1. Естественный способ.

Если задана траектория движения точки, выбрано начало и положительное направление отсчета и известна S=S(t) зависимость пути от времени, то такой способ задания движения точки называется естественным.V=dr/dt∙dS/dS=S׳(t)∙dr/dS=S׳(t)∙τ= =v_τ∙τ. Dr/dS=τ.Τнаправлена всегда в «+» направлении отсчетаS.

A=dv/dt=S׳׳(t)∙τ+S׳(t)∙dτ/dt=S׳׳∙τ+ (S׳)²n/ρ.A_τ=S׳׳-тангенциальное ускорение, a_n=(S׳)²/ρ-нормальное (центростремительное) ускорение, ρ-радиус кривизны.

A=√((a_τ)²+(a_n)²).

2. Векторный и алгебраический момент пары сил.

Алгебраический момент M=F∙d(пара).M=dF₁=dF₂=2S_ΔABC= S_ٱ. Он не меняется при перемещении сил вдоль линии их действия (ни плечо, ни направление вращения не меняются).

Векторный момент – вектор M=M(F,F’), направлен перпендикулярно плоскости пары в ту сторону, откуда видно стремление пары повернуть тело против часовой хода стрелки, его модуль равен алгебраическому моменту пары.

M(F₁,F₂)=BAxF₁=ABxF₂.

Моменты относительно точки.

Алгебраическим моментом силы Fотносительно точки О называется взятое со знаком «+» или «-» произведение |F| на её плечо:M_O(F)=Fh=2S_ΔOAB ∙M_O(F). «+» - против часовой стрелки. Характеризует вращательный эффектF.

Свойства:

А) Не меняется при переносе точки приложения вдоль линии действия силы. (т.к. |F|sinα= const).

Б) Ь=0 если т. О лежит на линии действия силы.

Плоскость действия M– черезFиO.

Векторный момент силы Fотносительно точки О – векторM_O(F)=rxF(r– радиус- вектор из А в О). |M_O(F)|=|F|∙|r|∙sinα=Fh.

i j k

M_O(F)= x_A y_A z_A =>

F_x F_y F_z

• M_Ox(F)=yF_z-zF_y

• M_Oy(F)=zF_x-xF_z

M_Oz(F)=xF_y-yF_x

Билет №4.

1. Координатный способ задания движения точки (полярная система координат). Траектория, скорость, ускорение точки.

2. Пара сил. Теорема о сумме моментов сил, составляющих пару, относительно произвольной точки.

1. Полярные координаты

Ox– полярная ось, φ – полярный угол,r– полярный радиус. Если задан законr=r(t),φ=φ(t), то задано движение в полярной системе координат. Пустьr=rºr,rº- единичный вектор,pº┴rº - единичный вектор. Тогдаv=dr/dt=r׳rº+

rdrº/dt=r׳rº+rφ׳pº=v_rrº+v_ppº. v_p и v_r – трансверсальная и радиальная составляющая скорости. A=dv/dt=d(r׳rº+rφ׳pº)/ dt=r׳׳rº+r׳drº/dt+r׳φ׳pº+rφ׳׳pº+rφ׳∙

dpº/dt=(r׳׳-(rφ׳)²)rº+(rφ׳׳+2r׳φ׳)pº= a_r∙rº+a_ppº.

r²=x²+y², φ=arctg(y/x).

v_r=r׳=(xv_x+yv_y)/r,

v_p=rφ׳=(xv_y-yv_x)/r

2. Т. О приведении произвольной системы сил к силе и паре сил.

Теорема Пуассо: Произвольная система сил, действующих на твердое тело, можно привести к какому-либо центру О, заменив все действующие силы главным вектором системы сил R, приложенным к точке О, и главным моментомM_Oсистемы сил относительно точки О.

Доказательство:

Пусть О – центр приведения. Переносим силы F₁,F₂,…,F_nв точку О:FO= F₁+F₂+…+F_n= ∑F_k. При этом получаем каждый раз соответствующую пару сил (F₁,F₁”)…(F_n,F_n”), Моменты этих пар равны моментам этих сил относительно точки О.M₁=M(F₁,F₁”)=r₁xF₁=M_O(F₁). На основании правила приведения систем пар к простейшему видуM_O=M₁+…+M₂=∑M_O(F_k)= ∑r_kxF_k=> (F₁,F₂,…,F_n) ~ (R,M_O) (не зависит от выбора точки О).

Билет №5.

1. Определение скорости точки при задании ее движения в криволинейных координатах.

2. Момент силы относительно оси.