Динамика презентация

ДИНАМИКА — изучает причины механического движения.
Основа динамики — три закона Ньютона.
2.1. Первый закон Ньютона (закон инерции)
Тело сохраняет свою скорость (движется по инерции),
если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.
Инерциальными называются системы отсчета,
в которых выполняется первый закон Ньютона.
Инерциальные системы отсчета движутся друг относительно друга
равномерно и прямолинейно.
Системы отсчета, движущиеся с ускорением,
называются неинерциальными (тормозящий автобус).
Инертность — способность тел сохранять свою скорость.
Масса m, (кг) — мера инертности тел при поступательном движении.
Плотность ρ, кг/ м3 — масса в единице объема.
Зависит от вещества, из которого состоит тело и внешних условий.
V — объем тела.
Плотность — табличная величина.
В.П. Сафронов 2015. [e-mail] т. 8 928 111 7884

Принцип относительности Галилея
Механические явления протекают одинаково во всех
инерциальных системах отсчета.
Законы механики имеют одинаковый вид
в любой инерциальной системе отсчета.
В.П. Сафронов 2015. [e-mail] т. 8 928 111 7884

Второй и третий законы Ньютона
Сила
, Н (ньютон) — векторная величина, является мерой
взаимодействия тел при поступательном движении.
Действие тел заменяется действием сил :
Сложение сил:
равной их векторной сумме.
В.П. Сафронов 2015. [e-mail] т. 8 928 111 7884

Второй закон Ньютона
Третий закон Ньютона
При взаимодействии двух тел возникают силы, равные по величине, направленные в противоположные стороны вдоль одной прямой и приложенные к разным телам.
В.П. Сафронов 2015. [e-mail] т. 8 928 111 7884

Силы в механике
возникают при упругих деформациях тел.
Они стремятся вернуть телу исходную форму и объем.
k, Н/м — коэффициент жесткости (упругости),
зависящий от упругих свойств материала.
Деформация — изменение формы и объема тела.
Упругая деформация исчезает после снятия
нагрузки. При этом силы упругости
возвращают телу исходную форму и объем.
Закон Гука:
сила упругости FУПР пропорциональна удлинению пружины x:
где l0 — начальная и l — конечная длина пружины, x = l - l0 ,
знак минус означает, что сила упругости направлена против удлинения,
Силы упругости
.
k~S/l, где S — площадь сечения, l — длина пружины .
В.П. Сафронов 2015. [e-mail] т. 8 928 111 7884

Соединение пружин
параллельное, последовательное
В.П. Сафронов 2015. [e-mail] т. 8 928 111 7884

Сила трения
возникает между поверхностями соприкасающихся тел и
препятствует их относительному перемещению.
Сила трения покоя
препятствует возникновению относительного перемещения
соприкасающихся тел.
Сила трения покоя равна по модулю результирующей всех остальных сил,
действующих на тело.
Закон трения скольжения.
где μ — коэффициент трения скольжения,
зависящий от материала соприкасающихся
тел и качества обработки их поверхностей.
Сила вязкого трения
возникает при движении тела в жидкостях и газах.
Зависит от вязкости среды, формы тела и скорости движения.
При вязком трении отсутствует сила трения покоя.
Тело начинает двигаться в среде при действии сколь угодно малой силы.
В.П. Сафронов 2015. [e-mail] т. 8 928 111 7884

ВЯЗКОЕ ТРЕНИЕ
В.П. Сафронов 2015. [e-mail] т. 8 928 111 7884

Сила трения на горизонтальной и наклонной плоскостях
В.П. Сафронов 2015. [e-mail] т. 8 928 111 7884

Гравитационные силы (силы тяготения)
силы притяжения, существующие между любыми телами.
Закон всемирного тяготения
две материальные точки притягиваются друг к другу с силой,
прямо пропорциональной массам и этих точек и
обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
— гравитационная постоянная.
Сила тяжести
— сила, с которой планета (например, Земля) притягивает тело.
Под действием одной силы тяжести тело свободно падает с ускорением g.
По второму закону Ньютона:
Ускорение свободного падения:
Ускорение свободного падения на поверхности планеты плотностью ρ:
В.П. Сафронов 2015. [e-mail] т. 8 928 111 7884

Вес тела
, Н — сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес.
Вес приложен к опоре или подвесу.
Если опора покоится или движется равномерно и прямолинейно,
то вес тела равен силе тяжести:
P = mg.
Если опора движется с ускорением вверх,
то вес увеличивается (+), вниз — уменьшается (-):
P = m(g ± a).
Вес численно равен силе реакции опоры или
силе натяжения нити.
В общем случае
При свободном падении (a = g) тело не давит на опору.
Отсутствие веса (Р = 0) называется невесомостью.
В.П. Сафронов 2015. [e-mail] т. 8 928 111 7884

Движение в гравитационном поле
Свободное падение. При этом все тела движутся с одинаковым ускорением
— ускорением свободного падения. Вблизи поверхности Земли
Если скорость направлена горизонтально и v1 = 7,9 км/с,
то тело становится искусственным спутником Земли
и движется по круговой орбите.
— первая космическая скорость.
Так как спутник свободно падает, в нем наблюдается невесомость.
В.П. Сафронов 2015. [e-mail] т. 8 928 111 7884

Движение в гравитационном поле
Если v0 = v1 —первая космическая скорость— тело становится искусственным спутником планеты и движется по круговой орбите.
Роль центростремительного ускорения выполняет ускорение свободного падения.
В.П. Сафронов 2015. [e-mail] т. 8 928 111 7884

СТАТИКА
исследует состояние равновесия.
Момент силы относительно оси вращения M, Н∙м — характеризует силовое взаимодействие тел при вращательном движении.
Он равен произведению силы на плечо (рис):
Моменты сил, вращающие тело против хода часовой стрелки, считаются положительными,
по ходу — отрицательными.
Центр тяжести — точка приложения равнодействующей сил тяжести.

Статика жидкостей и газов
Закон Паскаля
В.П. Сафронов 2015. [e-mail] т. 8 928 111 7884

Закон Архимеда
На тело, погруженное в жидкость (газ), действует выталкивающая сила равная весу вытесненной жидкости (газа).
Сила Архимеда приложена к центру тяжести вытесненной жидкости (газа).
FA = mg — плавает, FA < mg — тонет, FA > mg — всплывает.
В невесомости сила Архимеда не действует.
В.П. Сафронов 2015. [e-mail] т. 8 928 111 7884