Responsplan

1. Samhandling av kropper.

2. Typer interaksjon.

4. Krefter i mekanikk.

Enkle observasjoner og eksperimenter, for eksempel med vogner (fig. 1), fører til følgende kvalitative

konklusjoner: a) et organ som andre organer ikke handler på, beholder sin hastighet uendret; b) akselerasjon av en kropp skjer under påvirkning av andre kropper, men avhenger også av kroppen selv;

c) kroppens handlinger på hverandre har alltid karakter av interaksjon.

Disse konklusjonene bekreftes ved å observere fenomener i naturen, teknologien og det ytre rom kun i treghetsreferansesystemer.

Interaksjonene skiller seg fra hverandre både kvantitativt og kvalitativt.

For eksempel er det klart at jo mer en fjær er deformert, jo større er samspillet mellom spolene. Eller jo nærmere to like ladninger er, jo sterkere vil de tiltrekke seg.

I de enkleste tilfellene av interaksjon er den kvantitative egenskapen kraft.

Makt- årsaken til akselerasjonen av legemer i forhold til treghetsreferanserammen eller deres deformasjon.

Makt er en vektorfysisk størrelse som er et mål på akselerasjonen tilegnet av legemer under interaksjon.

Kraften er karakterisert ved: a) modul; b) søknadssted; c) retning.

Kraftenheten er newton.

1 newton er kraften som gir en akselerasjon på 1 m/s til et legeme som veier 1 kg i virkningsretningen til denne kraften, dersom andre kropper ikke virker på den.

Resulterende flere krefter er en kraft hvis handling tilsvarer virkningen til de kreftene som den erstatter. Resultanten er vektorsummen av alle krefter som påføres kroppen.

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

Basert på eksperimentelle data ble Newtons lover formulert.

Newtons andre lov. Akselerasjonen som et legeme beveger seg med er direkte proporsjonal med resultanten av alle krefter som virker på kroppen, omvendt proporsjonal med dens masse og rettet på samme måte som den resulterende kraften:

a → = F → /t.

For å løse problemer er loven ofte skrevet i formen: F → =m a → .

Billett nr. 13 Kroppsimpuls. Loven om bevaring av momentum.

Responsplan

1. Kroppsimpuls.

2. Lov om bevaring av momentum.

3. Jet fremdrift.

Hvile og bevegelse er relative, hastigheten til en kropp avhenger av valg av referansesystem; i henhold til Newtons andre lov, uavhengig av om kroppen var i ro eller i bevegelse, kan en endring i bevegelseshastigheten bare skje under påvirkning av kraft, dvs. som et resultat av interaksjon med andre legemer. Det er mengder som kan bevares når kropper samhandler. Disse mengdene er energi Og puls .

Kroppsimpuls kalles en vektorfysisk størrelse, som er en kvantitativ karakteristikk av kroppens translasjonsbevegelse. Impulsen er utpekt r → .

Pulsenhet r →- kg m/s.

Drivkraften til et legeme er lik produktet av kroppens masse og dets hastighet : p → = t υ → .

Pulsvektorretning r → faller sammen med retningen til kroppshastighetsvektoren υ → (Figur 1).

Kroppens momentum adlyder bevaringsloven, som bare er gyldig for lukkede fysiske systemer.

I mekanikk lukket kalles et system som ikke påvirkes av ytre krefter eller virkningen av disse kreftene kompenseres.

I dette tilfellet р → 1 = р → 2, Hvor p → 1 er den første impulsen til systemet, og p → 2- endelig.

Når det gjelder to organer som inngår i systemet, har dette uttrykket formen t 1 υ → 1 + t 2 υ → 2 = m 1 υ → 1 " + m 2 υ → 2 ", Hvor t 1 Og t 2- masser av kropper, og υ → 1 og υ → 2 - hastighet før interaksjon, υ → 1 " Og υ → 2 "- hastighet etter interaksjon.

Denne formelen for loven om bevaring av momentum er: momentumet til et lukket fysisk system er bevart under alle interaksjoner, som skjer i dette systemet.

. Når det gjelder et åpent system, bevares ikke momentumet til systemets kropper.

Men hvis det er en retning i systemet der ytre krefter ikke virker eller deres handling blir kompensert, blir projeksjonen av impulsen i denne retningen bevart.

Hvis interaksjonstiden er kort (skudd, eksplosjon, støt), vil i løpet av denne tiden, selv i tilfelle av et åpent system, ytre krefter endre impulsene til de samvirkende kroppene litt.

Eksperimentelle studier av interaksjoner mellom ulike kropper - fra planeter og stjerner til atomer og elementærpartikler - har vist at i ethvert system av vekselvirkende kropper, i fravær av handling fra andre kropper som ikke er inkludert i systemet, eller summen av de virkende kreftene er lik null, den geometriske summen av momenta til kroppene forblir egentlig uendret .

I mekanikk henger loven om bevaring av momentum og Newtons lover sammen.

