Закони збереження (частина і)

Август 6, 2022

Главная
Физика
Закони збереження (частина і)

Содержание

2. Сукупність матеріальних точок (тіл), які розглядаються як єдине ціле, називають механічною системою. Сили взаємодії між матеріальними
3. де – імпульс системи, – векторна сума зовнішніх сил. Зміна імпульсу механічної системи з часом дорівнює
4. Якщо система замкнена то Цей вираз називають законом збереження імпульсу: імпульс замкненої системи є величиною сталою,
5. де – загальна маса всієї системи, – радіус-вектор i-ї матеріальної точки. Якщо радіус-вектори . проведені із
6. Імпульс системи дорівнює добутку маси систе-ми на величину швидкості руху її центра мас: Продиференціювавши це рівняння
7. Якщо векторна сума прикладених до системи зовнішніх сил дорівнює нулю, то система матеріальних точок (тіло) буде
8. В реальних умовах при взаємному зіткненні тіла деформуються. При цьому кінетична енергія, яку мали тіла перед
9. Ударом називають зіткнення двох або більше тіл, при якому взаємодія триває дуже короткий час.
10. Удар називають центральним, якщо тіла до удару рухаються вздовж прямої, яка проходить через їхні центри мас.
11. Для спрощення розв’язання реальних задач існують дві моделі – два граничні види удару: абсолютно пружний, абсолютно
12. Абсолютно пружний удар – удар після якого тіла розлітаються зі швидкостями, величина і напрямок яких визначаються
13. При такому ударі кінетична енергія тіл в момент удару повністю або частково переходить в потенційну енергію
14. m1 m2 m1 m2
15. отримаємо швидкість куль після удару: Запишемо закони збереження імпульсу та енергії системи кульок:
16. Абсолютно непружний удар – удар після якого тіла з’єднуються та разом рухаються з однаковою швидкістю, або
17. звідки: Кінетичні енергії системи куль до і після удару будуть відрізнятися, оскільки при абсолютно непружному ударі
18. Зміна кінетичної енергії системи при абсолютно непружному ударі: або
19. 3. Рух тіл змінної маси Реактивний рух – це рух, що виникає за рахунок відділення від
20. Закони руху тіл змінної маси можна отримати, виходячи із закону збереження імпульсу. Якщо записати закон збереження
21. або Рівняння, яке дозволяє обчислити стартову масу палива, необхідну для досягання ракетою в кінці свого польоту
22. Реактивний рух у природі
23. Кальмари Кальмар є найкрупнішим безхребетним мешканцем океанських глибин. Він пересувається за принципом реактивного руху, вбираючи в
24. Переміщуючись реактивним способом кальмари можуть розвивати швидкість до 70 км/год і вискакувати з води на висоту
25. Восьминоги Пульсуючи своїми перетинчатими лапами, штовхаючи воду через воронку для реактивного руху, восьминіг переміщується у воді,
26. Коли необхідно швидко настигнути жертву, швидкість восьминога стає дуже швидкою, і дивовижною швидкістю восьминіг може зникати
27. Медузи Медузи, здвигаючи краї свого прозорого дзвіночка, викидують з-під нього воду вниз і дещо вбік, а
28. Гребішок Мантія морського гребішка має особливу оторочку, яка направляє струю води до спини, де по обидві
29. Сальпа Сальпа – морська тварина з прозорим тілом, при русі приймає воду через передній отвір, причому
30. Як тільки тварина зробить великий ковток води, отвір зачиняється. Тоді подовжні і поперечні м'язи сальпи скорочуються,
31. Личинки стрекоз В прісних водоймах, рятуючись від небезпеки, рухаються, використовуючи принцип реактивного руху, личинки багатьох бабок.
33. Скачать презентацию

Слайд 2

Сукупність матеріальних точок (тіл), які розглядаються як єдине ціле, називають механічною

системою.
Сили взаємодії між матеріальними точками механічної системи називають внутрішніми. Сили, з якими на матеріальні точки системи діють зовнішні тіла називають зовнішніми.
Механічна система, в якій тіла взаємодіють між собою і на яку не діють зовнішні сили, називають замкненою.

