рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.

Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. - Методические Указания, раздел Философия, Физика. Физические основы механики. Динамика твердого тела Системы Отсчета, Движущиеся Ускоренно Относительно Одной Из Инерциальных Сист...

Системы отсчета, движущиеся ускоренно относительно одной из инерциальных систем отсчета, называются неинерциальными.

Рассмотрим две системы отсчета, движущиеся друг относительно друга со скоростью , являющейся функцией времени.

x = x' +uсt;

y' = y;

(1.48)

z' = z;

Дифференцируя по времени, получим закон сложения скоростей:

ux = ux' + uс(t);

uy = uy';

uz = uz';

Здесь ux' , uy', uz' - это проекции вектора относительной скорости тела u' (по отношению к системе отсчета К'), а ux, uy, uz - это проекции вектора абсолютной скорости u (по отношению к системе отсчета К). В векторной форме закон сложения скоро­стей имеет вид

= ' + (t).

Ускорения будут связаны соотношениями:

ax = ax' + aс;

ay = ay';

az = az';

или в векторной форме:

;

Уравнение движения материальной точки, массой m, на которую действует сила относительно неподвижной системы отсчета, будет иметь вид:

или

;

Второй закон Ньютона в системах отсчета, движущихся с ускорением, включает в число сил, действующих на тело, взятое с обратным знаком произведение массы тела на ускорение системы. Это произведение, учитывающее ускоренное движение системы отсчета, носит название силы инерции. Для составления уравнений движения тела относительно системы отсчета, движущейся с ускорением, к результирующей сил, действующих на тело, надо добавить силу инерции.

Силы инерции обусловлены ускоренным движением системы отсчета относительно одной из инерциальных систем отсчета, поэтому в общем случае нужно учитывать следующие случаи проявления этих сил:

-силы инерции при ускоренном поступательном движении системы отсчета;

- силы инерции, действующие на тело, покоящееся во вращающейся системе отсчета;

- силы инерции, действующие на тело, движущееся во вращающейся системе отсчета;

Пример с лифтом, движущимся вверх:

В инерциальной системе отсчета:

R - mg = ma;

R - mg = m ('+с);

Т.к. через некоторое время ' = 0, то

R - mg = maс; или

R = mg + maс;

В неинерциальной системе отсчета: R - mg – maс = 0;

R = mg + maс;

 

Относительно системы отсчета, связанной с вращающимся диском, шарик покоится, что возможно, если сила F уравнове­шивается равной и противоположно направленной ей силой которая является силой инерции, так как на шарик никакие дру­гие силы не действуют. Сила называетсяцентробежной си­лой инерции, направлена по горизонтали от оси вращения диска и равна

Fцб = mw2 R;

 

Силы инерции, действующие на тело, движущееся во вращающейся системе отсчета. Сила Кориолиса

 

(u’ = const,

w = const,

u' ^w).

 

Это возможно лишь тогда, если на шарик действует сила, перпендику­лярная скорости u' .

Эта сила называетсякориолисовой силойинерции. Она равна

к = 2m[,];

Вектор к лежит в плоскости диска и перпендикулярен векторам ско­рости u' тела и угловой скорости враще­ния системы отсчета в соответствии с правилом правого винта.

 

Основной закон динамики для неинерциальных систем отсчетаимеет вид:

m' = + ин +цб +к

Обратим внимание еще раз на то, что силы инерции вызы­ваются не взаимодействием тел, а ускоренным движением си­стемы отсчета. Поэтому они не подчиняются третьему закону Ньютона, так как если на какое-либо тело действует сила инер­ции, то не существует противодействующей силы, приложенной к данному телу.

Принцип эквивалентности гравитационных сил и сил инерции(принцип эквивалентности Эйнштейна): все физические явления в поле тяготения происходят совершенно также, как и в соответствующем поле сил инерции, если напряженности обоих полей в соответствующих точках пространства совпадают, а прочие начальные условия для рассматриваемых тел одинаковы.


– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Физика. Физические основы механики. Динамика твердого тела

Литература по лекциям методические указания по решеню задач..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Предмет, задачи и методы физики
  Мир есть закономерное движение материи, совершающееся в пространстве и времени. Каждая наука занимается изучением определенных форм движения материи.  

