Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская


НазваниеЕе законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская
страница2/7
Дата публикации23.03.2013
Размер0.62 Mb.
ТипЗакон
userdocs.ru > Физика > Закон
1   2   3   4   5   6   7

^ 14. Реактивное движение. Формула Циолковского.

Реактивное движение – движение, вызванное отделением от тела частей.

Векторная величина Fp=u*(dm/dt) (1) имеет размерность силы, называется реактивной силой. Она характеризует механическое действие на тело отделяющихся частиц или присоединяющихся к нему частиц (например, действие на ракету вытекающей из нее струи газов).

Циолковский впервые опубликовал в 1903 году формулу для расчета максимальной скорости, которая может развить ракета, двигаясь под действием одной только реактивной силы тяги жидкостных ракетных двигателей. То есть в отсутствии сил тяготения и сопротивления воздуха. Полагая в уравнении Мещерского Fвнеш=0 получим: m(dv/dt)=u(dm/dt) (2), где u – скорость истечения продуктов сгорания из сопла ракеты, измеренное относительно ракеты. Если начальная скорость ракеты =0, а траектория - прямая линия, то скорости v и u направлены во взаимно противоположные стороны. В проекции на направление ракеты получим из 2: m(dυ/dt)=-u(dm/dt) или dυ= -u(dm/m) (3). Если m0 – стартовая масса ракеты, a m*=m0-mт – конечная масса ракеты после окончания двигателя, вследствие выгорания всего топлива (mт – суммарная масса топлива и окислителя в ракете на старте), то максимальная скорость может быть найдена из формулы 3:

υmax= -u ln (mo/m0-mт) – формула Циолковского

υmax – характеристическая скорость ракеты.

Эта формула показывает 1) чем больше конечная масса ракеты, тем больше должна быть стартовая масса mo

2) чем больше u, тем больше может быть масса ракеты при стартовой массе m0.


^ 15. Проблемы космических полетов.

Космические скорости.

1)-космическая скорость υ1(круговая)-спутник Земли υ1=8 км/с

2)- космическая скорость υ2 (параболическая) с которой тело может уйти из поля тяготения Земли и стать спутником солнца υ2=11,2 км/с

3) космическая скорость υ3 при которой тело уходит из солнечной системы υ3=16,7км/с

υ =dUm0/m

U-скорость истечения газов для химического топлива U=4км/с

Для υ1 отношение m0/m=7,4

Для υ2- 17

Для υ3-64

Ближайшая звезда находится на расстоянии 4 световых лет чтобы достичь υ=0,25с при m=20т, m0=10123

dm/dt=M – удельный расход массы (расход массы за единицу времени)

Для сравнения МЗемли= 6*1024кг

Mсолнца= 2*1030

С помощью химического топлива полет на дальние планеты не возможен.

^ 16. Понятие о механической работе и энергии. Мощность

Энергия – универсальная мера различных форм движения и взаимодействия.

Работа силы – характеристика процесса обмена энергии между взаимодействующими телами.

Элементарной работой силы F на перемещение dr называется скалярная величина dA = F dr = F cosα ds = Fs ds где α – угол между векторами F и dr; ds = ׀dr׀ – элементарный путь; Fs – проекция вектора F на вектор dr. Единица работы - джоуль; ^ 1Дж-работа совершённая силой в 1Н на пути в 1 метр.

Мощность характеризует быстроту совершения работы, и равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется точка приложения этой силы.единица мощности - ватт.

1Вт - мощность, при которой за время 1 сек. совершается работа в 1 Дж.
^ 17. Кинетическая энергия.

Кинетическая энергия мех. системы - это энергия мех. движения этой системы. Работа dA силы Fна пути, который тело прошло за время возрастания скорости от 0 до V , идёт на увеличение кинетической энергии dT тела, т.е. dA = dT. Используя 2 закон Ньютона и умножая обе части равенства на перемещение dr , получим
^ 18. Консервативные силы. Примеры консервативных сил.

Консервативные силы – силы действующие в потенциальных полях.(Гравитационные силы).