Hvis kroppen veier T For en tid t en kraft virker og hastigheten på dens bevegelse endres fra υ → 0 til υ → , deretter akselerasjonen av bevegelsen a → kroppen er lik a → =(υ → - υ → 0)/ t.

Basert på Newtons andre lov

for styrke F → kan skrives ned F → = ta → = m(υ → - υ → 0) / t, dette innebærer

F → t = mυ → - mυ → 0.

F → t- en vektorfysisk størrelse som karakteriserer virkningen av en kraft på et legeme over en viss tidsperiode kalles kraftimpuls. SI-enheten for momentum er 1H s.

Loven om bevaring av momentum ligger til grunn for jetfremdrift.

Jet fremdrift- Dette Dette er bevegelsen til en kropp som skjer etter at en del av den er separert fra kroppen.

Eksempel: en massekropp T uthvilt. En del av kroppen har blitt separert t 1 med hastighet υ → 1 . Da vil den gjenværende delen bevege seg i motsatt retning med en hastighet υ → 2, massen til den gjenværende delen t 2. Faktisk, summen av impulsene til begge deler av kroppen før separasjon var lik null og etter separasjon vil være lik null:

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

K. E. Tsiolkovsky utviklet teorien om flukt for et legeme med variabel masse (en rakett) i et jevnt gravitasjonsfelt og beregnet drivstoffreservene som er nødvendige for å overvinne tyngdekraften.

Tsiolkovskys tekniske ideer brukes i etableringen av moderne rakett- og romteknologi. Bevegelse ved hjelp av en jetstrøm i henhold til loven om bevaring av momentum er grunnlaget for en hydrojetmotor. Bevegelsen av mange marine bløtdyr (blekksprut, maneter, blekksprut, blekksprut) er også basert på det reaktive prinsippet.

Billett nummer 17

Loven om universell gravitasjon. Tyngdekraften. Kroppsvekt. Vektløshet.

Responsplan

1. Tyngdekrefter.

2. Loven om universell gravitasjon.

3. Fysisk betydning av gravitasjonskonstanten.

4. Tyngdekraften.

5. Kroppsvekt, overbelastning.

6. Vektløshet.

Isaac Newton antydet at det er krefter med gjensidig tiltrekning mellom alle kropper i naturen.

Disse kreftene kalles tyngdekrefter, eller krefter av universell tyngdekraft. Kraften til universell tyngdekraft manifesterer seg i verdensrommet, solsystemet og på jorden. Newton utledet formelen:

t 1 t 2

F=G----, Hvor G- proporsjonalitetskoeffisient, kalt gravitasjonsmessig

R 2

Konstant.

Loven om universell gravitasjon: mellom alle materielle punkter er det en kraft av gjensidig tiltrekning, direkte proporsjonal med produktet av massene deres og omvendt proporsjonal med kvadratet på avstanden mellom dem, og virker langs linjen som forbinder disse punktene.

Den fysiske betydningen av gravitasjonskonstanten følger av loven om universell gravitasjon.

Hvis t 1 = t 2 = 1 kg, R= 1 m, da G = F, dvs. gravitasjonskonstanten er lik kraften som to kropper på 1 kg tiltrekkes med i en avstand på 1 m. Numerisk verdi: G= 6,67 10 -11 N m 2 / kg 2. Kraftene til universell tyngdekraft virker mellom alle kropper i naturen, men de blir merkbare ved store masser. Loven om universell gravitasjon er bare oppfylt for materielle punkter og kuler (i dette tilfellet tas avstanden mellom midten av kulene som avstanden).

En spesiell type universell gravitasjonskraft er tiltrekningskraften til kropper mot jorden (eller til en annen planet). Denne kraften kalles gravitasjon.

Under påvirkning av denne kraften får alle legemer gravitasjonsakselerasjon. I følge Newtons andre lov g = F T/m, derfor, F T = tg.

Tyngdekraften er alltid rettet mot jordens sentrum.

På jordoverflaten er tyngdeakselerasjonen 9,831 m/s 2 .

Kroppsvekt kalt kraften som et legeme trykker på en støtte eller oppheng som følge av gravitasjonstiltrekning til planeten (fig. 1).

Kroppsvekt er angitt p → . Vektenheten er 1 N. Siden vekten er lik kraften som kroppen virker på støtten, er den største vekten av kroppen, i samsvar med Newtons tredje lov, lik støttens reaksjonskraft. Derfor, for å finne vekten til en kropp, er det nødvendig å finne hva støttereaksjonskraften er lik.

Ris. 1 Fig. 2

La oss vurdere tilfellet når kroppen og støtten ikke beveger seg. I dette tilfellet er bakkereaksjonskraften og kroppsvekten lik tyngdekraften (fig. 2):

P → = N → = tg → .

I tilfelle et legeme beveger seg vertikalt oppover sammen med en støtte med akselerasjon, i henhold til Newtons andre lov, kan vi skrive tg → + N → = ta →(fig. 3, EN).

I projeksjon på aksen ÅH:

-тg + N = ta, herfra

N= t(g + a).

