Взаимодействие тел. Масса. Сила. Добавление сил. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона.
Свойство тела сохранять свою скорость в отсутствие взаимодействия с другими телами называется инертностью.
Скалярная физическая величина, являющаяся мерой инертности материальной точки или мерой инертности тела в поступательном движении, называется инертной массой (ти).
Масса характеризует и еще одно свойство тел — их способность взаимодействовать с другими телами в согласии с законом всемирного тяготения. В этих случаях масса выступает как мера гравитации, или мера тяготения, и ее называют гравитационной массой (тг).
В современной физике с высокой степенью точности установлена тождественность значений инертной и гравитационной масс данного тела (mи=mг). Поэтому их не различают и говорят просто о массе тела (т).
В механике Ньютона считается, что
масса тела не зависит от скорости его движения;
масса тела равна сумме масс всех частиц (или материальных точек), из которых оно состоит;
для данной совокупности тел выполняется закон сохранения массы: при любых процессах, происходящих в системе тел, ее масса остается неизменной.
B системе SI масса тела измеряется в килограммах: (основная единица системы SI).
Центром масс (центром инерции) системы материальных точек называется точка, радиус-вектор которой определяется выражением
,
где mi—масса i-й материальной точки системы, — ее радиус-вектор, п — число материальных точек. Центр масс является точкой, в которой может считаться сосредоточенной масса тела при его поступательном движении.
Импульсом материальной точки называется векторная величина, равная произведению массы mi точки на скорость ее движения:
Импульс системы, состоящей из п материальных точек, равен сумме импульсов всех точек системы:
или произведению суммарной массы точек системы на скорость поступательного движения ее центра масс:
.
Плотность однородного тела равна , где т – масса тела, V – его объем. Единица измерения плотности в системе SI: .
Для количественного выражения действия одного тела на другое вводится понятие силы.
Сила – векторная физическая величина, характеризующая меру взаимодействия между телами.
В результате действия силы данное тело изменяет скорость движения (приобретает ускорение) или деформируется. На основании этих опытных фактов производится измерение сил.
Механическое взаимодействие может осуществляться как при непосредственном контакте тел (трение, давление тел друг на друга), так и между удаленными телами (притяжение планет к Солнцу, взаимодействие заряженных тел).
Сила F полностью определена, если заданы ее модуль, направление в пространстве и точка приложения. Прямая, вдоль которой направлена сила, называется линией действия силы.
Принцип суперпозиции сил (принцип независимости действия сил): одновременное действие на материальную точку нескольких сил эквивалентно действию одной силы, называемой равнодействующей или результирующей силой и равной их геометрической сумме:
Проекции равнодействующей силы на оси прямоугольной декартовой системы координат равны алгебраическим суммам соответствующих проекций всех сил:
Модуль равнодействующей силы равен:
Если на тело действуют силы , и , то их равнодействующая может быть найдена как замыкающая многоугольника ( ), построенного на силах , и как на сторонах (правило многоугольника сложения векторов, частным случаем которого является правило треугольника или параллелограмма):
Второй закон Ньютона – равнодействующая сила численно равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение:
или .
Сила и ускорение направлены по одной прямой в одну сторону.
Если на тело действует несколько сил, то, согласно принципу суперпозиции, каждая из них сообщает телу такое же ускорение, что и при отсутствии других сил.
B системе SI сила измеряется в ньютонах:
Импульс тела – векторная физическая величина, являющаяся количественной мерой поступательного движения тела (количество движения).
Импульс тела численно равен произведению массы тела на его скорость:
B системе SI:
Основной закон динамики поступательного движения – скорость изменения импульса материальной точки равна векторной сумме сил, действующих на эту точку:
,
.
Второй закон Ньютона можно сформулировать и так: импульс силы равен изменению импульса тела
.
Третий закон Ньютона – силы, с которыми действуют друг на друга взаимодействующие тела, равны по величине, противоположны по направлению и никогда не уравновешивают друг друга, так как приложены к разным телам: ,
Р вес тела – это сила, с которой тело, находящееся под действием силы тяжести, действует на опору или подвес, приложена к опоре (подвесу) и перпендикулярна опоре.
N сила нормальной реакции опоры – это сила, возникающая по третьему закону Ньютона, приложена к телу, находящемуся на опоре и перпендикулярна опоре.
Yandex.RTB R-A-252273-3
- Основы динамики
- Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея.
- Взаимодействие тел. Масса. Сила. Добавление сил. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона.
- Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести.
- Опыт Кавендиша.
- Движение тела под действием силы тяжести.
- Вес тела. Невесомость. Движение искусственных спутников. Первая космическая скорость. Вес тела, движущегося с ускорением.
- Сила упругости. Закон Гука.
- Сила трения. Коэффициент трения.
- С илы трения при скольжении тел.
- Момент силы. Условия равновесия тела. Виды равновесия.
- Условия равновесия тела.
- Виды равновесия.
- Законы сохранения в механике
- Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Достижения отечественной космонавтики.
- Механический удар
- Механическая работа. Мощность. Коэффициент полезного действия. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения энергии в механических процессах.
- Энергия
- Элементы механики жидкостей и газов
- Сообщающиеся сосуды
- Гидростатический парадокс
- Гидравлическая машина
- Условия плавания тел
- Плавание судов
- Атмосферное давление, его измерение
- Струйное течение жидкостей и газов.
- Уравнение Бернулли
- Подъемная сила крыла самолета