2.1.1. Закон динаміки системи матеріальних точок. Імпульс. Закон збереження імпульсу. Центр мас

Слайд 3

де – імпульс системи,
– векторна сума зовнішніх сил.
Зміна

імпульсу механічної системи з часом дорівнює векторній сумі зовнішніх сил, що діють на систему

Якщо розглянути механічну систему, яка складається із n тіл, маси і швидкості яких дорів-нюють відповідно m1, m2, …, mn і υ1, υ2, …, υn, то

або

Слайд 4

Якщо система замкнена
то
Цей вираз називають законом збереження імпульсу: імпульс замкненої

системи є величиною сталою, тобто не змінюється з часом.
Закон збереження імпульсу є наслідком однорідності простору, яка полягає в тому, що фізичні властивості і закони руху замкненої системи не залежать від вибору положення початку координат інерціальної системи відліку.

Слайд 5

де – загальна маса всієї системи, – радіус-вектор i-ї матеріальної точки.

Якщо радіус-вектори . проведені із центра мас C, то

Отже, центр мас – це геометрична точка, для якої сума добутків мас всіх матеріальних точок, що утворюють механічну систему, на їх радіус-вектори, які проведені з цієї точки, дорівнює нулю.

Слайд 6

Імпульс системи дорівнює добутку маси систе-ми на величину швидкості руху її

центра мас:

Продиференціювавши це рівняння за часом, отримуємо:

Центр мас механічної системи рухається як матеріальна точка, в якій зосереджено всю масу системи під дією сили, що дорівнює векторній сумі прикладених до системи зовнішніх сил.

Слайд 7

Якщо векторна сума прикладених до системи зовнішніх сил дорівнює нулю, то

система матеріальних точок (тіло) буде перебувати у стані спокою, або рухатися рівномірно і прямолінійно.

Положення центру мас визначає стійкість будівельних конструкцій, машин, кранів тощо до перекидання, що необхідно враховувати при їх конструюванні.

Слайд 8

В реальних умовах при взаємному зіткненні тіла деформуються. При цьому кінетична

енергія, яку мали тіла перед ударом, частково або повністю переходить в потенційну енергію пружної дефор-мації або в так звану внутрішню енергію тіл. Збільшення внутрішньої енергії тіл супроводжу-ється підвищенням їх температури.

2. Пружний та непружний удари тіл та частинок

Слайд 9

Ударом називають зіткнення двох або більше тіл, при якому взаємодія триває

дуже короткий час.

Слайд 10

Удар називають центральним, якщо тіла до удару рухаються вздовж прямої, яка

проходить через їхні центри мас.

центральний удар

нецентральний удар

Слайд 11

Для спрощення розв’язання реальних задач існують дві моделі – два граничні

види удару:
абсолютно пружний,
абсолютно непружний.

Слайд 12

Абсолютно пружний удар – удар після якого тіла розлітаються зі швидкостями,

величина і напрямок яких визначаються законами збереження повної енергії та збереження повного імпульсу системи.

Слайд 13

При такому ударі кінетична енергія тіл в момент удару повністю або

частково переходить в потенційну енергію пружної деформації, в результаті чого тіла повертаються до початкової форми, відштовхуючи одне одного, потенційна енергія пружної деформації знову переходить у кінетичну енергію тіл, тобто механічна енергія тіл не розсіюється на немеханічні види енергії.

Прикладом такого удару може бути зіткнення більярдних куль із слонової кістки.

Слайд 14

m1
m2
m1
m2

Слайд 15

отримаємо швидкість куль після удару:
Запишемо закони збереження імпульсу та енергії системи

кульок:

Слайд 16

Абсолютно непружний удар – удар після якого тіла з’єднуються та разом

рухаються з однаковою швидкістю, або зупиняються, тобто кінетична енергія тіл повністю або частково перетворюється у внутрішню енергію, не перетворюючись у потенційну енергію деформації. Наприклад, попадання кулі з гвинтівки у рухому мішень, як ящик з піском, підвішений на мотузці. Куля, застрявши в піску, залишається в ящику і рухається разом з ним.

Слайд 17

звідки:
Кінетичні енергії системи куль до і після удару будуть відрізнятися, оскільки

при абсолютно непружному ударі частина кінетичної енергії перетвориться на внутрішню енергію.

Слайд 18

Зміна кінетичної енергії системи при абсолютно непружному ударі:
або

Слайд 19

3. Рух тіл змінної маси
Реактивний рух – це рух, що виникає

за рахунок відділення від тіла його частини, що ру-хається з певною швидкістю відносно даного тіла.

