Динамика материальной точки. Масса и импульс. Законы Ньютона

Содержание

Слайд 2

Динамика изучает причины движения тел

Динамика изучает причины движения тел

Слайд 3

Сила Сила – мера взаимодействия тел Измеряется в Ньютонах 1 [Н]

Сила

Сила – мера взаимодействия тел
Измеряется в Ньютонах 1 [Н]
Каждая сила

имеет:
значение
направление
точку приложения
Слайд 4

Виды взаимодействий в природе Электромагнитное – существует между электрическими зарядами и

Виды взаимодействий в природе

Электромагнитное – существует между электрическими зарядами и заряженными

телами

Сильное (Rд < 10-15 м) – обеспечивает связь нуклонов в атомном ядре
Слабое (Rд < 10-18 м) – отвечает за радиоактивный распад

(Rд - радиус действия сил)

Гравитационное – проявляется как притяжение между телами, обладающими массой

Слайд 5

Импульс – количественная мера механического движения (векторная величина) Импульс материальной точки:

Импульс – количественная мера механического
движения (векторная величина)

Импульс материальной

точки:

Масса m [кг] – количественная мера инертности тела

Масса и импульс

Инертность – свойство тела оставаться в покое или двигаться равномерно и прямолинейно в отсутствие или при взаимной компенсации внешних воздействий
Чем больше масса тела, тем более оно инертно
Пример: машину остановить легче, чем поезд
Аддитивность массы – масса системы равна сумме масс составляющих её тел

Слайд 6

Законы Ньютона 1 закон Ньютона: существуют такие системы отсчета, в которых

Законы Ньютона

1 закон Ньютона: существуют такие системы отсчета, в которых тело

движется прямолинейно и равномерно, если на него не действуют другие тела или действия других тел скомпенсированы
Такие системы отсчета называются инерциальные
Другая формулировка: если телу не мешать, оно будет двигаться равномерно и прямолинейно или покоиться, пока воздействие со стороны других тел не изменит этого состояния
Пример: движение тела в открытом космосе
Слайд 7

2 закон Ньютона: сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению

2 закон Ньютона: сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению

массы тела на ускорение, которое тело приобретает под действием этих сил

Законы Ньютона

Слайд 8

3 закон Ньютона: два тела действуют друг на друга с силами

3 закон Ньютона: два тела действуют друг на друга с силами

равными по модулю и противоположными по направлению:
Важно:
действуют вдоль одной прямой
приложены к разным телам
имеют одинаковую природу
Пример: Шар и Земля, а также шар и нить
действуют друг на друга с одинаковыми силами, направленными противоположно

Законы Ньютона

Слайд 9

G = 6,67⋅10-11 Н⋅м2/кг2 – гравитационная постоянная Сила всемирного тяготения –

G = 6,67⋅10-11 Н⋅м2/кг2 – гравитационная постоянная

Сила всемирного тяготения – существует

между всеми телами во Вселенной
Закон Всемирного тяготения: два тела притягиваются друг к другу с силой прямо пропорциональной массам тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними

Силы в механике

Слайд 10

Сила тяжести - действует со стороны Земли на тело массой m

Сила тяжести - действует со стороны Земли на тело массой

m

вблизи поверхности Земли:

g - ускорение свободного падения на высоте h

Силы в механике

Слайд 11

Вес - сила, с которой тело действует на опору или подвес

Вес - сила, с которой тело действует на опору или подвес
Сила

реакции опоры (натяжения нити ) - действует со стороны опоры (подвеса) на тело

Согласно 3-му закону Ньютона:

Силы в механике

Слайд 12

Сила упругости – возникает в деформированном теле и стремится вернуть ему

Сила упругости – возникает в деформированном теле и стремится вернуть ему

первоначальную форму и размеры

абсолютная деформация
К – коэффициент жесткости

Виды деформации:
упругая – тело восстанавливает свои форму и размер
пластическая – тело не может восстановиться

Для упругой деформации типа растяжение-сжатие выполняется закон Гука:

Силы в механике

Слайд 13

Силы в механике Сила трения – возникает между соприкасающимися поверхностями и

Силы в механике

Сила трения – возникает между соприкасающимися поверхностями и препятствует

их взаимному перемещению
Сила трения всегда направлена против движения тела
Виды трения:
1) Внешнее (сухое)
трение покоя
трение скольжения
трение качения
2) Внутреннее (вязкое) – возникает внутри жидкостей и газов
Слайд 14

Внешнее (сухое) трение – действует между твёрдыми телами а) сила трения

Внешнее (сухое) трение – действует между твёрдыми телами
а) сила трения покоя

действует на покоящееся тело при попытке его сдвинуть

Силы в механике

Слайд 15

Слайд 16

б) сила трения скольжения действует между телом и опорой при их

б) сила трения скольжения действует между телом и опорой при их

относительном движении

- коэффициент трения (безразмерная величина)

Слайд 17

в) сила трения качения действует на катящееся тело Сила трения качения

в) сила трения качения действует на катящееся тело
Сила трения качения наиболее

экономически выгодна – при качении коэффициент трения минимальный
Пример: подшипник

Силы в механике

Слайд 18

Силы в механике Внутреннее (вязкое) трения – действует на тело, движущееся

Силы в механике

Внутреннее (вязкое) трения – действует на тело, движущееся

в жидкости или газе
Градиент скорости – скорость слоев максимальна по центру и минимальна у стенок из-за трения
Слайд 19

Формула Ньютона для вязкого трения коэффициент вязкости градиент скорости площадь соприкасающихся слоев

Формула Ньютона для вязкого трения

коэффициент вязкости
градиент скорости
площадь соприкасающихся слоев

Слайд 20

Силы в механике Сила Архимеда – выталкивающая сила, действующая на тело,

Силы в механике

Сила Архимеда – выталкивающая сила, действующая на тело,

погруженное в жидкость или газ:

– плотность жидкости
g – ускорение свободного падения
V – объем тела, погруженный в жидкость

Если тело погружено в жидкость частично, то сила Архимеда действует только на погруженную часть

V

ρ