Plan odgovora

1. Interakcija tijela.

2. Vrste interakcije.

4. Sile u mehanici.

Jednostavna zapažanja i eksperimenti, na primjer s kolicima (slika 1), dovode do sljedećeg kvalitativnog

zaključci: a) tijelo na koje ne djeluju druga tijela zadržava brzinu nepromijenjenu; b) ubrzanje tijela nastaje pod utjecajem drugih tijela, ali zavisi i od samog tijela;

c) dejstva tela jedno na drugo uvek imaju prirodu interakcije.

Ovi zaključci su potvrđeni posmatranjem pojava u prirodi, tehnologiji i svemiru samo u inercijalnim referentnim sistemima.

Interakcije se međusobno razlikuju i kvantitativno i kvalitativno.

Na primjer, jasno je da što je opruga više deformisana, to je veća interakcija njenih zavojnica. Ili što su dva slična naboja bliža, to će se jače privući.

U najjednostavnijim slučajevima interakcije, kvantitativna karakteristika je sila.

Force- razlog ubrzanja tijela u odnosu na inercijski referentni okvir ili njihovu deformaciju.

Force je vektorska fizička veličina koja je mjera ubrzanja koje su tijela stekla tokom interakcije.

Silu karakteriše: a) modul; b) mjesto primjene; c) pravac.

Jedinica za snagu je njutn.

1 njutn je sila koja daje ubrzanje od 1 m/s tijelu mase 1 kg u smjeru djelovanja ove sile, ako na njega ne djeluju druga tijela.

Rezultat nekoliko sila je sila čije je djelovanje ekvivalentno djelovanju onih sila koje ona zamjenjuje. Rezultanta je vektorski zbir svih sila primijenjenih na tijelo.

R g = F g 1 + F g 2 + ... + F g n.

Na osnovu eksperimentalnih podataka formulisani su Newtonovi zakoni.

Njutnov drugi zakon. Ubrzanje kojim se tijelo kreće direktno je proporcionalno rezultanti svih sila koje djeluju na tijelo, obrnuto proporcionalno njegovoj masi i usmjereno na isti način kao i rezultantna sila:

a → = F → /t.

Za rješavanje problema zakon se često piše u obliku: F → =m a → .

Ulaznica br. 13 Impuls tijela. Zakon održanja impulsa.

Plan odgovora

1. Tjelesni impuls.

2.Zakon održanja impulsa.

3. Mlazni pogon.

Mirovanje i kretanje su relativni, brzina tela zavisi od izbora referentnog sistema; prema drugom Newtonovom zakonu, bez obzira da li je tijelo mirovalo ili se kretalo, do promjene brzine njegovog kretanja može doći samo pod djelovanjem sile, odnosno kao rezultat interakcije s drugim tijelima. Postoje količine koje se mogu sačuvati kada su tijela u interakciji. Ove količine su energije I puls .

Tjelesni impuls naziva se vektorska fizička veličina, koja je kvantitativna karakteristika translacionog kretanja tijela. Impuls je označen r → .

Pulsna jedinica r →- kg m/s.

Broj gibanja tijela jednak je proizvodu mase tijela i njegove brzine : p → = t υ → .

Smjer vektora impulsa r → poklapa se sa smjerom vektora brzine tijela υ → (Sl. 1).

Zamah tijela podliježe zakonu održanja, koji vrijedi samo za zatvorene fizičke sisteme.

U mehanici zatvoreno naziva se sistem na koji ne utiču spoljne sile ili je delovanje tih sila nadoknađeno.

U ovom slučaju r → 1 = r → 2, Gdje p → 1 je početni impuls sistema, i p → 2- konačno.

U slučaju dva tijela uključena u sistem, ovaj izraz ima oblik t 1 υ → 1 + t 2 υ → 2 = m 1 υ → 1 " + m 2 υ → 2 ", Gdje t 1 I t 2- mase tijela, i υ → 1 i υ → 2 - brzina prije interakcije, υ → 1 " I υ → 2 "- brzina nakon interakcije.

Ova formula za zakon održanja količine kretanja je: zamah zatvorenog fizičkog sistema se održava pod bilo kojom interakcijom, koji se dešavaju unutar ovog sistema.

. U slučaju otvorenog sistema, impuls tijela sistema nije očuvan.

Međutim, ako u sistemu postoji pravac u kojem vanjske sile ne djeluju ili je njihovo djelovanje kompenzirano, onda je projekcija impulsa u tom smjeru očuvana.

Ako je vrijeme interakcije kratko (pucaj, eksplozija, udar), onda za to vrijeme, čak iu slučaju otvorenog sistema, vanjske sile neznatno mijenjaju impulse tijela u interakciji.

Eksperimentalna proučavanja interakcija različitih tijela - od planeta i zvijezda do atoma i elementarnih čestica - pokazala su da u bilo kojem sistemu međusobno djelujućih tijela, u odsustvu djelovanja drugih tijela koja nisu uključena u sistem, ili suma sile koje djeluju jednake su nuli, geometrijski zbir impulsa tijela zaista ostaje nepromijenjen.

