Конспект по физике. Модуль 1. Динамика

3 Динамика

Инерция - явление сохранения скорости прямолинейного равномерного движения или состояния покоя при компенсации внешних воздействий. Пример. Человек не заметил препятствие, спотыкнулся. На его ноги подействовало другое тело – препятствие, а на корпус тела другие тела не действовали, его скорость сохранилась, поэтому корпус продолжил движение по инерции.

Инертность тел – свойство, присущее всем материальным объектам, проявляющееся в том, что тело сохраняет неизменным состояние своего движения или покоя по отношению к  инерциальной системе отсчёта, когда внеш. воздействия на тело отсутствуют или взаимно уравновешиваются. Пример. Инертность грузовика больше, чем легкового автомобиля, для того, чтобы остановить грузовик, необходимо больше времени, чем для остановки легкового автомобиля т.к. масса грузовика больше.

Масса – мера инертности.

Способы определения массы. 1. Взвешивание на весах (пружинных, рычажных, электронных и т.д.) 2. По плотности и объему 3.По взаимодействию

Первый закон Ньютона: существуют такие системы отсчета, относительно которых изолированные поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость неизменной по модулю и направлению.

В первом законе Ньютона идет речь о равномерном движении.

Системы отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона, называются инерциальными. Системы отсчета, движущиеся относительно инерциальных с ускорением, называются неинерциальными. Пример. Наблюдатель чаще всего связывает систему отсчета с собой. В том случае, если человек наблюдает торможение поезда, то система его отсчета для поезда будет неинерциальной (скорость поезда относительно наблюдателя не сохраняется). В другом случае, когда наблюдатель начинает двигаться с таким же ускорением, что и поезд, то система отсчета наблюдателя станет инерциальной.

Сила – причина изменения скорости тела. Пример. На тело действует только сила тяжести, тело падает с ускорением свободного падения, его скорость изменяется. Сила – векторная величина. В СИ сила измеряется в ньютонах (Н). Если на тело действует несколько сил, то их векторная сумма называется равнодействующей этих сил.

Второй закон Ньютона. Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе:

Во втором законе Ньютона идет речь о равноускоренном движении.

Сила измеряется в ньютонах – Н, Один ньютон – это сила, которая сообщает телу массой 1 кг ускорение

Третий закон Ньютона. Силы, с которыми тела взаимодействуют друг с другом, равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны. В третьем законе Ньютона идет речь о взаимодействии тел. Пример. Груз находится на опоре, на него действуют сила тяжести и сила реакции опоры, равные по модулю, противоположные по направлению.

Закон всемирного тяготения. Сила гравитационного взаимодействия между телами зависит прямо пропорционально от произведения масс этих тел и обратно пропорционально от квадрата расстояния между ними.

F – сила гравитационного взаимодействия тел, m₁ и m₂ – массы тел,

R – расстояние между ними, G – Гравитационная постоянная

Гравитационная постоянная показывает, что два тела массой по 1 кг, находящиеся на расстоянии 1 м друг от друга, притягиваются с силой 6,67·10^-11 Н.

Физическая величина, равная произведению модуля силы на модуль перемещения и косинус угла между ними (рис. ), называется механической работой:

Работа — величина скалярная. Единица работы — джоуль (Дж).

1 Дж — это работа, совершаемая силой в 1 Н при перемещении на 1 м.

В зависимости от направлений векторов силы и перемещения механическая работа может быть положительной, отрицательной или равной нулю. Например, если векторы F и s сонаправлены, то cos 0° = 1 и А 0 . Если векторы F и s направлены в противоположные стороны, то cos 180° = -1 и А

Мощность – физическая величина, численно равная отношению работы к промежутку времени, за который она совершена. N – мощность A - работа t - время

Мощность измеряется в ватах – Вт,

1ват – это мощность, при которой за 1с совершается работа в 1Дж