Når du beveger deg vertikalt oppover med akselerasjon, øker vekten av kroppen og blir funnet i henhold til formelen R= t(g + a).

En økning i kroppsvekt forårsaket av akselerert bevegelse av en støtte eller fjæring kalles overbelastning.

Effektene av overbelastning oppleves av astronauter og bilførere ved brå bremsing.

Hvis en kropp beveger seg vertikalt,

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

det vil si at vekten når man beveger seg vertikalt med akselerasjon vil være mindre enn tyngdekraften (fig. 3, b).

Hvis kroppen faller fritt, i dette tilfellet P = (g – g)m = 0

Tilstanden til et legeme der vekten er null kalles vektløshet. Tilstanden til vektløshet observeres i et fly eller romfartøy når de beveger seg med akselerasjon av fritt fall, uavhengig av retningen og verdien av hastigheten på deres bevegelse.

Billett nr. 24 Konvertering av energi ved mekaniske vibrasjoner. Frie og tvungne vibrasjoner. Resonans.

Responsplan

1. Definisjon av oscillerende bevegelse.

2. Frie vibrasjoner.

3. Energitransformasjoner.

4. Tvangsvibrasjoner. Mekaniske vibrasjoner

er bevegelser av kroppen som gjentas nøyaktig eller omtrent med like tidsintervaller. De viktigste egenskapene til mekaniske vibrasjoner er: forskyvning, amplitude, frekvens, periode. Offset er et avvik fra likevektsposisjonen. Amplitude- modul med maksimalt avvik fra likevektsposisjonen. Frekvens- antall komplette svingninger utført per tidsenhet. Periode- tiden for en fullstendig oscillasjon, dvs. minimumsperioden som prosessen gjentas etter. Periode og frekvens er relatert av forholdet: ν = 1 /T.

Den enkleste typen oscillerende bevegelse er harmoniske vibrasjoner, der den oscillerende størrelsen endres over tid i henhold til loven om sinus eller cosinus (fig. 1 ).

Gratis kalles oscillasjoner som oppstår på grunn av den opprinnelig tilførte energien i påfølgende fravær av ytre påvirkninger på systemet som utfører svingningene. For eksempel vibrasjoner av en belastning på en gjenge (fig. 2).

Ris. 1 Fig. 2

La oss vurdere prosessen med energikonvertering ved å bruke eksempelet på oscillasjoner av en belastning på en tråd (se fig. 2).

Når pendelen avviker fra likevektsposisjonen, stiger den til en høyde h i forhold til nullnivået, derfor på punktet EN en pendel har potensiell energi tgh. Når du beveger deg mot likevektsposisjonen, mot punktet 0, høyden synker til null, og hastigheten på lasten øker, og på punktet 0 all potensiell energi tgh blir til kinetisk energi tυ 2 /2. Ved likevekt er kinetisk energi på sitt maksimum og potensiell energi på sitt minimum. Etter å ha passert likevektsposisjonen omdannes den kinetiske energien til potensiell energi, hastigheten på pendelen avtar og blir ved maksimalt avvik fra likevektsposisjonen lik null. Med oscillerende bevegelse skjer det alltid periodiske transformasjoner av dens kinetiske og potensielle energi.

Med frie mekaniske vibrasjoner oppstår energitap uunngåelig for å overvinne motstandskrefter. Hvis svingninger oppstår under påvirkning av en periodisk ytre kraft, kalles slike oscillasjoner tvunget. For eksempel svinger foreldre et barn på en huske, et stempel beveger seg i en bilmotorsylinder, et elektrisk barberblad og en symaskinnål vibrerer. Naturen til tvangssvingninger avhenger av arten av virkningen til den ytre kraften, av dens størrelse, retning, frekvens av virkning og avhenger ikke av størrelsen og egenskapene til det oscillerende legemet. For eksempel utfører fundamentet til motoren som den er festet på, tvangssvingninger med en frekvens som kun bestemmes av antall omdreininger til motoren - og avhenger ikke av størrelsen på fundamentet.

Når frekvensen av den ytre kraften og frekvensen av kroppens egne vibrasjoner faller sammen, øker amplituden til de tvungne vibrasjonene kraftig. Dette fenomenet kalles mekanisk resonans. Grafisk er avhengigheten av tvungne oscillasjoner av frekvensen til den ytre kraften vist i figur 3.

Fenomenet resonans kan forårsake ødeleggelse av biler, bygninger, broer hvis deres naturlige frekvenser faller sammen med frekvensen til en periodisk virkende kraft. Derfor er for eksempel motorer i biler installert på spesielle støtdempere, og militære enheter har forbud mot å holde tritt når de beveger seg over broen.

I fravær av friksjon bør amplituden til tvungne oscillasjoner under resonans øke med tiden uten grense. I virkelige systemer bestemmes amplituden i den jevne resonanstilstanden av tilstanden til energitap i løpet av perioden og arbeidet til den ytre kraften på samme tid. Jo mindre friksjon, desto større er amplituden under resonans.