U mehanici su zakon održanja količine gibanja i Newtonovi zakoni međusobno povezani.

Ako tijelo ima težinu T na neko vrijeme t sila djeluje i brzina njenog kretanja se mijenja od υ → 0 do υ → , zatim ubrzanje kretanja a → telo je jednako a → =(υ → - υ → 0)/ t.

Na osnovu drugog Newtonovog zakona

za snagu F → može se zapisati F → = ta → = m(υ → - υ → 0) / t, ovo implicira

F → t = mυ → - mυ → 0.

F → t- naziva se vektorska fizička veličina koja karakterizira djelovanje sile na tijelo u određenom vremenskom periodu impuls moći. SI jedinica za impuls je 1H s.

Zakon održanja impulsa je u osnovi mlaznog pogona.

Mlazni pogon- Ovo To je kretanje tijela koje nastaje nakon odvajanja njegovog dijela od tijela.

Primjer: tijelo mase T odmorio. Neki dio tijela je odvojen t 1 brzinom υ → 1 . Tada će se preostali dio kretati u suprotnom smjeru brzinom υ → 2, masa preostalog dijela t 2. Zaista, zbir impulsa oba dijela tijela prije razdvajanja bio je jednak nuli, a nakon razdvajanja bit će jednak nuli:

t 1 υ → 1 + m 2 υ → 2 =0, dakle υ → 1 = -m 2 υ → 2 / m 1 .

K. E. Tsiolkovsky razvio je teoriju leta tijela promjenjive mase (rakete) u jednoličnom gravitacijskom polju i izračunao rezerve goriva potrebne za savladavanje sile gravitacije.

Tehničke ideje Ciolkovskog koriste se u stvaranju moderne raketne i svemirske tehnologije. Kretanje pomoću mlazne struje prema zakonu održanja količine gibanja je osnova hidromlaznog motora. Kretanje mnogih morskih mekušaca (hobotnica, meduza, lignja, sipa) također se zasniva na reaktivnom principu.

Ulaznica broj 17

Zakon univerzalne gravitacije. Gravitacija. Tjelesna težina. bestežinsko stanje.

Plan odgovora

1. Gravitacijske sile.

2. Zakon univerzalne gravitacije.

3. Fizičko značenje gravitacione konstante.

4. Gravitacija.

5. Tjelesna težina, preopterećenje.

6. bestežinsko stanje.

Isaac Newton je sugerirao da postoje sile međusobne privlačnosti između bilo kojeg tijela u prirodi.

Ove sile se nazivaju sile gravitacije, ili sile univerzalne gravitacije. Sila univerzalne gravitacije manifestuje se u Svemiru, Sunčevom sistemu i na Zemlji. Newton je izveo formulu:

t 1 t 2

F=G----, Gdje G- koeficijent proporcionalnosti, tzv gravitacioni

R 2

Konstantno.

Zakon univerzalne gravitacije: između bilo koje materijalne tačke postoji sila uzajamnog privlačenja, direktno proporcionalna proizvodu njihovih masa i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih, koja djeluje duž linije koja povezuje ove točke.

Fizičko značenje gravitacione konstante proizlazi iz zakona univerzalne gravitacije.

Ako t 1 = t 2 = 1 kg, R= 1 m, dakle G = F, tj. gravitaciona konstanta je jednaka sili kojom se dva tijela od 1 kg privlače na udaljenosti od 1 m. Numerička vrijednost: G= 6,67 10 -11 Nm 2 / kg 2. Sile univerzalne gravitacije djeluju između bilo kojeg tijela u prirodi, ali postaju uočljive kod velikih masa. Zakon univerzalne gravitacije je zadovoljen samo za materijalne tačke i loptice (u ovom slučaju kao rastojanje se uzima rastojanje između centara kuglica).

Posebna vrsta univerzalne gravitacione sile je sila privlačenja tijela prema Zemlji (ili drugoj planeti). Ova sila se zove gravitacije.

Pod uticajem ove sile sva tela dobijaju gravitaciono ubrzanje. Prema drugom Newtonovom zakonu g = F T /m, dakle, F T = tg.

Sila gravitacije je uvijek usmjerena prema centru Zemlje.

Na površini Zemlje, ubrzanje gravitacije je 9,831 m/s 2 .

Tjelesna težina naziva se sila kojom tijelo pritiska na oslonac ili ovjes kao rezultat gravitacionog privlačenja prema planeti (slika 1).

Indikovana je tjelesna težina p → . Jedinica za težinu je 1 N. Kako je težina jednaka sili kojom tijelo djeluje na oslonac, onda je, u skladu s trećim Newtonovim zakonom, najveća težina tijela jednaka sili reakcije oslonca. Dakle, da bismo pronašli težinu tijela, potrebno je pronaći koliko je jednaka sila reakcije oslonca.

Rice. 1 Fig. 2

Razmotrimo slučaj kada se tijelo i oslonac ne pomiču. U ovom slučaju, sila reakcije tla i težina tijela jednake su sili gravitacije (slika 2):

P → = N → = tg → .

U slučaju tijela koje se kreće okomito prema gore zajedno s osloncem s ubrzanjem, prema drugom Newtonovom zakonu, možemo napisati tg → + N → = ta →(Sl. 3, A).

