упругости: в гравитационном поле: Пусть частица массы m движется под действием некотрой силы F. Найдём элементарную работу, которую совершает эта сила на элементарном перемещении dr. Учтём, что F=mdv/dt и dr=vdt: Работа результирующей силы пропорциональна приращению кинетической энергии T: Приращение кинетической энергии частицы на некотором перемещении равно алгебраической сумме работ всех сил, действующих на частицу на том же перемещении: Если A12>0, то T2>T1, т.е. кинетическая энергия частицы увеличивается, если A12<0, то кинетическая энергия уменьшается. Приращение полной механической энергии частицы на некотором пути равно алгебраической сумме работ всех сторонних сил, действующих на частицу:Если Aстор>0, то полная механическая энергия частицы увеличивается, если же Aстор<0, то уменьшается- механическая энергия изменяется только под действием сторонних сил.Закон сохранения механической энергии частицы:Если сторонние силы отсутствуют или таковы, что не совершают работы в течение интересующего нас времени, то полная механическая энергия частицы в стационарном поле консервативных сил остаётся постоянной за это время, т.е. :Динамика материальной точкиДинамика материальной точки.КинематикаДинамика – раздел механики, изучающий движение тел в связи с причинами, вызывающими это движение. Как движутся тела? Почему движутся тела? Динамика Первый Закон Ньютона Третий Закон Ньютона Второй Закон Ньютона Инерциальные системы отсчётаВ различных системах отсчёта законы механики имеют разный вид. Задача: найти систему отсчёта наиболее удобную для описания механических явлений. Галилей: воздействие обуславливает не саму скорость, а её изменение, т.е. ускорение. Пусть существует такая система отсчёта, в которой ускорение материальной точки обусловлено только взаимодействием её с другими телами. Т.е. свободная материальная точка, не подверженная действию никаких других тел, движется относительно такой системы отсчёта прямолинейно и равномерно, или, по инереции. Такие системы отсчёта – инерциальные системы отсчёта (ИСО). Первый закон Ньютона – закон инерции: скорость любого тела остаётся постоянной, пока воздействие на это тело со стороны других тел не вызовет ее изменения. В инерциальных системах отсчёта выполняется первый закон Ньютона. Законы НьютонаСистема отсчёта, в которой первый закон Ньютона не выполняется или движутся с ускорением относительно инерциальных систем называется неинерциальной системой отсчёта (НИО).Инерциальных систем существует бесконечное множество. Всякая система отсчёта, движущаяся относительно ИСО равномерно и прямолинейно, также является ИСО. Все ИСО равноправны и все законы физики инвариантны относительно перехода из одной ИСО в другую. Т.е. записи законов физики в различных ИСО имеют одинаковую форму. Предположение о существование хотя бы одной ИСО в пространстве приводит к выводу о существовании бесконечного множества таких систем, движущихся друг относительно друга со всевозможными постоянными скоростями. Если ИСО существует, то пространство будет однородным и изотропным, а время – однородным. Однородность пространства – свойства пространства одинаковы в различных точках. Изотропность пространства – свойства в каждой точке одинаковы во всех направлениях, т.е. если поворот системы отсчета на произвольный угол не приведет к изменению результатов измерений. Однородность времени – протекание физических явлений (в одних и тех же условиях) в разное время их наблюдения одинаково. По отношению к НСО пространство будет неоднородным и неизотропным, время- неизотропным. Для количественной характеристики и оценки направления воздействия, оказываемого на данное тело со стороны других тел, вводятся понятие силы, т.е. сила- влияние другого тела на рассматриваемого тело, вызывающее ускорение данного тела. Причина ускорения тела – сила. СИ: ньютон (Н) - Условное деление сил в механике:Силы, возникающие при непосредственном контакте тел (сила давления, трения) Силы, возникающие через посредство создаваемых взаимодействующими телами полями (силы гравитационные, электромагнитные), т.е. действующие независимо от соприкосновения Из опыта: всякое тело «оказывает сопротивление» при любых попытках изменить его скорость по модулю или направлению. Свойтво, выражвющее неподатливость тела к изменению его скорости, называют инертностью. У различных тел оно проявляется в разной степени. Мерой инертности является масса. Тело с большей массой является более инертным. Рассмотрим тележку, движущуюся прямолинейно и равномерно-ускоренно: aF Ускорения, приобретаемые каким-либо телом под действием двух сил подчиняются соотношению: F1/F2= a1/a2 Для разных тел величина F/a будет различной в зависимости от инертности тела: mF/a Тогда, для двух тел обладающих разным ускорением при действии на них равной силы справедливо: m1/m2= a1/a2 Соотношение ma зависит как от состояния материальной точки, так и от состояния окружающих тел. Произведение массы матеиальной точки на её ускорение является функцией положения этой точки относительно окружающих тел, а иногда и функцией её скорости. Эту функцию называют силой. Второй закон Ньютона: произведение массы материальной точки на её ускорение равно действующей на неё силе: |