Законом инерции


НазваниеЗаконом инерции
страница1/6
Дата публикации29.03.2013
Размер0.59 Mb.
ТипЗакон
userdocs.ru > Физика > Закон
  1   2   3   4   5   6
1.Силы в механике. Законы Ньютона
Механика-область физики, изучающая движение материальных тел и взаимодействие между ними.Сила-векторная физическая величина,мера интенсивности воздействия на тело других тел и полей. Под действием сил тела либо изменяют скорость движения, т. е. приобретают ускорения (динамическое проявление сил), либо деформируются, т. е. изменяют свою форму и размеры (статическое проявление сил). В каждый момент времени сила характеризуется числовым значением, направлением в пространстве и точкой приложения.Первый закон Ньютона: .(зак.инерции)Существуют такие системы отсчета,относительности которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной,если на него не действуют другие тела(или действие других тел компенсируется. Первый закон Ньютона выполняется не во всякой системе отсчета. Характер движения зависит от выбора системы отсчета. Система отсчета, в кот выполняется I-ый закон Ньтона называется инерциальной.Сам закон иногда называют законом инерции.Стремление тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью. Второй закон Ньютона:Произведение массы тела на его ускорение равно равнодействующей на тело силе.

a = F/m, единица силы в СИ—ньютон (Н): 1 Н—сила, кот массе в 1 кг сообщает ускорение 1 м/с2 в направлении действия силы:1 Н=1 кг•м/с2.

Взаимодействие между мат точками (телами) определяется третьим законом Ньютона: силы, с кот действуют друг на друга взаимодействующие тела, равны по величине и противоположны по направлению:F12=-F2I. Из третьего закона вытекает, что силы возникают попарно: всякой силе, приложенной к какому-то телу, можно сопоставить равную ей по величине и противоположно направленную силу, приложенную к др телу, взаимодействующему с данным.

2. Момент инерции тела. Момент импульса телаc:\мои документы\gray.jpg

^ Моментом инерции системы (тела) относительно оси вращения называется физическая величина, равная сумме произведений масс n материальных точек системы на квадраты их расстояний до рассматриваемой оси. Из определения видно, что момент инерции есть величина аддитивная(момент инерции тела=сумме моментов инерции его частей).

Если известен момент инерции тела относительно оси, проходящей через его центр масс, то момент инерции относительно любой другой параллельной оси определяется теоремой Штейнера: момент инерции I относительно произвольной оси равен сумме момента инерции Ic относительно оси, параллельной данной и проходящей через центр масс тела, и произведения массы тела на квадрат расстояния a между ними:J=Jc + ma2.

Для отдельно взятой частицы моментом импульса относительно точки О называется псевдовектор .Момент импульса системы относительно точки О называется векторная сумма моментов импульсов частиц, входящих в систему. Проекция вектора на некоторую ось z называется моментом импульса частицы относительно этой оси.

3.Законы сохранения в физике. Сохранение импульса, момент импульса. Энергия в механике

Закон сохранения механической энергии:в системе тел, между кот действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется, т. е. не изменяется со временем. Могут происходить лишь превращения кинетической энергии в потенциальную и обратно в эквивалентных количествах, так что полная энергия остается неизменной. Закон сохранения и превращения энергии — фундаментальный закон природы, он справедлив как для систем макроскопических тел, так и для систем микротел. Т.е энергия никогда не исчезает и не появляется вновь, она лишь превращается из одного вида в другой. В этом и заключается физическая сущность закона сохранения и превращения энергии. Векторная величина p=mv,численно равная произведению массы материальной точки на ее скорость и имеющая направление скорости, называется импульсом (количеством движения) этой мат точки. Закон сохранения импульса: импульс замкнутой системы мат точек остается постоянным, т. е. не изменяется с течением времени. Моментом импульса относительно неподвижной оси z называется скалярная величина Lz, равная проекции на эту ось вектора момента импульса, определенного относительно произвольной точки О данной оси. Liz = тiviri.Момент импульса твердого тела относительно оси есть сумма моментов импульса отдельных частиц:

