Вопрос 4) Законы Ньютона
I закон. Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальная точка при отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго.
II закон. В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе. 
Когда на тело действуют несколько сил, с учётом принципа суперпозиции второй закон Ньютона записывается:
или 
Второй закон Ньютона действителен только для скоростей, много меньших скорости света и в инерциальных системах отсчёта. Для скоростей, приближенных к скорости света, используются законы теории относительности.
Нельзя рассматривать частный случай (при 
) второго закона как эквивалент первого, так как первый закон постулирует существование ИСО, а второй формулируется уже в ИСО.
III закон. Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению. 
Из законов Ньютона сразу же следуют некоторые интересные выводы. Так, третий закон Ньютона говорит, что, как бы тела ни взаимодействовали, они не могут изменить свой суммарный импульс: возникает закон сохранения импульса. Далее, если потребовать, чтобы потенциал взаимодействия двух тел зависел только от модуля разности координат этих тел 
, то возникает закон сохранения суммарной механической энергии взаимодействующих тел:
|
|
|
Законы Ньютона являются основными законами механики. Из них могут быть выведены уравнения движения механических систем. Однако не все законы механики можно вывести из законов Ньютона. Например, закон всемирного тяготения или закон Гука не являются следствиями трёх законов Ньютона.
Вопрос 5) Механическая работа — это физическая величина, являющаяся скалярной количественной мерой действия силы или сил на тело или систему, зависящая от численной величины, направления силы (сил) и от перемещения точки (точек) тела или системы.
В механике можно ввести понятие работы, исходя из довольно простых представлений[2]
Работа силы (сил) над одной точкой
Работа нескольких сил определяется естественным образом как работа их равнодействующей (их векторной суммы). При прямолинейном движении одной материальной точки и постоянном значении приложенной к ней силы работа (этой силы) равна произведению величины проекции вектора силы на направление движения и величины совершённого перемещения[3]: 
Здесь точкой обозначено скалярное произведение[4], 
— вектор перемещения; подразумевается, что действующая сила 
постоянна в течение всего того времени, за которое вычисляется работа.
|
|
|
Если сила не постоянна, то в этом случае она вычисляется как интеграл[5]: 
(подразумевается суммирование по кривой, которая является пределом ломаной, составленной из последовательных перемещений 
если вначале считать их конечными, а потом устремить длину каждого к нулю).
Если существует зависимость силы от координат[6], интеграл определяется[7] следующим образом:
,где 
и 
— радиус-векторы начального и конечного положения тела соответственно.
Cледствие: если направление движения тела ортогонально силе, работа (этой силы) равна нулю.
Мо́щность — физическая величина, равная в общем случае скорости изменения энергии системы. В более узком смысле мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.
Различают среднюю мощность за промежуток времени 
и мгновенную мощность в данный момент времени: 
Интеграл от мгновенной мощности за промежуток времени равен полной переданной энергии за это время:
В системе СИ единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю, делённому на секунду.
В механике: Если на движущееся тело действует сила, то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело: 
|
|
|
где F — сила, v — скорость, 
— угол между вектором скорости и силы.
Частный случай мощности при вращательном движении: 
M — момент силы, 
— угловая скорость, 
— число пи, n — частота вращения (число оборотов в минуту, об/мин.).
Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 149; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!