Наприклад, ракети, реактивного літака, баржі навантаженої піском, вагонетки із щебенем тощо здійснюються за рахунок неперервного відокремлення або приєднання речовини.

Слайд 20

Закони руху тіл змінної маси можна отримати, виходячи із закону збереження

імпульсу.
Якщо записати закон збереження імпульсу для системи “ракета-паливо” можна отримати рівняння руху ракети – рівняння Мещерського:

Слайд 21

або
Рівняння, яке дозволяє обчислити стартову масу палива, необхідну для

досягання ракетою в кінці свого польоту швидкості υ називають формулою Ціолковського:

Слайд 22

Реактивний рух у природі

Слайд 23

Кальмари
Кальмар є найкрупнішим безхребетним мешканцем океанських глибин. Він пересувається за

принципом реактивного руху, вбираючи в себе воду, а потім з величезною силою проштовхуючи її через особливий отвір - "воронку", і з великою швидкістю рухається поштовхами назад. При цьому всі десять щупалець кальмара збираються у вузол над головою і він набуває обтічної форми.

Слайд 24

Переміщуючись реактивним способом кальмари можуть розвивати швидкість до 70 км/год і

вискакувати з води на висоту 5-8 метрів.

Слайд 25

Восьминоги
Пульсуючи своїми перетинчатими лапами, штовхаючи воду через воронку для реактивного руху,

восьминіг переміщується у воді, допомагаючи собі великими плавниками.

Слайд 26

Коли необхідно швидко настигнути жертву, швидкість восьминога стає дуже швидкою, і

дивовижною швидкістю восьминіг може зникати від переслідуючого хижака.

Слайд 27

Медузи
Медузи, здвигаючи краї свого прозорого дзвіночка, викидують з-під нього воду вниз

і дещо вбік, а самі відштовхуються в протилежну сторону. Вимірюючи діаметр відштовхуючої струї, вони можуть вимірювати свою швидкість.

Слайд 28

Гребішок
Мантія морського гребішка має особливу оторочку, яка направляє струю води

до спини, де по обидві сторони від хрящової звязки вода викидається.

Слайд 29

Сальпа
Сальпа – морська тварина з прозорим тілом, при русі приймає воду

через передній отвір, причому вода попадає в широку порожнину, всередині якої по діагоналі натягнуті зябра.

Слайд 30

Як тільки тварина зробить великий ковток води, отвір зачиняється. Тоді подовжні

і поперечні м'язи сальпи скорочуються, все тіло стискається і вода через задній отвір відштовхується наззовні. Реакція виштовхуючої струї штовхає сальпу вперед.

Слайд 31

Личинки стрекоз
В прісних водоймах, рятуючись від небезпеки, рухаються, використовуючи принцип реактивного

руху, личинки багатьох бабок. Вода виштовхується із заднього кишечника під час стискання, проштовхуючи комаху на 5-10 см вперед.

Закони збереження (частина і)

Содержание

Сукупність матеріальних точок (тіл), які розглядаються як єдине ціле, називають механічною

де – імпульс системи, – векторна сума зовнішніх сил. Зміна

Якщо система замкненато Цей вираз називають законом збереження імпульсу: імпульс замкненої

де – загальна маса всієї системи, – радіус-вектор i-ї матеріальної точки.

Імпульс системи дорівнює добутку маси систе-ми на величину швидкості руху її

Якщо векторна сума прикладених до системи зовнішніх сил дорівнює нулю, то

В реальних умовах при взаємному зіткненні тіла деформуються. При цьому кінетична

Ударом називають зіткнення двох або більше тіл, при якому взаємодія триває

Удар називають центральним, якщо тіла до удару рухаються вздовж прямої, яка

Для спрощення розв’язання реальних задач існують дві моделі – два граничні

Абсолютно пружний удар – удар після якого тіла розлітаються зі швидкостями,

При такому ударі кінетична енергія тіл в момент удару повністю або

m1m2m1m2

отримаємо швидкість куль після удару:Запишемо закони збереження імпульсу та енергії системи

Абсолютно непружний удар – удар після якого тіла з’єднуються та разом

звідки:Кінетичні енергії системи куль до і після удару будуть відрізнятися, оскільки

Зміна кінетичної енергії системи при абсолютно непружному ударі:або

3. Рух тіл змінної масиРеактивний рух – це рух, що виникає