Вопрос 1). Кинематика поступательного движения
Кинематика - раздел механики, в котором движение тел рассматривается без выяснения причин, его вызывающих.
Материальная точка – тело, размерами которого можно принебреч в данных условиях.
Траектория – линия, вдоль которой двигается тело.
Прежде чем решать любую задачу механики необходимо выбрать систему отсчёта.
Система отсчёта – тело отсчёта (начало отсчёта), система координат связанных с ним, с указанием направления, масштаба и времени отсчёта.
Путь – длина участка траектории материальной точки, пройденного ею за определённое время.
Расстояние – длина прямой, соединяющей начальную и конечную точки.
Вектор перемещения – направленный отрезок, соединяющий начальную и конечную точки и указывающий направление движение.
Для произвольной точки в пространстве, радиус-вектор – это вектор, ведущий из начала координат в эту точку. На плоскости углом радиус-вектора называется угол, на который радиус-вектор повёрнут относительно оси абсцисс в направлении против часовой стрелки.
Вопрос 2) Кинематика вращательного движения
Элементарный поворот dφ – псевдовектор, модуль которого равен углу поворота dφ, а направление вдоль оси вращения определяется правилом правого винта.
Линейное перемещение dr произвольной точки А твердого тела связано с радиусом-вектором r и поворотом dφ соотношением dr=rsinα•dφ или в векторном виде через векторное произведение: dr=[dφ,r]
|
|
|
Угловая скорость ω – псевдовектор, определяемый производной вектора поворота по времени: ω=φ'=dφ/dt Вектор ω, как и вектор dφ, направлен вдоль оси вращения по правилу правого винта
Угловое ускорение ε – аксиальный вектор, определяемый производной вектора угловой скорости по времени:
ε =dω/dt=d2φ/dt2=ω'=φ''
При ускоренном движении вектор ε по направлению совпадает с ω, а при замедленном - векторы ε и ω направлены противоположно друг другу
Вопрос 3) Инерциальная система отсчёта (ИСО) — система отсчёта, в которой справедлив первый закон Ньютона (закон инерции): все свободные тела (то есть такие, на которые не действуют внешние силы или действие этих сил компенсируется) движутся прямолинейно и равномерно или покоятся. Эквивалентной является следующая формулировка, удобная для использования в теоретической механике:
Инерциальной называется система отсчёта, по отношению к которой пространство является однородным и изотропным, а время — однородным.
Свойства инерциальных систем отсчёта
Всякая система отсчёта, движущаяся относительно ИСО равномерно и прямолинейно, также является ИСО. Согласно принципу относительности, все ИСО равноправны, и все законы физики инвариантны относительно перехода из одной ИСО в другую. Это значит, что проявления законов физики в них выглядят одинаково, и записи этих законов имеют одинаковую форму в разных ИСО.
|
|
|
Предположение о существовании хотя бы одной ИСО в изотропном пространстве приводит к выводу о существовании бесконечного множества таких систем, движущихся друг относительно друга со всевозможными постоянными скоростями. Если ИСО существуют, то пространство будет однородным и изотропным, а время — однородным; согласно теореме Нётер, однородность пространства относительно сдвигов даст закон сохранения импульса, изотропность приведёт к сохранению момента импульса, а однородность времени — к сохранению энергии движущегося тела.
Если скорости относительного движения ИСО, реализуемых действительными телами, могут принимать любые значения, связь между координатами и моментами времени любого «события» в разных ИСО осуществляется преобразованиями Галилея.
В специальной теории относительности скорости относительного движения ИСО, реализуемых действительными телами, не могут превышать некоторой конечной скорости«C» (скорость распространения света в вакууме) и связь между координатами и моментами времени любого «события» в разных ИСО осуществляется преобразованиями Лоренца.
|
|
|
Связь с реальными системами отсчёта
Абсолютно инерциальные системы представляют собой математическую абстракцию, естественно, в природе не существующую. Однако существуют системы отсчёта, в которых относительное ускорение достаточно удалённых друг от друга тел (измеренное по эффекту Доплера) не превышает 10−10 м/с², например, Международная небесная система координат в сочетании с Барицентрическим динамическим временем дают систему, относительные ускорения в которой не превышают 1,5·10−10 м/с² (на уровне 1σ)[3]. Точность экспериментов по анализу времени прихода импульсов от пульсаров, а вскоре — и астрометрических измерений, такова, что в ближайшее время должно быть измерено ускорение Солнечной системы при её движении в гравитационном поле Галактики, которое оценивается в 
м/с²[4].
С разной степенью точности и в зависимости от области использования инерциальными системами можно считать системы отсчёта, связанные с: Землёй, Солнцем, неподвижные относительно звезд.
Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 26; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!