Потенциальные поля – силовые поля характеризующиеся тем, что работа, совершаемая действующими силами при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит от того, по какой траектории это перемещение происходит, а зависит только от начального пи конечного положений.
19. Потенциальная энергия частицы в потенциальном поле.








^ 20.Связь потенциальной энергии и силы.









^ 21. Закон сохранения энергии материальной точки в потенциальном поле.








^ 22. Потенциальные кривые. Финитное и инфинитное движение.







^ 23. Консервативные системы. Закон сохранения энергии в механики.

Консервативные системы — системы, внутри которых силы только консервативные, внешние консервативные и стационарные.

Пример – гравитационные силы.

Для механической энергии закон сохранения звучит так: полная механическая энергия консервативной системы материальных точек остается постоянной.

E = k+Vвнутр.+Vвнеш. = const

Для замкнутой системы, т.е. для системы, на которую не действуют внешние силы, можно записать:

E = k+ Vвнутр = const

Т.е. полная механическая энергия замкнутой системы материальных точек между которыми действует только консервативные силы, остается постоянной.
^ 24. Абсолютно упругий удар.

Абсолютно упругий удар — удар, при котором не происходит превращение механической энергии в другие виды энергии.







^ 25. Абсолютно не упругий удар.

Абсолютно не упругий удар — удар, в результате которого после столкновения двух тел, они движутся дальше как единое целое, объединившись.

^ 26. Момент силы, момент импульса относительно точки и оси.

Момент силы F относительно неподвижной оси – физ. величина, определяемая векторным произведением радиус-вектора r, проведенного из точки О в точку приложения силы, на силу F: М=[r,F] М- псевдовектор, |M|=|r|∙|F|∙sinα, |F|∙sinα=l – плечо силы. М=Мxi+Myj+Mzk, Мy=|[r,F]|y, Мz=|[r,F]|z , Мx=|[r,F]|x. Момент силы относительно неподвижной оси – скалярная величина, равная проекции на эту ось вектора М относительно произвольной точки данной оси. Значение Мz не зависит от выбора положения точки О на оси Z. Момент импульса (количество движения) материальной точки относительно неподвижной точки – физ. Величина, определяемая векторным произведением: L=[r,p]=[r,mv]. | r|∙|p|∙sinα=l – плечо импульса. Момент импульса относительно неподвижной оси – скалярная величина, равная проекции на эту ось вектора L относительно произвольной точки на этой оси L=[r,p], для движения по окружности L=[r,mv]. L=rmvsin(v,r)=rmv=ωmR2, v перпендикулярно r. Уравнение моментов dL/dT=M. Производная по времени от момента импульса относительно точки равна моменту силы относительно этой точки. Производная по времени от момента импульса относительно оси равна моменту силы относительно этой оси.









^ 27. Уравнение моментов.

dl/dt=M произведение по времени от момента импульса относительно m0 = моменту силы относительно этой m. Произведение по времени от момента импульса относительно оси равно моменту силы относительно этой оси.

(dl/dt)x=Mx$ (dl/dt)y=My; (dl/dt)z=Mz

^ 28. Закон сохранения момента импульса системы материальных точек.

При произвольном движении систем N материальных точек: результирующий момент внутренних сил в соответствии с 3-им законом Ньютона равен 0. Момент импульса замкнутой системы с течением времени не меняется – закон сохранения момента импульса. Закон сохранения момента импульса является прямым следствием законов Ньютона и изотропности пространства – эквивалентности свойств пространства в различных направлениях. Во многих задачах связанных с вращающимися системами угловую скорость вращения и момент импульса можно вычислить с помощью сохранения момента импульса.


(1)






Результирующий момент внутренней и внешней сил








По закону Ньютона: =>



так как

результирующий момент внутренних сил в соответствии с 3-им законом Ньютона равен 0.



В уравнении 1 операции дифференцирования и суммирования можно поменять местами:



Если внешние силы на систему не действуют, то




^ 29.Основное ур-ие динамики вращ. Движения.

При вращении АТТ вокруг неподвижной оси, каждая отдельная точка движется вокруг оси окружности постоянного радиуса Ri с некоторой скоростью υi

Момент силы: М=Мxi+Myj+Mzk

Закон сохранения момента импульса dl=M

ε=M/J; M= J(dω/dt)

угловое ускорение прямо пропорционально моменту действующих на тело сил и обратно пропорционально моменту инерции тела.
^ 30. Момент инерции. Теорема Гюйгенса – Штейнера.

Момент инерции системы тел – физ. Величина, равная сумме произведений mi на ri2 J=Σ mi ri2. В случае непрерывного распределения масс сумма сводится к интегралу: ∫r2dm=∫ρr2dv. Кольцо J=mr2. Диск, цилиндр J= mr2/2. Стержень J=ml/12, шар J=2mr2/5. Теорема Гюйгенса – Штейнера: момент инерции относительно произвольной оси равен моменту инерции относительно параллельной ей оси, проходящей через центр масс J0, сложенному с произведением массы тела на квадрат расстояния между ними. J=J0+ma2=ml2/12+m(l/2)2=1/3ml2. пример: расчет момента инерции сплошного цилиндра радиуса R и высотой h. Разобьем на полые цилиндры r, r+dr, dr->0, dr<dJ=r2dm, dm-масса всего полого цилиндра, dv=2πrhdr => dm2πrhρdr => dJ=2πhρr3dr => J=∫dJ=,

=> J=mr2/2.


^ 31. Законы сохранения момента импульса при вращении относительно неподвижной оси. Скамья Жуковского. Момент импульса при вращении относительно неподвижной оси z наз. скалярная величина, равная проекции на эту ось вектора момента импульса, определенного относительно произвольной точки О данной оси. Момент импульса не зависит от положения точки О на оси Z. При вращении абсолютно твердого тела вокруг неподвижной оси z каждая отдельная точка тела движется по окружности постоянного радиуса с некоторой скоростью . Скорость импульс перпендикулярны этому радиусу, т.е. радиус явл. плечом вектора. Поэтому можем записать, что момент импульса отдельной частицы равен и направлен по оси в сторону, определяемую правилом правого винта. ^ Скамья Жуковского. Пусть человек, сидящий на скамье, которая без трения вращается вокруг вертикальной оси, и держащий в вытянутых руках гантели, приведен во вращение с угловой скоростью . Если человек прижмет гантели к себе. То момент инерции системы уменьшится. Поскольку момент внешних сил равен нулю, момент импульса системы сохраняется и угловая скорость вращения возрастает.
1   2   3   4   5   6   7

Похожие:

Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconЗаконы свободного падения (зависимость скорости и высоты от времени)
Кинематические уравнения движения, уравнения скорости при движении с постоянным ускорением
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconЧто называют явлением внутреннего трения?
Явлением внутреннего трения (вязкости) называется процесс, связанный с появлением трения между слоями газа или жидкости, движущихся...
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconЗадача определения скорости света принадлежит к числу важнейших проблем...
Потом скорость света было легко посчитать как отношение удвоенного расстояния на время до прихода света от второго фонаря. Конечно,...
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconМ. М. Наумов кандидат географических наук
Проблема рассматривается в «целом» и в «малом». Устанавливается связь скорости течения биологического времени с процессами роста,...
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconИстория развития представлений о природе света. Законы геометрической...
Явление отражения-преломление света. Физические характеристики лучей и сред. Физический смысл показателя преломления, характерные...
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconЗадания 51 олимпиады юфу для школьников по физике. 11 класс
Материальная точка движется вдоль прямой. Постройте графики зависимостей скорости и координаты от времени, если график зависимости...
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconЗаконы Неисчерпаемая тема Законы
Они вообще то существуют универсальные законы Вселенной которые ведут к обыкновенному человеческому счастью?
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconПодпись Дата Лист уд 22. 01 Задача определения оптимального режима...
Фиксируем на ней все возможные значения скорости через интервал в 1 км/ч. Для простоты рассмотрим только три такие точки. Аналогичным...
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconРежим нагружения
Т. к передача авиационная, она требует обеспечения высокой надежности, работает с умеренными скоростями и высокими нагрузками, то...
Ее законы справедливы для макротел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света и релятивистская iconЗакон противоречия говорит о противоречащих друг другу высказываниях,...
В логике, как и во всякой науке, главное — законы. Логических законов бесконечно много, и в этом ее отличие от большинства других...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


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