§2.7. Итоги главы 2.

Названия динамических характеристик и законов динамики	Вид движения
	поступательное	вращательное
Мера инертности	m-масса, кг	I-момент инерции, кг..м2
Мера воздействия	- сила, Н F=mg – сила тяжести F=-kx – сила упругости F=µN- сила трения	- момент силы, Н.м M=Fd –момент силы относительно оси F-проекция силы на плоскость, перпендикулярную оси, d – ее плечо
Мера «запаса движения»	- импульс	- момент импульса
Уравнение динамики

П римеры

1.

Начало формы

Конец формы

Под действием постоянной силы в 5Н скорость тела изменялась с течением времени, как показано на графике: Масса тела (в кг) равна … (2,5)

2. Теннисный мяч летел с импульсом  в горизонтальном направлении, когда теннисист произвел по мячу резкий удар длительностью 0,1 с. Изменившийся импульс мяча стал равным  (масштаб указан на рисунке): Средняя сила удара равна … (40 Н)

3. Рассматриваются три тела: диск, тонкостенная труба и кольцо; причем массы m и радиусы R их оснований одинаковы. Для моментов инерции рассматриваемых тел относительно указанных осей верным является соотношение …1) I₁ < I₂ = I₃; 2) I₁ < I₂ < I₃; 3) I₁= I₃< I₂; 4) I₃< I₁< I₂

4. Диск вращается вокруг вертикальной оси в направлении, указанном на рисунке белой стрелкой. К ободу диска приложена сила , направленная по касательной. Правильно изображает направление момента силы  вектор …(3)

5 . Диск может вращаться вокруг оси, перпендикулярной плоскости диска и проходящей через его центр. В точке А прикладывают одну из сил ( , ,  или ), лежащих в плоскости диска. Верным для моментов этих сил относительно рассматриваемой оси является соотношение … (1)

1) М₁=М₂=М₃, М₄=0 2) М₁>М₂>М₃>М₄

3) М₁<М₂<М₃<М₄ 4) М₁>М₂>М₃, М₄=0

6. Диск начинает вращаться под действием момента сил, график временной зависимости которого представлен на рисунке: Правильно отражает зависимость момента импульса диска от времени график …(1)

Глава 3. Законы сохранения в механике.

§ 3.1.Фундаментальный характер законов сохранения

Законы сохранения утверждают, что некая физическая величина, характеризующая состояние физической системы, остается неизменной (сохраняется) при изменении состояния системы. В механике выполняются законы сохранения импульса, энергии и момента импульса. Законы сохранения, как и принцип относительности (см.§ 1.1), выделяются среди законов физики своей всеобщностью, фундаментальностью. Они выполняются для нерелятивистских и релятивистских движений в классической и в квантовой физике. Например, законы Ньютона, рассмотренные в предыдущей главе, выполняются только для нерелятивистских классических частиц.

Принцип относительности и законы сохранения вначале были получены экспериментально как обобщение опыта. Позднее, по мере развития научных знаний, стало понятно, что происхождение законов сохранения связано со свойствами симметрии природы, которые проявляются в однородности и изотропности пространства и однородности времени.

Однородность пространства, т.е. эквивалентность всех его точек, проявляется в том, что любое физическое явление, вызванное в некоторой точке пространства, в точности повторится в любой другой точке при совпадении внешних условий. Именно однородность пространства обеспечивает воспроизводимость результатов одинаковых экспериментов, проведенных в разных лабораториях, и на практике оборудование, изготовленное в одном месте, нормально работает в любом другом месте при соблюдении условий эксплуатации. Однородность пространства приводит к закону сохранения импульса.

Однородность времени проявляется в физической эквивалентности разных его моментов и приводит к закону сохранения энергии.

Свойство изотропности пространства есть физическая эквивалентность разных направлений в пространстве: если не нарушены внешние условия (условия эксплуатации), то поворот установки не повлияет на результаты ее работы. Изотропность пространства приводит к закону сохранения момента импульса.

Подчеркнем, что в законах сохранения проявляются свойства симметрии пространства и времени, а не симметрии физических тел (например, симметрия кристаллов).