U projekciji na osu OH:

-tg + N = ta, odavde

N= t(g + a).

Pri kretanju okomito prema gore uz ubrzanje, težina tijela se povećava i nalazi se prema formuli R= t(g + a).

Povećanje tjelesne težine uzrokovano ubrzanim kretanjem oslonca ili ovjesa naziva se preopterećenja.

Efekte preopterećenja doživljavaju astronauti i vozači automobila prilikom naglog kočenja.

Ako se tijelo kreće vertikalno naniže,

tg → + N → = ta → ; tg - N = ta; N = m(g - a); P = m(g - a),

odnosno težina pri kretanju okomito uz ubrzanje bit će manja od sile gravitacije (slika 3, b).

Ako tijelo slobodno pada, u ovom slučaju P = (g – g)m = 0

Stanje tijela u kojem je njegova težina nula naziva se bestežinsko stanje. Stanje bestežinskog stanja uočava se u avionu ili svemirskom brodu kada se kreće ubrzanjem slobodnog pada, bez obzira na smjer i vrijednost brzine njihovog kretanja.

Ulaznica br. 24 Konverzija energije pri mehaničkim vibracijama. Slobodne i prisilne vibracije. Rezonancija.

Plan odgovora

1. Definicija oscilatornog kretanja.

2. Slobodne vibracije.

3. Energetske transformacije.

4. Prisilne vibracije. Mehaničke vibracije

su pokreti tijela koji se ponavljaju tačno ili približno u jednakim vremenskim intervalima. Glavne karakteristike mehaničkih vibracija su: pomak, amplituda, frekvencija, period. Offset je odstupanje od ravnotežnog položaja. Amplituda- modul maksimalnog odstupanja od ravnotežnog položaja. Frekvencija- broj kompletnih oscilacija izvršenih u jedinici vremena. Period- vrijeme jedne potpune oscilacije, odnosno minimalni vremenski period nakon kojeg se proces ponavlja. Period i frekvencija povezani su relacijom: ν = 1 /T.

Najjednostavniji tip oscilatornog kretanja je harmonijske vibracije, u kojoj se oscilirajuća količina mijenja tokom vremena prema zakonu sinusa ili kosinusa (slika 1 ).

Besplatno nazivaju se oscilacije koje nastaju zbog prvobitno prenesene energije u naknadnom odsustvu vanjskih utjecaja na sistem koji vrši oscilacije. Na primjer, vibracije opterećenja na niti (slika 2).

Rice. 1 Fig. 2

Razmotrimo proces konverzije energije na primjeru oscilacija opterećenja na niti (vidi sliku 2).

Kada klatno odstupi od ravnotežnog položaja, ono se podiže na visinu h u odnosu na nulti nivo, dakle, u tački A klatno ima potencijalnu energiju tgh. Kada se krećete prema ravnotežnom položaju, prema tački 0, visina se smanjuje na nulu, a brzina tereta raste, i to u tački 0 svu potencijalnu energiju tgh pretvara u kinetičku energiju tυ 2 /2. U ravnoteži, kinetička energija je na svom maksimumu, a potencijalna energija na minimumu. Nakon prolaska ravnotežnog položaja, kinetička energija se pretvara u potencijalnu, brzina klatna se smanjuje i, pri maksimalnom odstupanju od ravnotežnog položaja, postaje jednaka nuli. Kod oscilatornog kretanja uvijek dolazi do periodičnih transformacija njegove kinetičke i potencijalne energije.

Sa slobodnim mehaničkim vibracijama neizbježno dolazi do gubitka energije kako bi se savladale sile otpora. Ako se oscilacije javljaju pod utjecajem periodične vanjske sile, tada se takve oscilacije nazivaju prisiljen. Na primjer, roditelji ljuljaju dijete na ljuljački, klip se kreće u cilindru motora automobila, električni brijač i igla šivaće mašine vibriraju. Priroda prisilnih oscilacija ovisi o prirodi djelovanja vanjske sile, o njenoj veličini, smjeru, učestalosti djelovanja i ne ovisi o veličini i svojstvima tijela koje oscilira. Na primjer, temelj motora na koji je pričvršćen vrši prisilne oscilacije s frekvencijom određenom samo brojem okretaja motora - i ne ovisi o veličini temelja.

Kada se frekvencija vanjske sile i frekvencija vlastitih vibracija poklope, amplituda prisilnih vibracija naglo raste. Ovaj fenomen se zove mehanička rezonanca. Grafički, ovisnost prisilnih oscilacija o frekvenciji vanjske sile prikazana je na slici 3.

Fenomen rezonancije može uzrokovati uništavanje automobila, zgrada, mostova ako se njihove prirodne frekvencije poklapaju sa frekvencijom periodično djelujuće sile. Stoga su, na primjer, motori u automobilima ugrađeni na posebne amortizere, a vojnim jedinicama je zabranjeno da drže korak kada se kreću preko mosta.