Таким образом, момент импульса твердого тела относительно оси равен произведению момента инерции тела относительно той же оси на угловую скорость. Энергия — универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. С различными формами движения материи связывают различные формы энергии: механическая, тепловая, электромагнитная, ядерная и др. В одних явлениях форма движения материи не изменяется (например, горячее тело нагревает холодное), в других — переходит в иную форму (например, в результате трения механическое движение превращается в тепловое). Однако существенно, что во всех случаях энергия, отданная (в той или иной форме) одним телом другому телу, равна энергии, полученной последним телом.c:\мои документы\gray.jpg

4.Работа. Мощность. Энергия

Механическая работа-это физ величина, являющаяся кол-нной хар-кой действия силы F на процесс γ(t), зависящая от численной величины и направления силы и от перемещения точки ее приложения. Единицей измерения работы в СИ является Джоуль. dA=Fds(ds-перемещение частицы за время dt)

Мощность — работа, совершаемая в единицу времени. (P=A/t). Если на движущееся тело действует сила, то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело: P=F*v*cosL.(α — угол между вектором скорости и силы). В системе СИ единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю, делённому на секунду.

Энергияскалярная физ величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи и мерой перехода движения материи из одних форм в др.Внутренней энергией какого-либо тела называется энергия этого тела за вычетом кинетич энергии тела как целого и потенциальной энергии тела во внешнем поле сил. Энергия вращательного движения — энергия тела, связанное с его вращением. Основные кинематические характеристики вращательного движения тела — его угловая скорость (ω) и угловое ускорение. Основные динамические характеристики вращательного движения — момент импульса относительно оси вращения z и кинетическая энергия. Кинети́ческая эне́ргия(T=mv^2/2) — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. Единица измерения в системе СИ — Джоуль.Потенциальная энергияскалярная физ величина, хар-щая способность некоего тела (или мат точки) совершать работу за счет его нахождения в поле действия сил. U = mgh. Кинетическая энергия характеризуется скоростью; потенциальная — взаиморасположением тел. Величину, равную сумме кинетич и потенциальн энергий, называют полной мех энергией. E=T+U.Энергия покоя представляет собой внутр энергию частицы, не связанну с движением частицы как целого.E0=mc2.

5.Понятие о колебательных процессах. Амплитуда, круговая частота, фаза гармонических колебаний

Колебания-процессы,отличающиеся той или иной степенью повторяемости. В зависимости от физ природы различают:механические, электромагнитные, электромеханические и т.д.На колеб процессах основана радиотехника. Колебания(в зависимости от характера воздействия на колеблющуюся систему): свободные(собственные), вынужденные, автоколебания, парметрические.Свободные, или собственные(после возбуждения происходят без внешних воздействий и с течением времени затухают, колебания происходят в любой сиситеме.(шарик, подвешенный на нитке).Вынужденные-в процессе которых колеблющаяся система подвергается воздействию внешней периодически изменяющейся силы(колебания моста).Автоколебания-сопровождаются воздействием на колеблющую систему внешних сил,но моменты времени,когда осуществляются эти воздействия,задаются самой колеблющейся системой.(часы). Параметрические – за счет внешнего воздействия происходит периодич изменение какого-либо параметра системы

^ Фаза колеб –физ. величина (w0t+α),стоящая под знаком cos.Амплитуда – величина наибольшего отклонения тела от положения равновесия(1м). Период колебаний(время одного полного колеб.) — время (в секундах) между двумя последовательными прохождениями тела через одно и то же положение в одном и том же направлении, величина, обратная частоте. (T=2пи/ w0=1/v). w0 дает число колебаний за 2пи секунды.Величина w0Круговая(циклическая) частота: w0=2пи*v

6.Сложение гармонических колебаний. Энергия гармонических колебаний

Простейшими колебаниями явл гармонические они описываются функциями син и кос.В процессе колеб происходит превращение кин энергии в потенциальную и обратно, причём в моменты наибольшего отклонения от положения равновесия полная энергия состоит только из пот энергии, которая достигает своего наиб значения. При прохождении системы через полож равновесия полная энергия состоит лишь из кинетической, кот достигает наиб знач. Полная энергия гарм колеб остаётся постоянной.

