Скорость и ускорение материальной точки. Виды и характер движения точки.
Для характеристики движения МТ вводится векторная величина - скорость. Она
характеризует как быстроту движения, так и его направление в данный момент.
Ускорением называется физическая величина, характеризующая быстроту изменения
скорости по модулю и направлению.
Кинематика абсолютно твёрдого тела: простейшие виды движения тела, взаимосвязь между линейными и угловыми характеристиками при вращательном движении.
Поступательное движение. Поступательным называется такое движение твердого тела, при котором любая прямая, соединяющая две точки тела, движется параллельно самой себе. Траектории точек твердого тела могут быть любыми кривыми линиями.
Вращательное движение твердого тела. Вращательным называется такое движение твердого тела, при котором остаются неподвижными все его точки, лежащие на некоторой прямой, называемой осью вращения.
Взаимосвязь между линейными и угловыми характеристиками при вращательном движении.
Сложное движение: динамика.
Сложное движение точки (тела) – такое движение, при котором точка (тело) одновременно участвует в нескольких движениях (напр. пассажир, перемещающийся по движущемуся вагону). В этом случае вводится подвижная система координат (Oxyz), которая совершает заданное движение относительно неподвижной (основной) системы координат (O1x1y1z1).
Абсолютным движением точки назыв. движение по отношению к неподвижной системе координат.
Относительное движение – движение точки по отношению к подвижной системе отсчёта.
Переносное движение – движение подвижной сист. отсчёта по отношению к неподвижной.
Абсолютной скоростью Vа и абсолютным ускорением aа данной точки называются её скорость и ускорение по отношению кнеподвижной системе отсчёта.
Относительной скоростью Vr и относительным ускорением ar точки называются её скорость и ускорение по отношению к подвижной системе отсчёта.
Переносной скоростью Ve и переносным ускорением e a называются скорость и ускорение относительно неподвижной системы отсчёта той точки, неизменно связанной с подвижной системой отсчёта, с которой совпадает в данный момент движущаяся точка.
Основная задача динамики: прямая и обратная задача динамики.
Исторически деление на прямую и обратную задачу динамики сложилось следующим образом.
Прямая задача динамики: по заданному характеру движения определить равнодействующую сил, действующих на тело.
Обратная задача динамики: по заданным силам определить характер движения тела.
Важнейшие понятия динамики материальной точки: инертность, масса, импульс, масса, сила.
Силой называется физическая величина, характеризующая воздействие на данное тело
стороны других тел. Модуль силы определяет “интенсивность”воздействия, а направление совпадает с направлением ускорения, сообщаемого данным воздействием. Модуль силы можно, например, определять по растяжению эталонной пружины, которое вызывается действием
рассматриваемой силы.
Масса тела - это физическая величина, являющаяся одной из основных характеристик
материи, определяющая ее инерциальные свойства. Масса есть мера инертности тела.
Под инертностью тела понимают свойство тела противиться изменению скорости под воздействиемсилы. Чтобы выразить массу данного тела необходимо сравнить ее с массой эталонного тела, принятой за единицу.
Импульс — векторная физическая величина, характеризующая меру механического движения тела.
Направление вектора импульса тела совпадает с направлением вектора скорости тела:
p ↑↑V
Модуль вектора импульса тела определяется соотношением p = m⋅V
В СИ единицей измерения импульса тела является: [p]=1 кг м/c.
Законы Ньютона. Инерциальные системы отсчёта.
I закон Ньютона
Существуют такие системы отсчета, которые называются инерциальными, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела или действие других сил скомпенсировано.
II закон Ньютона
Ускорение тела прямопропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе:
III закон Ньютона
Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению.
Инерциальные системы отсчета — системы отсчёта, относительно которых тело при отсутствии внешних воздействий движется равномерно и прямолинейно; т. е. это такие системы отсчета, в которых выполняется закон инерции.
Преобразования Галилея. Механический принцип относительности.
Преобразова́ния Галиле́я — в классической механике преобразования координат и времени при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой.
При́нцип относи́тельности — фундаментальный физический принцип, согласно которому все физические процессы в инерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.
Отсюда следует, что все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчёта.