Теориялык механика СрС т

Министерство Образования Кыргызской Республики.

Кыргызский Государственный Университета им. И. Арабаева.

СРС

Тема: Внутренние и внешние силы замкнутые и изолированное системы.

Выполнила: Абылова М.А

Проверил: Шамшиев Т.С

Группа: ФМО-Ф-41

Бишкек 2016г

Содержание

Введения…………………………………………………………………… 2

§1. Механическая система…………………………………..…….…. 3

§2. Внутренние и внешние силы …..………...……….... 4

§3. Центр масс…………………………………..…..…… 5

Заключение…………………………………………….… 9

Литературы………………………………………………. 10

Введение

Совокупность материальных точек (или тел, которые по условию задачи оказалось возможным рассматривать как материальные точки) называют механической системой материальных точек.

Понятие внутренние и внешние силы относительны. Так силы взаимодействия между атомами образующими молекулу, являются внешними по отношению к каждому из этих атомов как к отдельной системе, но эти силы становятся внутренними когда всю молекулу мы рассматриваем как единую систему.

Движения каждого отдельного тела механической системы определяется совокупностью всех действующих на него сил, как внешних, так и внутренних. Но на движение системы в целом влияют, как мы увидим далее, только внешние силы. Что следует понимать под движением системы в целом. Под этим понимают перемещение центра масс системы.

Изолированная система (замкнутая система) — термодинамическая система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией. В термодинамике постулируется (как результат обобщения опыта), что изолированная система постепенно приходит в состояние термодинамического равновесия, из которого самопроизвольно выйти не может (нулевое начало термодинамики).

Замкнутая система тел в механике — совокупность физических тел, у которых взаимодействия с внешними телами отсутствуют. Более строго: система называется замкнутой, если существует замкнутая финитная оболочка, содержащая эту систему, такая, что любое граничное условие на оболочке равно нулю Замкнутые системы в широком смысле этого термина играют фундаментальную роль в изучении законов природы, так как по сути обозначают чистоту эксперимента, свободного от привнесённых факторов.

§1. Механическая система

Совокупность материальных точек (или тел, которые по условию задачи оказалось возможным рассматривать как материальные точки) называют механической системой материальных точек.

На материальных точки или тел механической системы действует силы двоякого происхождения. Во-первых, всякое тело взаимодействует с другими телами системы. Во-вторых тело или материальное точка механической системы испытывает силы воздействия со стороны посторенних, не входящих в данную систему тел; такие силы называются внешними. Для поезда таковыми являются: сила тяжесть, «ведущее трение», тормозящее трение, сопротивления воздуха.

§2. Внутренние и внешние силы

Понятие внутренние и внешние силы относительны. Так силы взаимодействия между атомами образующими молекулу, являются внешними по отношению к каждому из этих атомов как к отдельной системе, но эти силы становятся внутренними когда всю молекулу мы рассматриваем как единую систему.

По третьему закону, если какой-либо тело А действует на тело В с некоторой силой, то и тело В действует на тело А с равной, но обратно направленной силой; по этому все внутренние силы механической системы попарно равны и противоположны. В поезде сила, с которой каждый вагон тянет следующий, равна силе, с которой тот его задерживает. Если мы сложим геометрически все внутренние силы, приложенные ко всем телам какой-либо системы, то силы взаимодействия каждый двух ее тел дадут в сумме нуль, а потому геометрическая сумма внутренних сил всякой механической системы равна нулю.

Геометрически суммируя внешние силы, действующие на какую-либо механическую систему, мы не должны включать в эту сумму силы противодействия так как они приложены к телам не входящим в состав системы. Поэтому сумма действующих на систему внешних сил в общем случае не равна нулю.

Под количеством движения механической системы понимают геометрическую сумму количеств движения всех входящих в систему тел.

Возможен случай, когда все тела системы находятся в движении, но общее количество движения системы равно нулю. Примером такого рода служит вращение маховика вокруг подвижной оси любые две частицы маховика, симметрично расположенные относительно оси вращения, в движутся противоположные стороны и поэтому геометрическая сумма их количеств движения равна нулю. Если вся масса маховика распределена симметрично относительно оси вращения то геометрически складывая количество движения всех частиц маховика как нелое не перемещается если бы он катился наподобие колеса количество его движения не было бы равно нулю.

Рисунок 1.

Движения каждого отдельного тела механической системы определяется совокупностью всех действующих на него сил, как внешних, так и внутренних. Но на движение системы в целом влияют, как мы увидим далее, только внешние силы. Что следует понимать под движением системы в целом. Под этим понимают перемещение центра масс системы.

§3. Центр масс

Из начального курса физики известно о центре тяжести тела. Когда говорят, что центр тяжести шара находится его геометрическом центре или что центр тяжести треугольника лежит в точке пересечения его медиан, то эти хотят выразить ту мысль что при любом положении шара или треугольной пластики относительно земной поверхности равнодействующая весом всех частиц тела действует по вертикальной прямой неизменно проходящей в случае шара через его центр, а в случае треугольника через точку пересечения медиан.

Чтобы какой-либо тело при любом положении перебывало в равновесии, силу, уравновешивающих вес нужно приложить к центру тяжести тела.

Понятие центра тяжести можно обобщить на совокупность нескольких тел. Такое обобщения вполне естественно: достаточно вообразить себе все данные тела соединенными между собой твердыми, но легкими стержнями; подобным образом соединенные тела составят одно тело, центр тяжести которого и называют их общим центром тяжести . Центр тяжести двух материальных точек расположен на прямой их соединяющих и делит расстояние между ними обратно пропорционально их масса. Под центром тяжести того твердого тела, которое она образовала бы, мгновенно затвердев в данном положении.

Понятие центра тяжести связано с весом а все зависит от положения тела по отношению к земной поверхности. Неотъемлемым же свойством всякого тела являются его масса. Поэтому более общим и более важным являются понятие о центре массы.

Центром масс двух материальных точек, независимо от того находятся ли они под действием силы тяжести или нет, называют точку , делящую расстояние между ними обратно пропорционально их массам. Центр масс трех материальных точек делит расстояние между центром масс каких-либо двух их них и третьей материальной точкой обратно пропорционально отношению суммы первых двух масс к третьей массе. Такого же переход от трех материальных точек к четырем и вообще к любому их числу. Следовательно центр тяжести какого-либо тела, находящего на земной поверхности являются в то же время центром массы этого тела.

Из самого определения следует что центр масс каких-либо материальных точек расположен где-то между ними и никак не может оказаться вне сферы, заключающей внутри себя все данные массы.

Называние центр массы может быть оправдано следующими обряжениями вообразим что между всеми частицами тел образующих систему действует бесконечно возрастающие с течением времени силы притяжения. По третьему закону силы взаимодействия приложенные к двум материальным точкам число равны. Сближаясь если ничто тому не препятствует под действием эти сил обе материальные точки будут двигаться согласно второму закону с ускорениями обратно пропорциональными их массам и так же будут относиться между собой при отсутствии начальной скорости пройденное ими до встречи пути так же материальные точки сойдутся в их центре масс. Присоединяя к двум материальным точкам третью, к трем-четвертую и так дали. Таким образом центр масс механической системы есть та точка вокруг которой собралась бы в виде чрезвычайно плотного сферического тела вся масса системы, если бы между материальными точками системы действовали бесконечно возрастающие с течением времени силы притяжения.

Изолированная система (замкнутая система) — термодинамическая система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией. В термодинамике постулируется (как результат обобщения опыта), что изолированная система постепенно приходит в состояние термодинамического равновесия, из которого самопроизвольно выйти не может (нулевое начало термодинамики).

Замкнутая система тел в механике — совокупность физических тел, у которых взаимодействия с внешними телами отсутствуют. Более строго: система называется замкнутой, если существует замкнутая финитная оболочка, содержащая эту систему, такая, что любое граничное условие на оболочке равно нулю Замкнутые системы в широком смысле этого термина играют фундаментальную роль в изучении законов природы, так как по сути обозначают чистоту эксперимента, свободного от привнесённых факторов. В этом заключается их отличие от незамкнутых систем, которые подвержены произволу внешнего воздействия и потому не могут дать сведений о законах своей природы.

Заключения

На материальных точки или тел механической системы действует силы двоякого происхождения. Во-первых, всякое тело взаимодействует с другими телами системы. Во-вторых тело или материальное точка механической системы испытывает силы воздействия со стороны посторенних, не входящих в данную систему тел; такие силы называются внешними. Для поезда таковыми являются: сила тяжесть, «ведущее трение», тормозящее трение, сопротивления воздуха.

Понятие внутренние и внешние силы относительны. Так силы взаимодействия между атомами образующими молекулу, являются внешними по отношению к каждому из этих атомов как к отдельной системе, но эти силы становятся внутренними когда всю молекулу мы рассматриваем как единую систему.

Понятие центра тяжести связано с весом а все зависит от положения тела по отношению к земной поверхности. Неотъемлемым же свойством всякого тела являются его масса. Поэтому более общим и более важным являются понятие о центре массы.

Литературы

• “Курс физики” К.А. Путилов. ГИ ФМЛ 1963г