Силы инерции. Уравнение Ньютона для неинерциальных систем. Сила Кориолиса
Силы являются причиной любого изменения состояния движения, т.е. любого ускорения. Ускорение возникает в направлении действия силы. Кроме того, существуют так называемые силы инерции, которые возникают как следствие ускорений. Они направлены в сторону, противоположную ускорению. Силы инерции возникают только в системе отсчета, движущейся с ускорением, т. е. это кажущиеся силы.Силы, вызывающие ускорение данного тела, и силы инерции, возникающие вследствие ускорения, всегда равны по величине и противоположно направлены.
Здесь: 
F — сила, сообщающая телу ускорение (Ньютон), Fи — сила инерции (Ньютон), m — масса тела (кг), a — ускорение (м/с2),
Ускорение в инерциальной системе можно выразить через второй закон Ньютона:
F/m = a" + a', отсюда a' = F/m + Fин/m,
где Fин =-ma'' - сила инерции, направленная в сторону, противоположную ускорению неинерциальной системы. Тогда получим
ma' = F + Fин
- уравнение Ньютона для неинерциальной системы отсчета.
Си́ла Кориоли́са — одна из сил инерции, использующаяся при рассмотрении движения материальной точки относительно вращающейся системы отсчёта. Добавление силы Кориолиса к действующим на материальную точку физическим силам позволяет учесть влияние вращения системы отсчёта на такое движение
Здесь 
– сила Кориолиса, также являющаяся силой инерции, 
– угловая скорость вращения диска.
|
|
|
Кинетическая энергия как функция состояния системы. Работа и мощность.
Функция состояния системы, определяемая только скоростью ее движения, называется кинетической энергией.
Кинетическая энергия системы есть функция состояния движения этой системы. Кинетическая энергия - величина аддитивная.
Ек - относительная величина, её значение зависит от выбора системы координат (так же как и скорость v - относительная величина).
Если постоянная сила действует на тело, то оно будет двигаться в направлении силы. Тогда элементарная работа по перемещению тела из одной точки в другую будет равна произведению силы F на перемещение dr.
Следовательно, работа силы, приложенной к телу на пути r, численно равна изменению кинетической энергии этого тела.
A = ΔЕк, или dEк = dA. (1.6.2)
Изменение кинетической энергии dЕк равно работе внешних сил.
Мощность есть работа, совершаемая в единицу времени.
, где P — Средняя мощность (Ватт), W — Работа (Джоуль), t — Время затраченное на совершение работы (секунд),
Консервативные силы и системы. Понятия: центральное поле, сферически симметричное поле. Работа консервативных сил. Примеры консервативных сил.
|
|
|
Силы, работа которых не зависит от пути, по которому двигалось тело, а зависит от начального и конечного положения тела, называются консервативными.
Консервативная система (от лат. conservo — сохраняю) — физическая система, работа неконсервативных сил которой равна нулю и для которой имеет место закон сохранения механической энергии, то есть сумма кинетической энергии и потенциальной энергии системы постоянна.
Это такое поле, у которого все силовые вектора направлены или в одну точку (центр) или, наоборот, из одной точки (из центра) . Причем величина этих силовых векторов зависит только от расстояния до центра и не зависит от направления (от углов).
Центральное поле называют сферически симметричным, если численное значение вектора напряженности зависит только от расстояния r до центра сил О: G = G(r).
Работа консервативных сил по замкнутому пути равна нулю. .Пример консервативных сил: сила тяжести, сила упругости пружины, и силы электростатического взаимодействия.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 827; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!