48304

Динамика. Силы. Законы Ньютона

Доклад

Физика

Не является ли первый закон следствием второго Равномерное движение теряет смысл если часы системы отсчета не синхронизированы. То есть законы инерции без указаний системы отсчета теряют смысл. Первый закон Ньютона является независимым законом выражающим критерий пригодности системы отсчета для рассмотрения движения. Полную силу действующую на частицу обозначим через: Так как То То есть релятивистское уравнение движения имеет вид: Системы материальных точек.

Русский

2013-12-09

161 KB

1 чел.

Динамика.

Силы.

Сила – физическая величина, характеризующая взаимодействие двух или более тел, определяющая изменение состояния движения тел (скорость) или изменение формы тела (деформация).

В динамике Ньютона не скорость, а изменение скорости, то есть ускорение, имеет причину. Причиной изменения скорости является сила.

Сила не есть самостоятельная сущность, не зависимая от материальных тел. Она создается материальными телами.

Сила – количественная мера интенсивности взаимодействия.

Изменение силы. Пружина.

Сила упругости.

Сила – векторная величина.

Законы Ньютона.

Первый закон Ньютона.

Тело, достаточно удаленное от других тел, сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Если , то . Не является ли первый закон следствием второго?

Равномерное движение теряет смысл, если часы системы отсчета не синхронизированы. То есть, законы инерции без указаний системы отсчета теряют смысл.

Первый закон Ньютона является независимым законом, выражающим критерий пригодности системы отсчета для рассмотрения движения. Это закон является первым в порядковом смысле, потому что только после него можно говорить о точно определенном физическом смысле и содержании второго и третьего законов.

Второй закон Ньютона:

Физическое содержание этого закона состоит в том, что сила определяет вторые производные координат по времени.

Производная импульса тела по времени равна результирующей силе и совпадает с ней по направлению.

Изменение импульса равно изменению суммы внешних сил.

Пример – буксировка на гибком металлическом тросе и на канате.

Третий закон Ньютона.

Силы взаимодействия двух материальных точек равны по величине, противоположны по направлению и действуют вдоль прямых, соединяющих эти точки.

Пусть взаимодействуют  и .

В изолированной системе сумма импульсов постоянна.

Пример: Стакан падает на бетонный пол или на ковер.

Чем меньше время взаимодействия, тем больше сила.

Что будет, если масса не постоянна?

Сила может не совпадать с ускорением!!!

Масса тела.

Тело всегда оказывает сопротивление при попытке изменить величину или направление скорости – инертность тела.

Масса – мера инертности.

- более подходящий вариант для обобщения на релятивистский случай.

Рассмотрим взаимодействие двух зарядов.

Равенство сил не выполняется. Сумма импульсов зарядов не сохраняется.

Во взаимодействии участвуют не только заряды, но и поля E и B.

В электродинамике показывается, что поля E и B имеют плотность импульса (импульс, отнесенный к единице объема).

Вычисления показывают, что суммарный импульс, создаваемый зарядами и их электромагнитными полями, сохраняется. Вот почему формулировка третьего закона в виде сохранения импульсов более физически содержательна.

Пример с упругими шарами.

Продольная и поперечная масса.

Сила действует на заряженную частицу  массой .

При малой скорости мы должны получить  (масса покоя при нулевой скорости).

Следовательно, инертность частицы по направлению скорости  отличается от .

Релятивистское уравнение движения.

, где m – релятивистская масса.

Вывод релятивистского уравнения движения.

Пусть частица движется по траектории. Полную силу, действующую на частицу, обозначим через:

Так как

То

То есть релятивистское уравнение движения имеет вид:

Системы материальных точек. Твердое тело.

Совокупность конечного числа точек называется системой материальных точек.

Внешние силы – силы, источники которых лежат вне системы.

Внутренние силы – силы, источники которых лежат внутри системы.

Моментом импульса материальной точки относительно точки O называется вектор:

Определение справедливо для релятивистских и нерелятивистских случаев.

Моментом силы, действующим на материальную точку относительно точки O, называется вектор:

Уравнение моментов для материальной точки.

Продифференцируем первое равенство по t.

, т.к.  поскольку.

Уравнение моментов:

Импульс системы:

Момент импульса системы:

Сумма внешних сил:

Сила, действующая на систему, равна сумме внешних сил, действующих на точки системы.

Момент силы, действующей на систему:

Уравнение движения системы материальных точек:

Центр масс:

- радиус-вектор определяет воображаемую точку, которая называется центром масс системы.

- скорость движения этой точки.

Уравнение движения запишется так:

В релятивистском случае понятие центра масс не является инвариантным понятием, не зависящим от системы координат.

Системой центра масс называют систему, в которой сумма импульсов частиц равна 0.

Она характеризуется своей скоростью.

В релятивистском случае нет центра масс, но есть система центра масс.