U odsustvu trenja, amplituda prisilnih oscilacija tokom rezonancije treba da se povećava s vremenom bez ograničenja. U realnim sistemima, amplituda u stacionarnom stanju rezonancije je određena uslovom gubitka energije tokom perioda i radom spoljne sile tokom istog vremena. Što je manje trenje, veća je amplituda tokom rezonancije.

Ulaznica br. 16

Kondenzatori. Kapacitet kondenzatora. Primena kondenzatora.

Plan odgovora

1. Definicija kondenzatora.

2. Oznaka.

3. Električni kapacitet kondenzatora.

4. Električni kapacitet ravnog kondenzatora.

5. Povezivanje kondenzatora.

6. Primjena kondenzatora.

Za akumulaciju značajnih količina suprotnih električnih naboja koriste se kondenzatori.

Kondenzator je sistem od dva provodnika (ploče) razdvojenih dielektričnim slojem čija je debljina mala u odnosu na veličinu provodnika.

Na primjer, dvije ravne metalne ploče postavljene paralelno i razdvojene dielektrikom formiraju ravan kondenzator.

Ako se pločama ravnog kondenzatora daju naboji jednake veličine i suprotnog predznaka, tada će napon između ploča biti dvostruko veći od napona jedne ploče. Izvan ploča napetost je nula.

Kondenzatori su označeni na dijagramima kako slijedi:

Električni kapacitet kondenzatora je vrijednost jednaka omjeru naboja jedne od ploča i napona između njih. Električni kapacitet je naznačen C.

A-prioritet WITH= q/U. Jedinica za električni kapacitet je farad (F).

1 farad je električni kapacitet takvog kondenzatora, čiji je napon između ploča jednak 1 voltu kada su ploče napunjene suprotnim nabojem od 1 kulona.

Električni kapacitet ravnog kondenzatora nalazi se po formuli:

C = ε ε 0 - ,

gdje je ε 0 električna konstanta, ε je dielektrična konstanta medija, S je površina ploče kondenzatora, d- razmak između ploča (ili debljina dielektrika).

Ako su kondenzatori povezani da formiraju bateriju, zatim sa paralelnom vezom C O = C 1 + C 2(Sl. 1). Za serijsku vezu

- = - + - (slika 2).

C O C 1 C 2

Ovisno o vrsti dielektrika, kondenzatori mogu biti zračni, papirni ili liskuni.

Kondenzatori se koriste za skladištenje električne energije i korištenje tokom brzog pražnjenja (foto blic), za razdvajanje DC i AC kola, u ispravljačima, oscilirajućim kolima i drugim elektronskim uređajima.

Ulaznica br. 15

Rad i napajanje u DC kolu. Elektromotorna sila. Ohmov zakon za kompletno kolo.

Plan odgovora

1. Tekući rad.

2. Joule-Lenzov zakon.

3. Elektromotorna sila.

4. Ohmov zakon za kompletno kolo.

U električnom polju iz formule za određivanje napona

U = A / q

zatim izračunati rad prijenosa električnog naboja

A = U q pošto za struju naplaćuje q = I t

zatim rad struje:

A = UIt ili A = I 2 Rt = U 2 / R t

Moć po definiciji N = A / t dakle, N = UI = I 2 R = U 2 /R

Joule-Lenzov zakon: Kada struja prolazi kroz provodnik, količina toplote koja se oslobađa u vodiču je direktno proporcionalna kvadratu jačine struje, otporu provodnika i vremenu prolaska struje, Q = I 2 Rt.

Kompletno zatvoreno kolo je električno kolo koje uključuje vanjske otpore i izvor struje (slika 1).

Kao jedan od dijelova kola, izvor struje ima otpor, koji se naziva unutrašnjim , r.

Da bi struja tekla kroz zatvoreno kolo, potrebno je da se nabojima u izvoru struje prenese dodatna energija, koja se uzima iz rada pomicanja naboja koji nastaje silama neelektričnog porijekla. (spoljne sile) protiv sila električnog polja.

Izvor struje karakterizira EMF - elektromotorna sila izvora.

EMF - karakteristika neelektričnog izvora energije u električnom kolu potrebnom za održavanje električne struje u njemu .

EMF se mjeri omjerom rada vanjskih sila da pomjere pozitivan naboj duž zatvorenog kola prema ovom naboju

Ɛ = A ST / q.

Neka potraje t električni naboj će proći kroz poprečni presjek provodnika q.

Tada se rad vanjskih sila pri pomicanju naboja može zapisati na sljedeći način: A ST = Ɛ q.

Prema definiciji struje q=I t,

A ST = Ɛ I t

Prilikom izvođenja ovog rada na unutarnjim i vanjskim dijelovima strujnog kruga, čiji otpor R i r, oslobađa se nešto toplote.

Prema Joule-Lenzovom zakonu, jednako je : Q = I 2 R t + I 2 r t

Prema zakonu održanja energije A = Q. dakle, Ɛ = IR + Ir .

Često se naziva proizvod struje i otpora dijela strujnog kola pad napona u ovoj oblasti.

EMF je jednak zbiru padova napona u unutrašnjem i vanjskom dijelu zatvorenog kola. O

I = Ɛ / (R + r).

