Физические основы механики

не меняются).

Материальная точка– тело, формой и размерами которого
можно пренебречь в условиях данной задачи.

Механическое движение — это изменение положения тела в
пространстве относительно других тел с течением времени.

Механическое движение тела

Поступательное движение - при котором все точки движутся одинаково

Вращательное движение – при
котором все точки тела описывают
окружности, центры которых лежат
на одной прямой, называемой осью вращения

Колебания - движения,
характеризуемые
повторяемостью во
времени.

прибор для определения времени.

Тело отсчета – условно неподвижное тело, относительно которого рассматривается движение других тел.

Декартова система – прямоугольная система координат

В классической механике время абсолютно

Способы задания положения и движения тела

С помощью радиус-вектора ,
проведенного из начала координат в
точку нахождения тела.
2) С помощью трех координат x,y,z, отвечающих положению тела в данный момент времени t .

единичные вектора вдоль координатных осей

Траектория— линия, описываемая точкой
в пространстве с течением времени.

кинематическими уравнениями
движения материальной точки

В

его конечное положение.

Пройденный путь s – скалярная величина, равная длине участка траектории между начальной и конечной точками пути.

При прямолинейном движении |Δr|=Δs.

Скорость– векторная величина, равная отношению
бесконечно малого перемещения ко времени этого
перемещения.

v

Ускорение характеризует быстроту изменения скорости движения

Ускорение материальной точки – векторная величина, равная отношению бесконечно малого изменения скорости ко времени этого изменения.

Вектор ускорения можно представить в виде суммы нормальной и тангенциальной составляющих.

:

сохраняется

Т+П = E = const

Закон сохранения механической энергии для замкнутой системы:
В системе тел, между которыми действуют только
консервативные силы, полная механическая энергия
сохраняется(не изменяется со временем).

В диссипативных системах (имеются неконсервативные силы) механическая энергия постепенно уменьшается за счет преобразования в другие (немеханические) формы энергии.

Закон сохранения механической энергии для незамкнутой
системы:
Изменение полной механической энергии системы равно
работе, совершенной внешними силами.

в системе существуют потери энергии - переход механической энергии в тепловую.

С течением времени уменьшается амплитуда колебаний.

Логарифмический
декремент затухания

β- коэффициент
затухания

Чтобы колебания не затухали, нужно периодически подводить энергию.

Вынужденные колебания - это колебания, происходящие
под действием периодического внешнего воздействия.

Внешняя сила, изменяющаяся по гармоническому закону:

Установившиеся вынужденные колебания – гармонические колебания с
частотой вынуждающей силы:

§ 4. Затухающие и вынужденные колебания. Резонанс.

По сравнению с частотой свободных колебаний ωo частота колебаний системы при затухании уменьшается
а период увеличивается

A(ω)

При определенной частоте вынуждающей силы амплитуда резко возрастает,
достигая максимума. Это явление называется резонансом,
а соответствующая частота - ωрез - резонансной.

Резонансные кривые -
Графики зависимости A(ω)
при различных β .

β1 < β2 < β3

2β32 > ω02,
резонанс отсутствует

Вынужденные колебания – это незатухающие колебания.
Неизбежные потери энергии на трение компенсируются
подводом энергии от внешнего источника периодически действующей силы.

- колебательный процесс

Направление распространения волны называется лучом.

Если колебания происходят в направлении распространения волны
(луча), волна называется продольной

Если колебания происходят в направлении перпендикулярном к лучу, волна называется поперечной.

– волновая поверхность и фронт волны.

Фронт волны –
поверхность,
отделяющая
возмущенную
область
пространства
от невозмущенной.

§ 7. Описание упругой гармонической волны

– траектория.

волнового

Описание движения

корпускулярного

Сферический фронт
Сферическая волна.

Фронт плоскость – Плоская волна

В однородном и изотропном пространстве

Упругая волна - это процесс распространения колебаний в упругой среде,
отдельные части которой упруго связаны между собой. .

– передовая волновая поверхность.

Волновые поверхности для плоской волны представляют собой систему параллельных плоскостей.
Для сферической волны - систему концентрических сфер.

Волна называется гармонической или монохроматической,
если колебания осуществляются по закону Sin или Cos
с определенной циклической часлотой.

Период колебаний Т - время одного колебания – период волны.

Длина волны - это расстояние, на которое распространяется волна за
один период колебаний.

бегущей волны –
перенос энергии без переноса вещества.

Cреда, в которой распространяется упругая волна,обладает дополнительной энергией деформации w .

Процесс переноса энергии характеризует

Вектор плотности потока энергии – вектор Умова:

w – плотность энергии упругой гармонической волны, v – скорость волны