Динамика поступательного движения

1.

2. Д И Н А М И К А

ДИНАМИКА
Поступательное движение
Основные понятия:
Масса - m ;
сила - F ;
импульс - p .

3.

Исаак Ньютон
(1642 – 1727)
Английский физик
и математик.
Создал теоретические
основы механики
и астрономии;
зеркальный телескоп ( 1668);
математические начала натуральной философии (1687); теорию
света и цветов (1672) …

4. ЗАКОН ИНЕРЦИИ (первый закон Ньютона)

Материальная точка сохраняет
состояние покоя или равномерного прямолинейного движения
до тех пор, пока внешнее воздействие не выведет ее из этого
состояния.
И С О – системы отсчета, по
отношению к которым
выполняется закон инерции.

5.

Масса m - определяет инертные и
гравитационные свойства тела:
(
c,
m co n st
классическая механика),
m
m0
1
(
2
c
2
~ c , релятивистская механика).

6.

Сила F – мера механического
воздействия на тело со
стороны других тел или
полей, в результате которого
тело приобретает ускорение
или деформируется.

7.

Сила F задана, если указаны ее
модуль F , направление в
пространстве и точка
приложения.
Линия действия силы – прямая,
вдоль которой направлена
сила.

8. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И СИЛЫ

в механике обусловлены
гравитационным и электромагнитным взаимодействиями.
Гравитационное : сила тяготения,
сила тяжести.
Электромагнитное : сила упругости,
сила трения, кулоновская сила, сила
Лоренца, сила Ампера.
Cилы

9. СИЛЫ В М Е Х А Н И К Е:

m1 m 2
G 2 ;
r
cила
тяготения
cила
тяжести
Fт я ж m g ;
cила
упругости
F k ;
cила
трения
F тр N .
Fт я г

10.

Гравитационное взаимодействие
между телами
m1 m 2
F G 2
r
F12
F21

11.

m1 m 2
F12 G 2 e r ,
r
где G
m2
er r F
21
m1 F12
m1 m 2
F2 1 G 2 e r
r
m1m2 r
F21 G 2
r r
Силы тяготения – центральные;
гравитационное взаимодействие
осуществляется через потенциальное поле тяготения; гравитационные силы консервативны.

12.

F12 F 21
F21
F12
К III ЗАКОНУ НЬЮТОНА

13.

Третий закон Ньютона
r
er
m1 F12
m2
F21
F1 2 F
(о силах взаимодействия двух тел)
Противоположно
направленные
силы равны по
величине,
приложены к
21
разным телам.

14.

Силовая характеристика
гравитационного поля напряженность
Mm
F G 2 er
r
M
g G 2 er .
r
g зависит от расстояния r и
широты .
F
g
m

15.

Силовые линии гравитационного поля радиально
сходятся к центру Земли
Направление
силовых линий
совпадает с
направлением
вектора
напряженности
g

16.

g, м/с2 График зависимости g=g(R)
Rз=6,37 • 106 м.
110
8
6
4
2
0
6,37
9
12
15
18
21
24
R, 106 м
27

17.

График зависимости g=g(φ)
g, м/с2
9,840
9,830
9,820
9,810
9,800
9,790
9,780
9,770
0
10
20
30
40
50
60
φ, град.
70
80
90

18. ОСНОВНОЙ ЗАКОН ДИНАМИКИ МТ (второй закон Ньютона)

Ускорение МТ пропорционально
силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе МТ:
F
a
m
или
F ma.

19.

Принцип независимости действия
сил: если на МТ одновременно
действуют несколько сил, то
каждая из них сообщает МТ такое
же ускорение, как если бы других
сил не было
a ai
n
n
i 1
i 1
n
Fi 1
F
Fi ,
m m i 1
m

20.

n
где F Fi
.
Следовательно,
i 1
- II закон Ньютона.
Fi m a
n
i 1
Fтр
У
N
mg
F m g N F тр m a
F
X:
X У:
F F тр m a
mg N 0

21. ИМПУЛЬС МТ, ИЗМЕНЕНИЕ ИМПУЛЬСА МТ

p m
[кг·м/с]
- вектор, совпадающий по направлению c вектором скорости МТ.
Вектор изменения импульса МТ
p p 2 p1.
Его направление и модуль опреледяются правилом вычитания
векторов.

22.

Например, МТ равномерно движется
по окружности:
p
p
p
m
.
2
1
p1
p2
p
p
p p 2 p1
Модуль вектора
изменения
импульса:
p p p 2 m 2.
2
1
2
2

23.

Запишем второй закон Ньютона,
используя понятие «импульс МТ»:
dp
- элементарное изменение
импульса МТ за время dt :
dp d (m )
d
m
ma F .
dt
dt
dt

24.

Скорость изменения импульса МТ
равна действующей на нее силе:
dp
d
(m )
F.
dt
dt
Среднее значение силы
p
F
.
t

25.

СИТ- 1:
« Центр масс и закон
его движения»
А. А. Детлаф, Б.М. Яворский
Курс физики, 2.6

26.

Внимание!
Самостоятельное изучение темы
в тетради с лекциями.
Записи лекций и СИТ необходимо
приносить на все виды занятий
(практические и лабораторные)