Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

В механике


Консервативные и неконсервативные силы

Все силы в механике делятся на консервативные и неконсервативные. Такое деление связано с понятием "потенциальная энергия", которое рассматривается далее. В связи с этим, консервативные силы являются потенциальными, а неконсервативные – не потенциальными.

· Консервативнымисиламиназывают силы, работа которых не зависит от формы траектории, а только от начального и конечного положения движущейся материальной точки, к которой они приложены.

Консервативные силы зависят от взаимного расположения материальных точек (тел) системы, т. е. от ее конфигурации, а также от положения системы во внешних силовых полях. Отметим сразу, что в механике рассматриваются следующие консервативные силы: сила всемирного тяготения, сила тяжести и упругости. К консервативным силам относят также силу Кулона, описывающую взаимодействие заряженных частиц.

· Все силы, которые не являются консервативными, например, диссипативные и гироскопические силы, относят к неконсервативным силам.

· Диссипативными[4] силаминазывают силы, полная работа которых в замкнутой системе всегда отрицательна.

Диссипативные силы зависят не только от взаимного расположения взаимодействующих тел, но и от их относительной скорости. К ним, например, относятся сила трения скольжения, сила сопротивления движению в жидкой или газовой среде. Направление диссипативных сил всегда противоположно направлению относительной скорости взаимодействующих тел. В разделе будет показано, что, в самом общем случае, механическая энергия системы может не сохраняться. Одна из причин этого заключается в действии диссипативных сил, которые приводят к частичному или полному переходу механической энергии во внутреннюю энергию.

· Гироскопическимисиламиназывают силы, которые действуют перпендикулярно скорости движения частицы (тела) и зависят от ее величины.

Гироскопической силой является, например, сила Лоренца . В силу специфической направленности гироскопических сил они не совершают работы, не изменяют модуль скорости, а только изменяют ее направление. Действительно, вектор векторного произведения перпендикулярен V, поэтому:



.

Возвращаясь к изучению свойств консервативных сил, докажем их основное свойство:

· работа консервативных сил по любой замкнутой траектории равна нулю.

Пусть материальная точка (система) из положения 1 перешла в положение 2 по траектории 132 (см. рис. 4.3).

  Рис. 4.3. Свойство консервативных сил

При этом консервативной силой F, действующей на нее, была совершена работа . Предположим, что при переходе в положение 2 по траектории 142, работа равна . По определению консервативных сил имеем . Заметим теперь, что работы, совершенные на участках 142 () и 241 () отличаются знаком: т. е. . Это связано с тем, что на каждом элементарном участке траектории 241 угол b между вектором F и вектором перемещения dr2=dr241 является дополнительным к углу a между векторами F и вектору dr1=dr142, который противоположен вектору dr2. По этой причине знак функции косинуса (и работы) в выражении (4.1) изменяется на противоположный.

На основании (4.5) заключаем, что работа консервативных сил по замкнутой траектории 13241 А13241 равна сумме работ А132 и А241 вдоль траекторий 132 и 241, соответственно:

А13241= А132+ А241= А132=0.

Сформулированное утверждение доказано.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
 | Работасилы тяжести

Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 1215; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2021) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.002 сек.