Billett nr. 16

Kondensatorer. Kapasitans til kondensatoren. Påføring av kondensatorer.

Responsplan

1. Definisjon av en kondensator.

2. Betegnelse.

3. Elektrisk kapasitet til kondensatoren.

4. Elektrisk kapasitet til en flat kondensator.

5. Tilkobling av kondensatorer.

6. Anvendelse av kondensatorer.

For å akkumulere betydelige mengder av motsatte elektriske ladninger, brukes kondensatorer.

Kondensator er et system av to ledere (plater) atskilt av et dielektrisk lag, hvis tykkelse er liten sammenlignet med størrelsen på lederne.

Eksempel, to flate metallplater plassert parallelt og atskilt med et dielektrikum danner en flat kondensator.

Hvis platene til en flat kondensator gis ladninger av lik størrelse og motsatt fortegn, vil spenningen mellom platene være dobbelt så stor som spenningen til en plate. Utenfor platene er spenningen null.

Kondensatorer er angitt i diagrammene som følger:

Den elektriske kapasiteten til en kondensator er en verdi lik forholdet mellom ladningen på en av platene og spenningen mellom dem. Elektrisk kapasitet er angitt C.

A-priory MED= q/U. Enheten for elektrisk kapasitans er farad (F).

1 farad er den elektriske kapasiteten til en slik kondensator, hvis spenning mellom platene er lik 1 volt når platene er ladet med motsatte ladninger på 1 coulomb.

Den elektriske kapasiteten til en flat kondensator er funnet ved formelen:

C = ε ε 0 - ,

hvor ε 0 er den elektriske konstanten, ε er den dielektriske konstanten til mediet, S er arealet av kondensatorplaten, d- avstand mellom plater (eller dielektrisk tykkelse).

Hvis kondensatorer er koblet til for å danne et batteri, da med parallellkobling C O = C 1 + C 2(Figur 1). For seriell tilkobling

- = - + - (fig. 2).

C O C 1 C 2

Avhengig av typen dielektrisk, kan kondensatorer være luft, papir eller glimmer.

Kondensatorer brukes til å lagre elektrisitet og bruke den under hurtigutlading (fotoblits), for å skille likestrøms- og vekselstrømkretser, i likerettere, oscillerende kretser og andre elektroniske enheter.

Billett nr. 15

Arbeid og strøm i en DC-krets. Elektromotorisk kraft. Ohms lov for en komplett krets.

Responsplan

1. Pågående arbeid.

2. Joule-Lenz lov.

3. Elektromotorisk kraft.

4. Ohms lov for en komplett krets.

I et elektrisk felt fra formelen for å bestemme spenning

U = A / q

deretter for å beregne arbeidet med elektrisk ladningsoverføring

A = U q siden for gjeldende kostnad q = I t

deretter strømmens arbeid:

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

Makt per definisjon N = A/t derfor, N = UI = I2R = U2/R

Joule-Lenz lov: Når strøm går gjennom en leder, er mengden varme som frigjøres i lederen direkte proporsjonal med kvadratet på strømstyrken, lederens motstand og tiden for strømmens passering, Q = I 2 Rt.

En komplett lukket krets er en elektrisk krets som inkluderer eksterne motstander og en strømkilde (fig. 1).

Som en av delene av kretsen har strømkilden motstand, som kalles intern , r.

For at strømmen skal flyte gjennom en lukket krets, er det nødvendig at ekstra energi tilføres ladningene i strømkilden; denne energien hentes fra arbeidet med å flytte ladningene, som produseres av krefter av ikke-elektrisk opprinnelse (ytre krefter) mot kreftene til det elektriske feltet.

Strømkilden er preget av EMF - elektromotorisk kraft av kilden.

EMF - karakteristisk for en ikke-elektrisk energikilde i en elektrisk krets som er nødvendig for å opprettholde elektrisk strøm i den .

EMF måles ved forholdet mellom arbeidet utført av eksterne krefter for å flytte en positiv ladning langs en lukket krets til denne ladningen

Ɛ = A ST / q.

La det ta tid t en elektrisk ladning vil passere gjennom tverrsnittet av lederen q.

Da kan arbeidet til ytre krefter når en ladning flyttes, skrives som følger: A ST = Ɛ q.

I henhold til definisjonen av strøm q=jeg t,

A ST = Ɛ I t

Når du utfører dette arbeidet på de interne og eksterne delene av kretsen, hvis motstand R og r, noe varme frigjøres.

I følge Joule-Lenz-loven er den lik : Q = I 2 R t + I 2 r t

I henhold til loven om bevaring av energi A = Q. Derfor, Ɛ = IR + Ir .

Produktet av strøm og motstanden til en del av en krets kalles ofte spenningsfall i dette området.

EMF er lik summen av spenningsfallet i de interne og eksterne delene av den lukkede kretsen. OM

I = Ɛ / (R + r).