Ovaj odnos se naziva Ohmov zakon za kompletno kolo

Jačina struje u kompletnom kolu je direktno proporcionalna emf izvora struje i obrnuto proporcionalna ukupnom otporu kola .

Kada je strujni krug otvoren, emf je jednak naponu na priključcima izvora i stoga se može mjeriti voltmetrom.

Ulaznica br. 12

Interakcija naelektrisanih tela. Coulombov zakon. Zakon održanja električnog naboja.

Plan odgovora

1. Električno punjenje.

2. Interakcija nabijenih tijela.

3. Zakon održanja električnog naboja.

4. Coulombov zakon.

5. Dielektrična konstanta.

6. Električna konstanta.

Zakoni interakcije atoma i molekula objašnjeni su na osnovu strukture atoma, koristeći planetarni model njegove strukture.

U središtu atoma nalazi se pozitivno nabijeno jezgro, oko kojeg se negativno nabijene čestice rotiraju u određenim orbitama.

Interakcija između nabijenih čestica naziva se elektromagnetna.

Intenzitet elektromagnetne interakcije određen je fizičkom veličinom - električni naboj, koji označeno sa q.

Jedinica električnog naboja - privjesak (Cl).

1 privezak- ovo je električni naboj koji, prolazeći kroz poprečni presjek vodiča za 1 s, stvara u njemu struju od 1 A.

Sposobnost električnih naboja da se međusobno privlače i odbijaju objašnjava se postojanjem dvije vrste naboja.

Jedna vrsta punjenja se zove pozitivno, Nosač elementarnog pozitivnog naboja je proton.

Nazvana je druga vrsta punjenja negativan, njegov nosilac je elektron. Elementarni naboj je e = 1,6 × 10 -19 Cl.

Električni naboj se ne stvara niti uništava, već se samo prenosi s jednog tijela na drugo.

Ova činjenica se zove zakon održanja električnog naboja.

U prirodi se električni naboj istog znaka ne pojavljuje niti nestaje.

Pojava i nestanak električnih naboja na tijelima u većini slučajeva objašnjava se prijelazima elementarnih nabijenih čestica - elektrona - iz jednog tijela u drugo.

Elektrifikacija- ovo je poruka tijelu električnog naboja.

Do naelektrisanja može doći kontaktom (trenjem) različitih supstanci i tokom zračenja.

Kada dođe do naelektrisanja u tijelu, javlja se višak ili nedostatak elektrona.

Ako postoji višak elektrona, tijelo dobiva negativan naboj, a ako postoji nedostatak, ono dobiva pozitivan naboj.

Osnovni zakon elektrostatike eksperimentalno je ustanovio Charles Coulomb:

Modul sile interakcije između dva fiksna električna naboja u vakuumu direktno je proporcionalan proizvodu veličina ovih naboja i obrnuto proporcionalan kvadratu udaljenosti između njih.

F = k q 1 q 2 / r 2,

gdje su q 1 i q 2 moduli naboja, r je udaljenost između njih, k je koeficijent proporcionalnosti, ovisno o izboru sistema jedinica, u SI

k = 9 10 9 N m 2 /Cl 2.

Količina koja pokazuje koliko je puta sila interakcije između naboja u vakuumu veća nego u mediju naziva se dielektrična konstanta medijaε.

Za medij sa dielektričnom konstantom ε, Coulombov zakon: F = k q 1 q 2 /(ε r 2).

Umjesto koeficijenta k, često se koristi koeficijent koji se naziva električni konstanta ε 0 .

Električna konstanta je povezana s koeficijentom k na sljedeći način:

k = 1/4πε 0 i numerički je jednako ε 0 = 8,85 10 -12 C/N m 2

Koristeći električnu konstantu, Coulombov zakon je:

1 q 1 q 2

F = --- ---

4 π ε 0 r 2

Interakcija stacionarnih električnih naboja naziva se elektrostatički, ili Kulonova interakcija. Kulonove sile mogu se prikazati grafički (slika 1).

Kulonova sila je usmjerena duž prave linije koja povezuje nabijena tijela. To je sila privlačenja za različite znakove naboja i sila odbijanja za iste znakove.

U klasičnoj mehanici se vjeruje da:

a) Masa materijalne tačke ne zavisi od stanja kretanja tačke, jer je njena konstantna karakteristika.

b) Masa je aditivna veličina, tj. masa sistema (na primjer, tijela) jednaka je zbiru masa svih materijalnih tačaka koje su dio ovog sistema.

c) Masa zatvorenog sistema ostaje nepromijenjena tokom bilo kojeg procesa koji se odvija u ovom sistemu (zakon održanja mase).

Gustina ρ tijelo u datoj tački M naziva masenim odnosom dm mali element tijela uključujući točku M, na vrijednost dV zapremina ovog elementa:

Dimenzije elementa koji se razmatra moraju biti toliko male da se promjenom gustine unutar njegovih granica mogu postići višestruko veće međumolekularne udaljenosti.

