Тема 1.2. Механика. Законы динамики.

Основные понятия и термины по теме:

Динамика. Сила. Масса. Инертность. Плотность. Инерция. Закон всемирного тяготения. Законы Ньютона. Сила тяжести. Сила трения. Сила упругости.

План изучения темы:

1. Ввести понятие динамика.

2. Законы Ньютона.

3. Силы в природе.

Краткое изложение теоретических вопросов:

Динамика – это раздел механики, изучающий законы взаимодействия тел или частей тел, т.е. причины изменения движения.

Сила – количественная мера воздействия одного тела на другое. Векторная величина.

Принцип суперпозиций сил: тела действуют на тело независимо друг от друга.

Равнодействующая нескольких сил – сила, эквивалентная данной системе сил, т.е. сила, вызывающая такое же механическое воздействие на рассматриваемое тело, что и система тел.

Явление сохранения скорости движения тел при отсутствии воздействия тел называется инерцией.

Основу динамики составляют 3 закона Ньютона.

Ι закон Ньютона: (определяет причины изменения движения) Тело сохраняет состояние покоя или движется равномерно и прямолинейно, если равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю.

При , или .

Системы отсчёта, относительно которых тело при отсутствии внешних воздействий движется прямолинейно и равномерно или находится в состоянии покоя называют инерциальными системами отсчёта.

Классический принцип относительности: (принцип относительности Галилея) Во всех инерциальных системах отсчёта все механические явления протекают одинаково при одинаковых начальных условиях.

Любая система, движущаяся относительно инерциальной системы отсчёта с постоянной скоростью также является инерциальной.

Масса – физическая величина, характеризующая его инертность и гравитационные свойства.

Ι Ι закон Ньютона: (основной закон динамики) Ускорение, сообщаемое телу силой, прямо пропорционально величине силы, обратно пропорционально его массе и направлено также, как и действующая сила.

под

Плотность – коэффициент пропорциональности ρ между массой m и объёмом тела V.

Ι Ι Ι закон Ньютона: Тела действуют друг на друга с силами равными по модулю, противоположными по направлению.

Силы не компенсируют друг друга, поскольку приложены к разным телам.

Закон Всемирного тяготения (1687): Сила гравитационного притяжения любых двух материальных точек прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

В указанной форме закон справедлив для сферических однородных тел, где r – расстояние между их центрами.

Сила притяжения со стороны Земли на все тела вблизи поверхности Земли – сила тяжести: . Направлена к центру Земли, приложена к центру тяжести тела.

Вес тела – это сила, с которой тело вследствие притяжения Земли давит на горизонтальную опору или растягивает вертикальный подвес.

Если тело давит на подставку силой , то подставка действует на тело вертикально вверх силой , равной весу по модулю и противоположной по направлению. Точки приложения этих сил также находятся на разных телах.

Сила трения обусловлена шероховатостью соприкасающихся поверхностей, силами межмолекулярного притяжения соприкасающихся поверхностей.

Сила упругости возникает в результате деформации тел. Она стремиться возвратить атомы в первоначальное положение.

В случае упругих деформаций силы упругости подчиняются закону Гука: Сила упругости, возникающая при деформации, пропорциональна удлинению (сжатию) тела и направлена в сторону, противоположную направлению перемещений частиц тела при деформации.

.

Лабораторные работы – «не предусмотрено»

Практические занятия:

1. Динамика. Законы Ньютоны. Силы в природе:

1. Изобразить движущееся тело и все действующие на него силы.

2. Определить силу тяжести для каждого из представленных тел.