Dette forholdet kalles Ohms lov for en komplett krets

Strømstyrken i en komplett krets er direkte proporsjonal med emf til strømkilden og omvendt proporsjonal med den totale motstanden til kretsen .

Når kretsen er åpen, er emf lik spenningen ved kildeterminalene og kan derfor måles med et voltmeter.

Billett nr. 12

Samspill mellom ladede kropper. Coulombs lov. Loven om bevaring av elektrisk ladning.

Responsplan

1. Elektrisk ladning.

2. Samspill mellom belastede kropper.

3. Loven om bevaring av elektrisk ladning.

4. Coulombs lov.

5. Dielektrisk konstant.

6. Elektrisk konstant.

Lovene for interaksjon av atomer og molekyler er forklart på grunnlag av strukturen til atomet, ved å bruke den planetariske modellen for strukturen.

I sentrum av atomet er det en positivt ladet kjerne, rundt hvilken negativt ladede partikler roterer i visse baner.

Samspillet mellom ladede partikler kalles elektromagnetisk.

Intensiteten til elektromagnetisk interaksjon bestemmes av den fysiske mengden - elektrisk ladning, hvilken betegnet med q.

Enhet for elektrisk ladning - anheng (Cl).

1 anheng- dette er en elektrisk ladning som passerer gjennom tverrsnittet til en leder på 1 s og skaper en strøm på 1 A i den.

Elektriske ladningers evne til både å tiltrekke seg og frastøte hverandre er forklart med eksistensen av to typer ladninger.

En type ladning kalles positivt, Bæreren av den elementære positive ladningen er protonet.

En annen type ladning ble kalt negativ, dens bærer er et elektron. Den elementære ladningen er e = 1,6 x 10-19 Cl.

Elektrisk ladning blir verken skapt eller ødelagt, men bare overført fra en kropp til en annen.

Dette faktum kalles loven om bevaring av elektrisk ladning.

I naturen vises eller forsvinner ikke en elektrisk ladning av samme tegn.

Utseendet og forsvinningen av elektriske ladninger på kropper er i de fleste tilfeller forklart av overgangene til elementært ladede partikler - elektroner - fra en kropp til en annen.

Elektrifisering- dette er en melding til kroppen om en elektrisk ladning.

Elektrifisering kan skje ved kontakt (friksjon) av forskjellige stoffer og under bestråling.

Når elektrifisering skjer i kroppen, oppstår et overskudd eller mangel på elektroner.

Hvis det er et overskudd av elektroner, får kroppen en negativ ladning, og hvis det er en mangel, får den en positiv ladning.

Den grunnleggende loven om elektrostatikk ble etablert eksperimentelt av Charles Coulomb:

Modulen for vekselvirkningskraften mellom to punkt faste elektriske ladninger i et vakuum er direkte proporsjonal med produktet av størrelsen på disse ladningene og omvendt proporsjonal med kvadratet på avstanden mellom dem.

F = k q 1 q 2 / r 2,

der q 1 og q 2 er ladningsmodulene, r er avstanden mellom dem, k er proporsjonalitetskoeffisienten, avhengig av valg av enhetssystem, i SI

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

Mengden som viser hvor mange ganger kraften av samhandling mellom ladninger i et vakuum er større enn i et medium kalles mediets dielektriske konstantε.

For et medium med dielektrisk konstant ε, Coulombs lov: F = k q 1 q 2 /(ε r 2).

I stedet for koeffisienten k, brukes ofte en koeffisient kalt elektrisk konstant ε 0.

Den elektriske konstanten er relatert til koeffisienten k som følger:

k = 1/4πε 0 og er numerisk lik ε 0 = 8,85 10 -12 C/N m 2

Ved å bruke den elektriske konstanten er Coulombs lov:

1 q 1 q 2

F = --- ---

4 π ε 0 r 2

Samspillet mellom stasjonære elektriske ladninger kalles elektrostatisk, eller Coulomb interaksjon. Coulomb-krefter kan avbildes grafisk (fig. 1).

Coulomb-kraften er rettet langs den rette linjen som forbinder de ladede kroppene. Det er tiltrekningskraften for forskjellige tegn på ladninger og frastøtende kraften for de samme tegnene.

I klassisk mekanikk antas det at:

a) Massen til et materiell punkt er ikke avhengig av bevegelsestilstanden til punktet, som er dets konstante karakteristikk.

b) Masse er en additiv mengde, dvs. massen til et system (for eksempel et legeme) er lik summen av massene til alle materielle punkter som er en del av dette systemet.

c) Massen til et lukket system forblir uendret under alle prosesser som skjer i dette systemet (lov om bevaring av masse).

Tetthet ρ kroppen på et gitt punkt M kalt masseforhold dm lite kroppselement inkludert en spiss M, til verdien dV volum av dette elementet:

Dimensjonene til elementet som vurderes må være så små at ved å endre tettheten innenfor dets grenser, kan intermolekylære avstander være mange ganger større.