Tijelo se zove homogena , ako je gustina ista u svim svojim tačkama. Masa homogenog tijela jednaka je proizvodu njegove gustine i zapremine:

Masa heterogenog tijela:

dV,

gdje je ρ funkcija koordinata, a integracija se vrši po cijelom volumenu tijela. Srednje gustine (ρ) nehomogenog tijela naziva se odnos njegove mase i zapremine: (ρ)=m/V.

Centar mase sistema materijalne tačke se nazivaju tačka C, radijus vektor

koji je jednak: i – vektor mase i radijusa i th materijalne tačke, n je ukupan broj materijalnih tačaka u sistemu, a m= je masa cijelog sistema.

Centar mase brzine:

Vektorska količina

, jednak proizvodu mase materijalne tačke i njene brzine, naziva se impuls, ili količina kretanja , ova materijalna tačka. Impuls sistema materijalnih tačaka naziva se vektor str, jednako geometrijskom zbiru impulsa svih materijalnih tačaka sistema:

Impuls sistema jednak je proizvodu mase čitavog sistema i brzine njegovog centra mase:

Njutnov drugi zakon

Osnovni zakon dinamike materijalne tačke je drugi Newtonov zakon, koji govori o tome kako se mehaničko kretanje materijalne tačke menja pod uticajem sila koje se na nju primenjuju. Njutnov drugi zakon glasi: brzina promjene momenta ρ materijalna tačka jednaka je sili koja na nju deluje F, tj.

, ili

gdje su m i v masa i brzina materijalne tačke.

Ako više sila istovremeno djeluje na materijalnu tačku, onda pod silom F u drugom Newtonovom zakonu, morate razumjeti geometrijski zbir svih djelujućih sila – i aktivnih i reakcionih reakcija, tj. rezultujuća sila.

Vektorska količina Fdt naziva se elementarnim impuls snagu F za kratko vreme dt njene akcije. Impulsna sila F za konačan vremenski period od

to je jednako određenom integralu:

Gdje F, generalno, zavisi od vremena t.

Prema drugom Newtonovom zakonu, promjena količine gibanja materijalne tačke jednaka je impulsu sile koja na nju djeluje:

d p= F dt I

, je vrijednost impulsa materijalne tačke na kraju ( ) i na početku ( ) vremenskog perioda koji se razmatra.

Pošto je u Njutnovoj mehanici masa m materijalna tačka ne zavisi od stanja kretanja tačke

Prema tome, matematički izraz drugog Newtonovog zakona može se također predstaviti u obliku

– ubrzanje materijalne tačke, r je njegov radijus vektor. Shodno tome, formulacija Njutnov drugi zakon navodi: ubrzanje materijalne tačke poklapa se u smjeru sa silom koja djeluje na nju i jednako je omjeru te sile i mase materijalne točke.

Tangencijalno i normalno ubrzanje materijala određuju se odgovarajućim komponentama sile F

, je veličina vektora brzine materijalne tačke, i R– radijus zakrivljenosti njegove putanje. Sila koja daje normalno ubrzanje materijalnoj tački usmjerena je prema centru zakrivljenosti putanje tačke i stoga se naziva centripetalna sila.

Ako više sila istovremeno djeluje na materijalnu tačku

, zatim njegovo ubrzanje. Prema tome, svaka od sila koje istovremeno djeluju na materijalnu tačku daje joj isto ubrzanje kao da ne postoje druge sile. (princip nezavisnosti djelovanja sila).

Diferencijalna jednadžba kretanja materijalne tačke zove jednačina

U projekcijama na ose pravougaonog kartezijanskog koordinatnog sistema, ova jednadžba ima oblik

, ,

gdje su x, y i z koordinate pokretne tačke.

Njutnov treći zakon. Kretanje centra mase

Mehaničko djelovanje tijela jedno na drugo očituje se u obliku njihove interakcije. To je ono što on kaže Njutnov treći zakon: dvije materijalne tačke djeluju jedna na drugu silama koje su brojčano jednake i usmjerene u suprotnim smjerovima duž prave linije koja spaja ove tačke.

– sila koja deluje na i- yu materijalnu tačku sa strane k- th, a je sila koja djeluje na k-tu materijalnu tačku sa i-te strane, tada se, prema trećem Newtonovom zakonu, primjenjuju na različite materijalne točke i mogu se međusobno uravnotežiti samo u onim slučajevima kada te tačke pripadaju istoj apsolutno čvrsto telo.

Njutnov treći zakon je bitan dodatak prvom i drugom zakonu. Omogućava vam da pređete sa dinamike jedne materijalne tačke na dinamiku proizvoljnog mehaničkog sistema (sistem materijalnih tačaka). Iz Njutnovog trećeg zakona sledi da je u bilo kom mehaničkom sistemu geometrijski zbir svih unutrašnjih sila jednak nuli: gde je

– rezultanta primijenjenih vanjskih sila na i materijalne tačke.

Iz drugog i trećeg Newtonovog zakona slijedi da je prvi izvod s obzirom na vrijeme t od impulsa str mehanički sistem jednak je glavnom vektoru svih vanjskih sila koje se primjenjuju na sistem,

.

Ova jednačina izražava zakon promjene impulsa sistema.

Razlog za promjenu brzine kretanja tijela uvijek je njegova interakcija s drugim tijelima.

