Предмет и структура физики

Предмет и структура физики.

Основным методом исследования в физике является опыт.В результате обобщения опытных фактов устанавливаются физические законы в виде соотношений… Физический закон – это устойчивая, повторяющаяся, объективная закономерность,… По мере накопления опытных данных рано или поздно происходит уточнение законов, смена теорий.

Предмет механики.

Механическое движение – изменение в течение времени положения тел относительно друг друга. 1)Кинематика – раздел физики, изучающий движение тел, пренебрегая причинами,… Механика: ньютоновская (классическая) (υ<<c,ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями…

Вычисление пройденного пути. Средняя скорость прохождения пути.

       

Фото-0984.

Основная задача механики.

Основная задача механики- определение координат тела известной массы и его скорости в любой момент времени по силам, действующим на тело, и по известным начальным условиям.

Механика – раздел физики, изучающий закономерности движения, причины, вызывающие или меняющие это движение.

Без знаний механики нельзя представить развитие современного машиностроения.

Абсолютно твердое тело. Поступательное и вращательное движение. Вектора элементарного угла поворота, угловой скорости и углового ускорения. Связь линейных и угловых характеристик движения.

Абсолютно твердое тело - тело деформациями которого можно пренебречь в данной задаче.

Поступательное движение – движение при котором любая прямая, жестко связанная с телом остается при своём движение параллельно самой себе.

При поступательном движении вектора r₁₂=const. Отсюда r₂=r₁+r₁₂, отсюда r₂=r₁, отсюда υ₂=υ₁, а₁=а₂

Следовательно, для описания поступательного движения твердого тела достаточно знать, как движется одна из его точек.

Вращательное движение – движение тела, при котором все его точки движутся по окружности, центры которых лежат на одной прямой, называемой осью вращения, а плоскости окружности перпендикулярны оси вращения.

Угловая скорость – это вектор ω, численно равный первой производной от угла поворота по времени, и направленный вдоль оси вращения в направлении dφ (ω и dφ всегда направлены в одну сторону).

ω=lim ∆φ/∆t=dφ /dt при ∆t→0

Угловая скорость направлена вдоль оси вращения в сторону, определяемую правилом правого винта. Как и угол поворота ∆φ, она является псевдовектором

При неравномерном вращении вектор угловой скорости может менять как свою величину, так и свое направление за счет поворота оси вращения.

Угловое ускорение – это вектор ε, второй производной от угла поворота по времени.

ε=lim ∆ω/∆t=dω/dt при ∆t→0

Угловое ускорение тоже является пседовектором, его размерность. Если e >0, то вектор направлен в ту же сторону, куда направлен и вектор. Если e < 0, то эти вектора направлены навстречу друг другу.

Связь между угловой и линейной скоростями.

Пусть за малый промежуток времени тело повернулось на угол Δφ. Точка, находящаяся на расстоянии R от оси, пройдет путь Δs = RΔφ. Поэтому модуль ее линейной скорости равен.

 

 

 

 

Первый закон Ньютона - постулат существования инерциальной системы отсчета.

В частности, система отсчета, связанная с Солнцем, с высокой степенью точности может считаться инерциальной. Данная система называется… Первый закон Ньютона (закон инерции) утверждает существование инерциальных… всякое тело находится в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока воздействие со стороны других…

Понятие силы и инертной массы. Импульс. Второй закон Ньютона.

Масса тела - мера инертности тела, то есть его количественная характеристика. Масса обладает свойством аддитивности. Это значит, что масса составного тела…

Второй закон Ньютона

Второй закон Ньютона является основным законом динамики. Он говорит о том, как меняется механическое движение тела под действием приложенной к нему силы. Различные опыты показывают, что:

ускорение тела пропорционально действующей на него силе и обратно пропорционально его массе.

a=F/m(1)

Второй закон Ньютона, как и первый закон, справедлив только в инерциальных системах отсчета.

В классической механике считается, что масса тела не зависит от его движения, поэтому уравнение 1 можно переписать в виде

 

где p=mυ - импульс тела.

Единицей измерения силы является ньютон, равный силе, которая массе 1 кг сообщает ускорение 1 м/с² в направлении действия силы:

 

Третий закон Ньютона.

Всякое действие тел друг на друга носит характер взаимодействия: если одно тело действует на другое тело с некоторой силой, то и другое тело в свою очередь тоже действует на первое тело с некоторой силой.

(третий закон Ньютона) Силы, с которыми действуют друг на друга взаимодействующие тела, всегда равны по величине и противоположныпо направлению.

F₁₂=-F₂₁

Понятие о механической системе. Закон сохранения импульса (ЗСИ).

Внутренние силы – силы, с которыми тела системы действуют друг на друга. Внешние силы – силы, обусловленные воздействием тел, не входящих в систему. … Замкнутая система (изолированная) - система, в которой внешние силы отсутствуют.

Центр масс. Теорема о движении центра масс.

   

Центр масс. Теорема о движении центра масс.

Основное уравнение динамики материальной точки (а также поступательно движущегося тела) переменной массы было получено И.В. Мещерским в 1897г.… dp=(m+dm)(v+dv)-mv-v1dm. где m и v – масса и скорость в момент времени; dm и… dp=mdv+(v-v1)dm или dp=mdv-udm (1), где u=v1-v – скорость отделяющихся частиц после отделения (или присоединяющихся до…

Реактивное движение. Формула Циолковского.

Векторная величина Fp=u*(dm/dt) (1) имеет размерность силы, называется реактивной силой. Она характеризует механическое действие на тело… Циолковский впервые опубликовал в 1903 году формулу для расчета максимальной… υmax= -u ln (mo/m0-mт) – формула Циолковского

Проблемы космических полетов.

1)-космическая скорость υ1(круговая)-спутник Земли υ1=8 км/с 2)- космическая скорость υ2 (параболическая) с которой тело может уйти из… 3) космическая скорость υ3 при которой тело уходит из солнечной системы υ3=16,7км/с