Рассмотрим сложение двух однонаправленных колебаний с неравными, но близкими частотами, то естьhttp://koi.tspu.ru/waves/ch1_6.files/image026.gif, и пусть для определенности http://koi.tspu.ru/waves/ch1_6.files/image028.gif. Для простоты пусть начальные фазы и амплитуды этих колебаний равны. В рез-те сложения двух колебаний:http://koi.tspu.ru/waves/ch1_6.files/image030.gifиhttp://koi.tspu.ru/waves/ch1_6.files/image032.gif

получим уравнение суммарного колебания:http://koi.tspu.ru/waves/ch1_6.files/image034.gifhttp://koi.tspu.ru/waves/ch1_6.files/image036.gif

Полученное результирующее колебание не является гармоническим,такого вида колебания носят название биений, название понятно, если посмотреть на график колебаний.

При сложении взаимно перпендикулярных колебаний необходимо найти уравнение траектории тела, то есть из уравнений колебаний типа x = x(t), y = y(t) исключить t и получить зависимость типа y(x). например, сложим два колебания с одинаковыми частотами:http://koi.tspu.ru/waves/ch1_6.files/image040.gif иhttp://koi.tspu.ru/waves/ch1_6.files/image042.gifhttp://koi.tspu.ru/waves/ch1_6.files/image044.gif

Исключив время, получим:

В общем случае это - уравнение эллипса. При A1=A2 - окружность, при http://koi.tspu.ru/waves/ch1_6.files/image046.gif(m - целое) - отрезок прямой.

7.Вынужденные колебания. Резонанс в механических системах.
  1   2   3   4   5   6

Похожие:

Законом инерции iconМетодические указания к лабораторной работе №2 определение момента инерции физического
Цель работы: определить момент инерции физического маятника и исследовать зависимость момента инерции от положения центра масс маятника...
Законом инерции iconОтчет По лабораторной работе № м-2 Определение момента инерции
Чему равны моменты инерции материальной точки массой m, сплошного цилиндра и диска, вычисленные относительно оси симметрии, проходящей...
Законом инерции iconЛабораторная работа №3 исследование зависимости момента инерции системы от расспределения масс
Цель работы: проверить характер зависимости момента инерции вращающейся системы от распределения в ней масс
Законом инерции iconРеспублики казахстан
Законом рк от 22. 07. 11 г. №478-iv; внесены изменения в соответствии с Законом рк от 17. 02. 12 г. №564-iv (см стар ред.); Законом...
Законом инерции iconЭту энциклопедию в полном варианте можно просмотреть на сайте
Весь текст, содержавшийся здесь защищен законом об авторских правах, и основана на информации, которая также защищена законом об...
Законом инерции iconВычисление главных центральных моментов инерции с использованием элементов программирования
При изучении технической механики приходится производить сложные, трудоемкие расчеты на прочность, жесткость и устойчивость. Облегчить...
Законом инерции icon1«Закон не может быть законом, если за ним нет силы, могущей принудить»(Джеймс Абрам Гарфилд)
Сказывание Абрама Гарфилда, президента США в 1881году, о том, что «закон не может быть законом, если за ним нет силы, могущей принудить»...
Законом инерции iconДля того чтобы сохранить положение оси вращения твердого тела с течением...
Главными осями инерции шара являются любые три взаимно перпендикулярные оси, проходящие через центр масс
Законом инерции iconВнесен Правительством Российской Федерации российская федерация федеральный закон
Органами опеки и попечительства являются также органы местного самоуправления в случае, если законом субъекта Российской Федерации...
Законом инерции icon3 динамический анализ машин и механизмов 1 задачи динамики машин
Динамика изучает движение с учетом действия сил инерции и инерционных свойств тел. В этом ее отличие от кинематики, которая занимается...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница