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

45922. Структура временных связей в операциях технологического процесса. Техническое нормирование 27.58 KB
  Структура оперативного времени в операциях могут отличаться в зависимости от способов выполнения основных переходов степени совмещения выполнения основных и вспомогательных переходов; числа потоков дублирующих выполнение одинаковых переходов при изготовлении одноименных изделий. Время затраченное на две группы основных переходов составит сумма времени выполнения наиболее длительных переходов в каждой из групп основных переходов: где число групп основных переходов. Поэтому основное технологическое время равно наибольшему времени...
45923. Пути сокращения затрат времени на выполнение операции 25.95 KB
  Пути сокращения затрат времени на выполнение операции Анализ формул по определению штучнокалькуляционного времени : показывает что его можно уменьшить либо путем сокращения подготовительнозаключительного и штучного времени либо увеличением объема партии изготовляемых изделий . Пути сокращения подготовительно заключительного времени Затраты времени на подготовку к работе складываются из времени получения и ознакомления рабочего с заданием получения и установки на станке инструментов и приспособлений а по окончании работы их...
45924. Технологичность конструкции 14.3 KB
  Конструкция изделия в первую очередь определяется его служебным назначением. Однако конструктивное исполнение изделия может быть разным при этом будут разными и затраты ресурсов. Эта разница и является результатом разного уровня технологичности изделия. Технологичность это совокупность свойств изделия определяющих приспособленность его конструкции к достижению оптимальных затрат ресурсов при его производстве ремонте и утилизации.
45925. Выявление маршрута обработки отдельных поверхностей детали 18.51 KB
  Выявление маршрута обработки отдельных поверхностей детали. 2 Аналогичные действия выполняются при планировании обработки всех других поверхностей. 3 Расчленяют операции и переходы на черновые получистовые и чистовые а затем формируют примерный маршрут обработки. 4 Внедряют передовые методы механической обработки ППД РСО ЭЭО и т.
45926. Основные функциональные элементы приспособлений. Назначение и краткая характеристика 13.69 KB
  Конструкции всех станочных приспособлений основываются на использовании типовых элементов которые можно разделить на следующие группы: аустановочные опорные элементы определяющие положение детали в приспособлении; бзажимные элементы устройства и механизмы для крепления деталей или подвижных частей приспособлений; в настроичные элементы г элементы обеспечивающие точное расположение приспособления на месте эксплуатации. д делительные устройства екорпуса крепежные элементы и вспомогательные устройства. Зажимные...
45927. Способы базирования заготовок с базами в виде плоских поверхностей 329.69 KB
  Базирование главной базы имеет 3 точки осуществляется на: 3 штыря опоры 2 пластины опорные штыри в сочетании с плавающими и сблокированными опорами на плоскость опорного элемента. При этом погрешность базирования близко равно 0. Для необработанных баз следует учитывать дополнительно погрешность связанную с отклонением плоскостности базы.
45928. Способы базирования заготовок с базами в виде отверстий 74.04 KB
  Базирование в отверстие или на палец рекомендуется использовать для заготовок с базами обработанными не грубее 9 квалитета. Этот способ применяется для заготовок с базами обработанными не грубее 7 квалитета.
45929. Способы базирования заготовок с базами в виде наружных цилиндрических поверхностей 87.91 KB
  Длину контакта заготовки с опорным элементом приспособления принимается равным или больше 15 диаметры базы. В пределах mx диаметрального зазора Smx в соединении заготовка приспособление возможно смещение оси базы относительно оси опорного элемента. Наибольшее смещение определяет погрешность базирования оси базы. ƸБ=Smx=TTn∆=Dmxdmin Т допуск на диаметр базы заготовки Tn допуск на диаметр опорного элемента приспособления ∆ гарантированный зазор в соединении Dmx наибольший предельный диаметр отверстия dmin наименьший предельный диаметр...
45930. Способы установки в приспособлении заготовок корпусных деталей 11.35 KB
  При L D 4 где L длина обрабатываемой заготовки D ее диаметр заготовки закрепляют в патроне при 4 L D 10 в центрах или в патроне с поджимом задним центром при L D 10 в центрах или в патроне и центре задней бабки и с поддержкой люнетом. Самой распространенной является установка обрабатываемой заготовки в центрах станка. Заготовку обрабатывают в центрах если необходимо обеспечить концентричность обрабатываемых поверхностей при переустановке заготовки на станке если последующая обработка выполняется на шлифовальном станке и тоже в...