Nakon gašenja motora, automobil postepeno usporava i zaustavlja se. Glavni razlog

promjene brzine vozila - interakcija njegovih kotača sa površinom puta.

Lopta koja nepomično leži na tlu nikada se ne kreće sama. Brzina lopte se mijenja samo kao rezultat djelovanja drugih tijela na nju, na primjer nogu fudbalera.

Konstantnost omjera modula ubrzanja.

Kada dva tijela međusobno djeluju, brzine i prvog i drugog tijela se uvijek mijenjaju, odnosno oba tijela poprimaju ubrzanje. Moduli ubrzanja dvaju međusobno djelujućih tijela mogu biti različiti, ali njihov omjer se ispostavi da je konstantan za bilo koju interakciju:

Inercija tijela.

Konstantnost omjera modula ubrzanja dvaju tijela za vrijeme bilo koje njihove interakcije pokazuje da tijela posjeduju neko svojstvo od kojeg ovisi njihovo ubrzanje pri interakciji s drugim tijelima. Ubrzanje tijela jednako je omjeru promjene njegove brzine i vremena za koje se ta promjena dogodila:

Pošto je vrijeme djelovanja tijela jedno na drugo isto, promjena brzine je veća za tijelo koje postiže veće ubrzanje.

Što se brzina tijela manje mijenja u interakciji s drugim tijelima, to je njegovo kretanje bliže ravnomjernom pravolinijskom kretanju po inerciji. Takvo tijelo se naziva inertnijim.

Sva tijela imaju svojstvo inercije. Sastoji se u činjenici da je potrebno neko vrijeme da se promijeni brzina tijela u interakciji s bilo kojim drugim tijelima.

Manifestacija svojstva inercije tijela može se uočiti u sljedećem eksperimentu. Metalni cilindar objesimo na tanak konac (slika 20, a) i vežemo potpuno isti konac odozdo. Iskustvo pokazuje da postepenim zatezanjem donjeg konca gornji konac puca (slika 20, b). Ako naglo povučete donji konac, gornji konac ostaje netaknut, ali donji konac puca (Sl. 20, c). U tom slučaju utječe na inerciju cilindra, koji nema vremena u kratkom vremenu da dovoljno promijeni svoju brzinu i napravi primjetan pokret dovoljan da prekine gornji navoj.

Telesna masa.

Svojstvo tijela od kojeg ovisi njegovo ubrzanje pri interakciji s drugim tijelima naziva se inercija. Kvantitativna mjera inercije tijela je tjelesna masa. Što tijelo ima veću masu, to manje ubrzanje dobija tokom interakcije.

Stoga je u fizici prihvaćeno da je omjer masa tijela u interakciji jednak inverznom omjeru modula ubrzanja:

Jedinica za masu u međunarodnom sistemu je masa specijalnog standarda napravljenog od legure platine i iridija. Masa ovog standarda naziva se kilogram (kg).

Masa bilo kojeg tijela može se naći interakcijom ovog tijela sa standardnom masom.

Prema definiciji pojma mase, omjer masa tijela u interakciji jednak je inverznom omjeru modula njihovih ubrzanja (5.2). Mjerenjem modula ubrzanja tijela i etalona može se pronaći omjer mase tijela i mase etalona

Omjer mase tijela prema masi etalona jednak je omjeru modula ubrzanja etalona. Modulu ubrzanja tijela tokom njihove interakcije.

Masa tijela se može izraziti kroz masu standarda:

Tjelesna masa je fizička veličina koja karakterizira njegovu inerciju.

Mjerenje mase.

Za mjerenje masa tijela u nauci, tehnologiji i svakodnevnoj praksi rijetko se koristi metoda poređenja mase tijela sa masom etalona određivanjem ubrzanja tijela tokom njihove interakcije. Uobičajena metoda je upoređivanje masa tijela pomoću vage.

Prilikom vaganja, sposobnost svih tijela da stupe u interakciju sa Zemljom koristi se za određivanje masa. Eksperimenti su pokazali da tijela iste mase podjednako privlače Zemlju. Jednakost privlačenja tijela prema Zemlji može se, na primjer, utvrditi jednakim rastezanjem opruge kada se naizmjenično o nju vješaju tijela jednakih masa.

Pitanje 4

Inercijski referentni sistemi

Inercijalni referentni okviri.Njutnov prvi zakon

Pitanje 3

Prvi Newtonov zakon– (zakon inercije) postoje takvi referentni sistemi u odnosu na koje tijelo koje se translacijsko kreće, zadržavajući nepromijenjenu brzinu, miruje ili se kreće pravolinijsko i jednoliko, ako na njega ne djeluju vanjska tijela ili je njihovo djelovanje jednako nula, odnosno kompenzira se.

Referentni sistem u kojem vrijedi zakon inercije: materijalna tačka, kada na nju ne djeluju sile (ili na nju djeluju međusobno uravnotežene sile), nalazi se u stanju mirovanja ili ravnomjernog linearnog kretanja. Bilo koji referentni sistem koji se kreće u odnosu na osu. O. progresivno, jednoliko i pravolinijski, postoji i I. s. O. Prema tome, teoretski može postojati bilo koji broj jednakih i.s. o., posjedujući važno svojstvo da su u svim takvim sistemima zakoni fizike isti (tzv. princip relativnosti).