Kroppen kalles homogen , hvis tettheten er den samme på alle punktene. Massen til en homogen kropp er lik produktet av dens tetthet og volum:

Masse av en heterogen kropp:

dV,

hvor ρ er en funksjon av koordinater, og integrasjon utføres over hele kroppens volum. Middels tetthet (ρ) av et inhomogent legeme kalles forholdet mellom dets masse og volum: (ρ)=m/V.

Systemets massesenter materialpunkter kalles punkt C, radiusvektor

som er lik: og – masse og radius vektor Jeg materialpunktet, n er det totale antallet materialpunkter i systemet, og m= er massen til hele systemet.

Massesenterhastighet:

Vektor mengde

, lik produktet av massen til et materialpunkt og dets hastighet, kalles impuls, eller mengden bevegelse , dette materielle punktet. Impuls av systemet av materialpunkter kalles en vektor s, lik den geometriske summen av momenta til alle materialpunkter i systemet:

Momentumet til systemet er lik produktet av massen til hele systemet og hastigheten til dets massesenter:

Newtons andre lov

Den grunnleggende loven for dynamikken til et materiell punkt er Newtons andre lov, som snakker om hvordan den mekaniske bevegelsen til et materiell punkt endres under påvirkning av krefter som påføres det. Newtons andre lov lyder: endringshastighet for momentum ρ materialpunktet er lik kraften som virker på det F, dvs.

, eller

hvor m og v er massen og hastigheten til materialpunktet.

Hvis flere krefter samtidig virker på et materialpunkt, så under kraften F i Newtons andre lov må du forstå den geometriske summen av alle virkende krefter - både aktive og reaksjonsreaksjoner, dvs. resulterende kraft.

Vektor mengde Fdt kalt elementært impuls styrke F på kort tid dt hennes handlinger. Impulskraft F i en begrenset tidsperiode fra

til er lik et bestemt integral:

Hvor F, generelt avhenger av tid t.

I følge Newtons andre lov er endringen i momentumet til et materiell punkt lik momentumet til kraften som virker på det:

d p= F dt Og

, er verdien av momentumet til materialpunktet på slutten ( ) og i begynnelsen ( ) av tidsperioden som vurderes.

Siden i Newtonsk mekanikk massen m Materialpunktet avhenger da ikke av bevegelsestilstanden til punktet

Derfor kan det matematiske uttrykket for Newtons andre lov også representeres i formen

– akselerasjon av et materialpunkt, r er dens radiusvektor. Følgelig ordlyden Newtons andre lov stater: akselerasjonen til et materialpunkt faller sammen i retning med kraften som virker på det og er lik forholdet mellom denne kraften og massen til materialpunktet.

Den tangentielle og normale akselerasjonen til et materiale bestemmes av de tilsvarende komponentene i kraften F

, er størrelsen på hastighetsvektoren til materialpunktet, og R– krumningsradius for banen. Kraften som gir normal akselerasjon til et materialpunkt er rettet mot krumningssenteret til punktets bane og kalles derfor sentripetal kraft.

Hvis flere krefter samtidig virker på et materialpunkt

, deretter akselerasjonen. Følgelig gir hver av kreftene som samtidig virker på et materialpunkt den samme akselerasjonen som om det ikke fantes andre krefter (prinsippet om uavhengighet av krefters handling).

Differensialligning for bevegelse av et materialpunkt kalt ligningen

I projeksjoner på aksene til et rektangulært kartesisk koordinatsystem har denne ligningen formen

, ,

hvor x, y og z er koordinatene til det bevegelige punktet.

Newtons tredje lov. Bevegelse av massesenteret

Den mekaniske virkningen av kropper på hverandre manifesteres i form av deres interaksjon. Dette er hva han sier Newtons tredje lov: to materialpunkter virker på hverandre med krefter som er numerisk like og rettet i motsatte retninger langs den rette linjen som forbinder disse punktene.

– kraft som virker på Jeg- yu materiale peker fra siden k- th, a er kraften som virker på det k'te materielle punktet fra i'te side, så, i henhold til Newtons tredje lov, blir de påført forskjellige materielle punkter og kan gjensidig balanseres bare i de tilfellene når disse punktene tilhører samme helt solid kropp.

Newtons tredje lov er et vesentlig tillegg til den første og andre lov. Den lar deg flytte fra dynamikken til et enkelt materialpunkt til dynamikken til et vilkårlig mekanisk system (system av materialpunkter). Fra Newtons tredje lov følger det at i ethvert mekanisk system er den geometriske summen av alle indre krefter lik null: hvor

– resultanten av ytre krefter påført Jeg det materielle punktet.

Fra Newtons andre og tredje lov følger det at den første deriverte med hensyn til tid t fra impuls s mekanisk system er lik hovedvektoren for alle ytre krefter påført systemet,

.

Denne ligningen uttrykker loven om endring i systemets momentum.

Årsaken til en endring i bevegelseshastigheten til en kropp er alltid dens interaksjon med andre kropper.

Etter å ha slått av motoren, bremser bilen gradvis ned og stopper. Hovedgrunnen

endringer i kjøretøyets hastighet - samspillet mellom hjulene og veibanen.

En ball som ligger urørlig på bakken beveger seg aldri av seg selv. Hastigheten til ballen endres bare som et resultat av handlingen fra andre kropper på den, for eksempel beina til en fotballspiller.

Konstans av forholdet mellom akselerasjonsmoduler.

Når to legemer samhandler, endres alltid hastighetene til både det første og andre legemet, det vil si at begge legemer oppnår akselerasjon. Akselerasjonsmodulene til to samvirkende kropper kan være forskjellige, men forholdet deres viser seg å være konstant for enhver interaksjon:

Treghet av kropper.

Konstansen til forholdet mellom akselerasjonsmodulene til to legemer under noen av deres interaksjoner viser at legemene har en egenskap som deres akselerasjon under interaksjoner med andre legemer avhenger av. Akselerasjonen til et legeme er lik forholdet mellom endringen i hastigheten og tiden denne endringen skjedde:

Siden handlingstiden for kropper på hverandre er den samme, er endringen i hastighet større for kroppen som får større akselerasjon.

Jo mindre hastigheten til en kropp endres når den samhandler med andre kropper, desto nærmere er bevegelsen ensartet rettlinjet bevegelse ved treghet. En slik kropp kalles mer inert.

Alle legemer har egenskapen treghet. Den består i det faktum at det tar litt tid å endre hastigheten til en kropp når den samhandler med andre kropper.

Manifestasjonen av egenskapen til treghet til kropper kan observeres i følgende eksperiment. Vi henger en metallsylinder på en tynn tråd (fig. 20, a), og binder nøyaktig den samme tråden nedenfra. Erfaring viser at med gradvis spenning av undertråden, knekker overtråden (fig. 20, b). Hvis du drar kraftig i undertråden, forblir overtråden intakt, men undertråden ryker (fig. 20, c). I dette tilfellet påvirkes sylinderens treghet, som ikke har tid på kort tid til å endre hastigheten tilstrekkelig og gjøre en merkbar bevegelse tilstrekkelig til å bryte overtråden.

Kroppsmasse.

Egenskapen til et legeme som dets akselerasjon avhenger av når det samhandler med andre kropper, kalles treghet. Et kvantitativt mål på kroppens treghet er kroppsmasse. Jo mer masse en kropp har, jo mindre akselerasjon mottar den under interaksjon.

Derfor er det i fysikk akseptert at forholdet mellom massene av samvirkende kropper er lik det inverse forholdet til akselerasjonsmodulene:

Masseenheten i det internasjonale systemet er massen til en spesiell standard laget av en legering av platina og iridium. Massen til denne standarden kalles et kilogram (kg).

Massen til enhver kropp kan bli funnet ved å samhandle denne kroppen med en standardmasse.

Ved definisjon av begrepet masse er forholdet mellom massene til vekselvirkende legemer lik det inverse forholdet mellom modulene av deres akselerasjoner (5.2). Ved å måle akselerasjonsmodulene til kroppen og standarden kan man finne forholdet mellom kroppens masse og standardens masse

Forholdet mellom kroppsmassen og massen til standarden er lik forholdet mellom akselerasjonsmodulen til standarden. Til akselerasjonsmodulen til en kropp under deres interaksjon.

Kroppsmasse kan uttrykkes gjennom massen til standarden:

Kroppsmasse er en fysisk størrelse som kjennetegner dens treghet.

Massemåling.

For å måle massene av kropper i vitenskap, teknologi og hverdagspraksis, brukes sjelden metoden for å sammenligne massen til en kropp med massen til en standard ved å bestemme akselerasjonene til kropper under deres interaksjon. En vanlig metode er å sammenligne massene av kropper ved hjelp av vekter.

Ved veiing brukes alle legemers evne til å samhandle med jorden for å bestemme massene. Eksperimenter har vist at kropper med samme masse er like tiltrukket av jorden. Likheten av tiltrekningen av kropper til jorden kan for eksempel etableres ved like strekking av fjæren når kropper med like masse vekselvis henger fra den.

Spørsmål 4

Treghetsreferansesystemer

Treghetsreferanserammer Newtons første lov

Spørsmål 3

Newtons første lov– (treghetsloven) det er slike referansesystemer i forhold til hvilke et translasjonsbevegelig legeme, mens det opprettholder sin hastighet uendret, er i ro eller beveger seg rettlinjet og jevnt, dersom det ikke påvirkes av ytre kropper eller deres handling er lik null, det vil si at det kompenseres.

Et referansesystem der treghetsloven er gyldig: et materiell punkt, når ingen krefter virker på det (eller gjensidig balanserte krefter virker på det), er i en tilstand av hvile eller jevn lineær bevegelse. Ethvert referansesystem som beveger seg i forhold til en akse. O. progressivt, jevnt og rettlinjet er det også I. s. O. Følgelig kan det teoretisk være et hvilket som helst antall like i.s. o., besitter den viktige egenskapen at i alle slike systemer er fysikkens lover de samme (det såkalte relativitetsprinsippet).

