Условия равновесия тел

Статика

Динамика

Примеры.

ЛЕКЦИЯ 2

Динамика изучает законы движения тел и причины, которые вызывают или изменяют это движение.

1. Первый закон Ньютона.

Существуют такие системы отсчета, относительно которых движущиеся тела сохраняют свою скорость постоянной, если на них не действуют другие тела (или влияние других тел компенсируется). Такие системы отсчета называются инерциальными (ИСО).

Под понятием «сила» подразумевают меру воздействия одного тела на другое. Сила – векторная величина; она характеризуется модулем (абсолютной величиной), направлением и точкой приложения. За единицу силы в СИ принимается сила, которая сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с². Эта единица называется ньютоном, 1Н=1кг ∙1 м/с² =1 кг∙ м/с².

Второй закон Ньютона.

Ускорение, получаемое телом, прямо пропорционально равнодействующей всех сил и обратно пропорционально массе тела:

.

Запишем следствия из второго закона Ньютона:

а) если на два тела разных масс действуют равные по модулю силы, то отношение ускорений тел обратно пропорционально их массам. Сделаем вывод:

Так как , то , или по модулю ,

откуда ;

б) если на два тела разных масс действуют равные по модулю силы, то ускорения, приобретаемые телами, прямо пропорциональны действующим силам. Сделаем вывод:

; так как , то

Третий закон Ньютона формулируется так: при взаимодействии двух тел они действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной прямой, равными по модулю и противоположными по направлению:

.

Эти силы приложены к разным телам, взаимодействующим между собой.

2. Закон всемирного тяготения был открыт Исааком Ньютоном; закон формулируется так: сила взаимного притяжения двух тел прямо пропорциональна произведению масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

,

где G = 6,67∙10^-11 - гравитационная постоянна.

Физический смысл гравитационной постоянной заключается в следующем: она показывает, что два тела массами по 1 кг, находящиеся на расстоянии 1 м друг от друга, притягиваются с силой 6,67∙10^-11 Н.

Пример: сила тяжести. Если на тело действует только сила тяжести, то оно совершает свободное падение.

Весом тела называется сила, с которой тело, притягиваясь к Земле, действует на горизонтальную опору или на подвес.

Вообще во всех инерциальных системах отсчета вес тела равен по модулю силе тяжести. Вес тела – это сила, приложенная к опоре, а сила тяжести приложена к телу.

Невесомость – состояние, когда тело не давит на опору или подвес вследствие притяжения к Земле.

При движении тела с ускорением вертикально вверх вес тела увеличивается: .

При движении тела с ускорением вертикально вверх вес тела уменьшается: .

3. Импульс силы – мера действия силы за некоторый промежуток времени.

.

Импульс тела – физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость.

.

Импульс силы равен изменению импульса тела:

.

Закон сохранения импульса. Суммарный импульс тел до взаимодействия равен суммарному импульсу тел после их взаимодействия.

.

Энергия – это физическая величина, которая является общей количественной мерой движения и взаимодействия всех видов материи.

С понятием энергии приходится встречаться во всех науках о природе и во всех отраслях техники.

ЛЕКЦИЯ 3

Статика – раздел механики, в котором рассматривается равновесие тел.

Момент силы – физическая величина, равная произведению силы на плечо силы. .

,

где l – плечо силы.

Плечо силы – расстояние от оси вращения до линии действия силы.

Момент силы, вращающий тело против часовой стрелки считается положительным, а момент, вращающий тело по часовой стрелки – отрицательный.

Равновесие твердого тела относительно инерциальной системы отсчета – это такое состояние, при котором тело может покоиться; двигаться поступательно; равномерно и прямолинейно; равномерно вращаться относительно оси, проходящий через центр масс.

1. Векторная сумма всех сил, действующих на тело равна нулю:

.

2. Алгебраическая сумма моментом всех сил, действующих на тело, равна нулю:

.

Дата добавления: 2017-01-14