Interakcija tijela. Razlog za promjenu brzine kretanja tijela uvijek je njegova interakcija s drugim tijelima.

Nakon gašenja motora, automobil postepeno usporava i zaustavlja se. Glavni razlog za promjenu brzine vozila je interakcija njegovih kotača sa površinom puta.

Lopta koja nepomično leži na tlu nikada se ne kreće sama. Brzina lopte se mijenja samo kao rezultat djelovanja drugih tijela na nju, na primjer nogu fudbalera.

Konstantnost omjera modula ubrzanja. Kada dva tijela međusobno djeluju, brzine i prvog i drugog tijela se uvijek mijenjaju, odnosno oba tijela poprimaju ubrzanje. Moduli ubrzanja dvaju međusobno djelujućih tijela mogu biti različiti, ali njihov omjer se ispostavi da je konstantan za bilo koju interakciju:

Interakcije se međusobno razlikuju i kvantitativno i kvalitativno. Na primjer, jasno je da što je opruga više deformisana, to je veća interakcija njenih zavoja. Ili što su dva istoimena naboja bliža, to će se jače privući. U najjednostavnijim slučajevima interakcije, kvantitativna karakteristika je sila.

Telesna masa. Svojstvo tijela od kojeg ovisi njegovo ubrzanje pri interakciji s drugim tijelima naziva se inercija.

Kvantitativna mjera inercije tijela je tjelesna masa. Što tijelo ima veću masu, to manje ubrzanje dobija tokom interakcije.

Stoga je u fizici to prihvaćeno omjer masa tijela u interakciji jednak je inverznom omjeru modula ubrzanja:

Jedinica za masu u međunarodnom sistemu je masa specijalnog standarda napravljenog od legure platine i iridija. Masa ovog standarda se zove kilograma(kg).

Masa bilo kojeg tijela može se naći interakcijom ovog tijela sa standardnom masom.

Prema definiciji pojma mase, omjer masa tijela u interakciji jednak je inverznom omjeru modula njihovih ubrzanja (5.2). Mjerenjem modula ubrzanja tijela i etalona može se pronaći omjer mase tijela i mase etalona:

Omjer mase tijela i mase etalona jednak je omjeru modula ubrzanja etalona i modula ubrzanja tijela za vrijeme njihove interakcije.

Masa tijela se može izraziti kroz masu standarda:

Tjelesna masa je fizička veličina koja karakterizira njegovu inerciju.

Sila je razlog za ubrzanje tijela u odnosu na inercijski referentni okvir ili njihovu deformaciju. Sila je vektorska fizička veličina, koja je mjera ubrzanja koje su tijela stekla tokom interakcije. Silu karakteriše: a) modul; b) mjesto primjene; c) pravac.

Drugi Newtonov zakon - sila koja djeluje na tijelo jednaka je proizvodu mase tijela i ubrzanja koje daje ova sila.

fizika

Telesna masa

Interakcija tijela. Razlog za promjenu brzine kretanja tijela uvijek je njegova interakcija s drugim tijelima.

Konstantnost omjera modula ubrzanja. Kada su dva tijela u interakciji, uvijek se mijenjaju brzine i prvog i drugog tijela, tj. oba tela dobijaju ubrzanje. Moduli ubrzanja dvaju međusobno djelujućih tijela mogu biti različiti, ali njihov omjer se ispostavi da je konstantan za bilo koju interakciju:

Inercija tijela. Konstantnost omjera modula ubrzanja dvaju tijela za vrijeme bilo koje njihove interakcije pokazuje da tijela posjeduju neko svojstvo od kojeg ovisi njihovo ubrzanje pri interakciji s drugim tijelima.

Što se brzina tijela manje mijenja u interakciji s drugim tijelima, to je njegovo kretanje bliže ravnomjernom pravolinijskom kretanju po inerciji. Takvo tijelo se naziva inertnijim.

Sva tijela imaju svojstvo inercije. Sastoji se u tome što je potrebno neko vrijeme da se promijeni brzina tijela u interakciji s drugim tijelima.

Telesna masa. Svojstvo tijela od kojeg ovisi njegovo ubrzanje pri interakciji s drugim tijelima naziva se inercija. Kvantitativna mjera inercije je tjelesna težina. Što tijelo ima veću masu, to manje ubrzanje dobija tokom interakcije.

Stoga je u fizici to prihvaćeno omjer masa tijela u interakciji jednak je inverznom omjeru modula ubrzanja:

m 1 /m 2 =a 2 /a 1 (5.2)

Tjelesna masa je fizička veličina koja karakterizira njegovu inerciju.

Gustina materije. Odnos mase m tijelo do svoje zapremine V naziva se gustina supstance:

Gustina se izražava u kilograma po kubnom metru, jedinica gustine je 1 kg/m3.

Autorska prava © 2005-2013 Xenoid v2.0

Korištenje materijala stranice je moguće uz aktivnu vezu.