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ
Механика– часть физики, которая изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение. Механическое движение– это изменение с теч

Скорость.
Скорость- является векторной величиной, которая определяет как быстроту движения, так и его направление в данный момент времени. Средняя скоростьэто скорость те

Ускорение
  Ускорение- это физическая величина, характеризующая быстроту изменения вектора скорости.   Средним ускорением

Угловая скорость и угловое ускорение.
Любое движение твердого тела можно представить как комбинацию поступательного и вращательного движений. Поступательное движение– это движение, при котором любая прямая, жестк

Основы динамики.
Сила – это векторная физическая величина, характеризующая взаимодействие тел. Взаимодействия

Законы Ньютона.
Первый закон Ньютона: Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны дру

Сухое трение
Различают три вида сухого трения: трение покоя, трение скольжения и трение качения. Трение покоя.

Закон всемирного тяготения
 

Силы упругости
При деформации тела возникает сила, которая стремится восстановить прежние размеры и форму тела. Эта сила возникает вследствие электромагнитного взаимодействия между атомами и молекулами вещества.

Закон сохранения импульса
Совокупность взаимодействующих между собой тел образует механическую систему. Если движение таково, что размеры и формы отдельных тел, образующих систему, не играют роли, то

Центр масс. Движение центра масс механической системы.
Центром масссистемы материальных точек с координатами х1 и х2 называется точка хс делящая расстояние между ними на части обратно пропорциональные их м

Преобразования Галилея. Принцип относительности Галилея.
  Одну из этих систем (К) будем условно считать неподвижной. Другая же система (К') пусть движется равномерно и прямолинейно со скоростью

Работа и энергия
Энергия- универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. В механике различают два вида энергии : энергию определяемую скоростями тел - кинетическую энергиюи энергию, кото

Работа силы и кинетическая энергия.
  Работа, совершаемая в стационарном поле при перемещении тела из некоторой точки М1 в точку М2 равна

Потенциальная энергия
Потенциальная энергия- механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними. Если работа, совершаемая действующими сил

Закон сохранения механической энергии.
  Рассмотрим систему материальных точек массами m1, m2,… mn, движущихся со скоростями u1, u2 ...u

Уравнение движения вращающегося тела

Вычисление момента инерции некоторых тел
J = ;

Работа внешних сил при вращении твердого тела.
Рассмотрим теперь вращение тела с энергетической точки зрения. Допустим, что в некоторой точке тела приложена сила (в плоскости, перпендикулярной оси вращения), направление кото­рой совпадает с век

Давление в жидкости и газе.
  Молекулы газа, совершая беспорядочное, хаотическое дви­жение, не связаны или слабо связаны силами взаимодействия, поэтому они движутся свободно и в результате соударений стре­мятся

Стационарное течение жидкости. Уравнение неразрывности
Движение жидкостей называетсятечением, а совокупность частиц движущейся жидкости —потоком. Абсолютно несжимаемая и абсолютно н

Уравнение Бернулли
При протекании некоторой массы жидкости Dm, будет совершаться механическая работа, т.к. на эту

Следствия из уравнения Бернулли
Трубка Вентури

Вязкость (внутреннее трение). Ламинарный и турбулентный режимы течения жидкостей
Вязкость (внутреннее трение) — это свойство реальных жидкостей оказывать сопротивление перемещ

Метод Стокса.
Этот метод определения вязкости основан на измерении скорости медленно движущихся в жидкости небольших тел сферической формы. Сила тяжести Р =

Метод Пуазейля.
Этот метод основан на ламинарном течении жидкости в тонком капилляре. Рассмотрим капилляр радиусом R

Постулаты специальной теории относительности.
  Классическая механика Ньютона, как теория движения, долгое время находилась в полном согласии с опытом, пока не были проведены эксперименты по определению скорости света. Применение

Релятивистская кинематика
  1. Из преобразований Лоренца видно, что относительные скорости имеют верхнюю границу u< с, при u> с

Релятивистский закон сложения скоростей.
В системе S’ точка движется с относительной скоростью . Система S’ движется относительно

Основной закон релятивистской механики.
Эйнштейн показал, что форма записи второго закона Ньютона сохраняется, если

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги