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=-F_2I. 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 тела

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 I_c относительно оси, параллельной данной и проходящей через центр масс тела, и произведения массы тела на квадрат расстояния a между ними:J=J_c + 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 L_z, равная проекции на эту ось вектора момента импульса, определенного относительно произвольной точки О дан­ной оси. L_iz = т_iv_ir_i.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.