Samspill mellom kropper.Årsaken til en endring i bevegelseshastigheten til en kropp er alltid dens interaksjon med andre kropper.

Etter å ha slått av motoren, bremser bilen gradvis ned og stopper. Hovedårsaken til endringer i kjøretøyets hastighet er samspillet mellom hjulene og veibanen.

En ball som ligger urørlig på bakken beveger seg aldri av seg selv. Hastigheten til ballen endres bare som et resultat av handlingen fra andre kropper på den, for eksempel beina til en fotballspiller.

Konstans av forholdet mellom akselerasjonsmoduler. Når to legemer samhandler, endres alltid hastighetene til både det første og andre legemet, det vil si at begge legemer oppnår akselerasjon. Akselerasjonsmodulene til to samvirkende kropper kan være forskjellige, men forholdet deres viser seg å være konstant for enhver interaksjon:

Interaksjonene skiller seg fra hverandre både kvantitativt og kvalitativt. For eksempel er det klart at jo mer en fjær er deformert, desto større er samspillet mellom svingene. Eller jo nærmere to ladninger med samme navn er, jo sterkere vil de tiltrekke seg. I de enkleste tilfellene av interaksjon er den kvantitative egenskapen makt.

Kroppsmasse. Egenskapen til et legeme som dets akselerasjon ved samhandling med andre kropper avhenger av kalles treghet.

Et kvantitativt mål på kroppens treghet er kroppsmasse. Jo mer masse en kropp har, jo mindre akselerasjon mottar den under interaksjon.

Derfor, i fysikk er det akseptert at forholdet mellom massene av samvirkende legemer er lik det inverse forholdet til akselerasjonsmodulene:

Masseenheten i det internasjonale systemet er massen til en spesiell standard laget av en legering av platina og iridium. Massen til denne standarden kalles kilogram(kg).

Massen til enhver kropp kan bli funnet ved å samhandle denne kroppen med en standardmasse.

Ved definisjon av begrepet masse er forholdet mellom massene til vekselvirkende legemer lik det inverse forholdet mellom modulene av deres akselerasjoner (5.2). Ved å måle akselerasjonsmodulene til kroppen og standarden, kan man finne forholdet mellom kroppsmassen og standardens masse:

Forholdet mellom kroppens masse og massen til standarden er lik forholdet mellom akselerasjonsmodulen til standarden og akselerasjonsmodulen til kroppen under deres interaksjon.

Kroppsmasse kan uttrykkes gjennom massen til standarden:

Kroppsmasse er en fysisk størrelse som kjennetegner dens treghet.

Kraft er årsaken til akselerasjonen av legemer i forhold til en treghetsreferanseramme eller deres deformasjon. Kraft er en vektorfysisk størrelse, som er et mål på akselerasjonen tilegnet av legemer under interaksjon. Kraften er karakterisert ved: a) modul; b) søknadssted; c) retning.

Newtons andre lov - kraften som virker på et legeme er lik produktet av kroppens masse og akselerasjonen som denne kraften gir.

Fysikk

Kroppsmasse

Samspill mellom kropper.Årsaken til en endring i bevegelseshastigheten til en kropp er alltid dens interaksjon med andre kropper.

Konstans av forholdet mellom akselerasjonsmoduler. Når to legemer samhandler, endres alltid hastighetene til både det første og andre legemet, dvs. begge kroppene får akselerasjon. Akselerasjonsmodulene til to samvirkende kropper kan være forskjellige, men forholdet deres viser seg å være konstant for enhver interaksjon:

Treghet av kropper. Konstansen til forholdet mellom akselerasjonsmodulene til to legemer under noen av deres interaksjoner viser at legemene har en egenskap som deres akselerasjon under interaksjoner med andre legemer avhenger av.

Jo mindre hastigheten til en kropp endres når den samhandler med andre kropper, desto nærmere er bevegelsen ensartet rettlinjet bevegelse ved treghet. En slik kropp kalles mer inert.

Alle legemer har egenskapen treghet. Den består i at det tar litt tid å endre hastigheten til en kropp når den samhandler med andre kropper.

Kroppsmasse. Egenskapen til et legeme som dets akselerasjon ved samhandling med andre kropper avhenger av kalles treghet. Et kvantitativt mål på treghet er kroppsvekt. Jo mer masse en kropp har, jo mindre akselerasjon mottar den under interaksjon.

Derfor, i fysikk er det akseptert at forholdet mellom massene av samvirkende legemer er lik det inverse forholdet til akselerasjonsmodulene:

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

Kroppsmasse er en fysisk størrelse som kjennetegner dens treghet.

Tetthet av materie. Masseforhold m kroppen til sitt volum V kalles stoffets tetthet:

Tetthet uttrykkes i kilo per kubikkmeter, enheten for tetthet er 1 kg/m3.

Copyright © 2005-2013 Xenoid v2.0

Bruk av nettstedets materialer er mulig med forbehold om en aktiv lenke.