Уравнение моментов для системы материальных точек.

Продифференцируем равенство


F2

F1

2

l1

DF

Dl

O

r


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81717. Лирика С. А. Есенина. Основные темы, идеи, художественное мастерство. Чтение наизусть одного стихотворения 44.16 KB
  Уже первый и единственный вышедший до революции сборник поэта Радуница 1916 содержал в себе эстетически завершенную картину деревенского мира воплощенную в такой же цельной системе неповторимых есенинских образов и интонаций. Так намечается уход поэта из реального мира на поиски какойто заповедной родины нездешних полей и перелесков неразгаданной земли скрытых от его взора синим мраком куда тем не менее влечется его душа. Туда в свою вневременную звездную стихию и устремляется душа поэта. В стихотворении Там где вечно...
81718. Образ Наполеона и тема наполеонизма в произведениях отечественной классики 19 века 31.37 KB
  В связи с этим возникает вопрос о роли личности в данном историческом событии и в истории вообще. утверждает решающую роль народных масс в истории. Вопрос о роли личности в истории поднимается в начале 3 тома 1 часть 1 глава: 1. Применительно к истории личность в большей степени действует бессознательно чем сознательно.
81719. Конфликт поколений и его разрешение в романе И. Тургенева « Отцы и дети» 35.11 KB
  Либералам противопоставлен нигилист Базаров в котором читатель без труда узнавал выразителей идей и настроений революционной молодежи. Базаров выражает эти идеи и настроения в самой крайней форме. Такова логика Базарова поэтому вместе с постановлениями отжившего крепостнического строя и либеральным реформаторством он так же категорично отрицает любовь поэзию музыку красоту природы философское мышление семейные связи альтруистические чувства такие нравственные категории как долг право обязанность. Базаров выступает сознательным...
81720. Новаторство лирики В.Маяковского. Чтение наизусть и разбор одного стихотворения 33.28 KB
  Уже в Облаке в штанах проявляются основы новых принципов стиха которые сделали поэзию В. Эти принципы и в дальнейшем проявлялись в стихотворениях и поэмах В. Художественные принципы М. ЛЕФовцы выдвинули 3 новых принципа искусства: 1.
81721. Образ странствующего героя в произведениях отечественной литературы 31.91 KB
  И на пути к заветной цели к миллиону и своему винокуренному заводику Ч. Он на этом пути не успокоится пока не завоюет миллион а с ним и власть над миром мертвых душ. определяет 2 пути для России: светлый и трагический. – символ однообразного кружения сбившейся с прямого пути души русского человека.
81722. Философская лирика Ф. И. Тютчева. Чтение наизусть и разбор одного стихотворения 34.14 KB
  В поэзии Тютчева мир одухотворен очеловечен пребывает в вечном движении и развитии. Тютчев утверждает: Не то что мните вы природа: Не слепок не бездушный лик В ней есть душа в ней есть свобода В ней есть любовь в ней есть язык.
81723. Женские образы и средства их воплощения в романе М. Шолохова «Тихий Дон» 33.27 KB
  Мелеховский двор – на самом краю хутора любовь героя удивительна небывала необычна для хутора – будто видели они как прокофий вечерами когда вянут зори на руках носил жену до Татарского ажник кургана. Роман Тихий Дон это роман о мире человеческих страстей в центре которого любовь Аксиньи и Григория. Героям предстоит пройти через ужасы войны через разлуку и многие тяжкие грехи взять на себя но свою любовь они пронесут через всю жизнь потому что без их любви жизнь теряет смысл. Эта любовь трагична не только для Григория и...
81724. Тема русского бунта в произведениях отечественной литературе 32.18 KB
  Дубровский Глава 6 Пожар в Кистеневке эпизод Эпизод – начало стихийного крестьянского бунта возникшего от страстного желания крепостных Дубровских отомстить за барина и нежелания служить новому хозяину – Кирилле Троекурову которому по решению суда переходило имение Дубровских. Глава 7 появились разбойники и распространили ужас по всем окрестностям Грабительства одно другого замечательнее следовали одно за другим. Рассказывали о нем чудеса; имя Дубровского было во всех устах все были уверены что он а никто другой...
81725. Природа и любовь в поэзии А. А. Фета 38.59 KB
  Ктото учит маленьких несмышленышей делающих первый в жизни шаг твердо стоять на ногах с трудом произносить первые слова. Нас восхищают слова поэта выражающие его огромную любовь к своей родине к ее необъятным просторам к ее тихим уголкам: Какое дикое ущелье Ко мне навстречу ключ бежит Он в дол спешит на новоселье. Травы цветы деревья болотца ручейки перелески зори грозы облака во всем открывает чародей слова живую душу всем поверяет свои заветные думы. Итак мир природы для Тютчева был тем неисчерпаемым источником...