2Первый закон Ньютона закон инерции о равномерном и прямолинейном движении материальной точки
Работа добавлена на сайт samzan.net:
2.2Первый закон Ньютона (закон инерции) о равномерном и прямолинейном движении материальной точки.
Первый закон Ньютона (или закон инерции) из всего многообразия систем отсчета выделяет класс так называемых инерциальных систем.
Существуют такие системы отсчета, относительно которых изолированные поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость неизменной по модулю и направлению.
Свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на него других тел называется инерцией. Поэтому первый закон Ньютона называют законом инерции.
Впервые закон инерции был сформулирован Г. Галилеем (1632 г.). Ньютон обобщил выводы Галилея и включил их в число основных законов движения.
В механике Ньютона законы взаимодействия тел формулируются для класса инерциальных систем отсчета.
При описании движения тел вблизи поверхности Земли системы отсчета, связанные с Землей, приближенно можно считать инерциальными. Однако, при повышении точности экспериментов, обнаруживаются отклонения от закона инерции, обусловленные вращением Земли вокруг своей оси.
Примером тонкого механического эксперимента, в котором проявляется неинерциальность системы, связанной с Землей, служит поведение маятник Фуко. Так называется массивный шар, подвешенный на достаточно длинной нити и совершающий малые колебания около положения равновесия. Если бы система, связанная с Землей, была инерциальной, плоскость качаний маятника Фуко относительно Земли оставалась бы неизменной. На самом деле плоскость качаний маятника вследствие вращения Земли поворачивается, и проекция траектории маятника на поверхность Земли имеет вид розетки.
С высокой степенью точности инерциальной является гелиоцентрическая система отсчета (или система Коперника), начало которой помещено в центр Солнца, а оси направлены на далекие звезды. Эту систему использовал Ньютон при формулировании закона всемирного тяготения (1682 г.).
Инерциальных систем существует бесконечное множество. Система отсчета, связанная с поездом, идущим с постоянной скоростью по прямолинейному участку пути, – тоже инерциальная система (приближенно), как и система, связанная с Землей. Все инерциальные системы отсчета образуют класс систем, которые движутся друг относительно друга равномерно и прямолинейно. Ускорения какого-либо тела в разных инерциальных системах одинаковы (см. §1.2.
Итак, причиной изменения скорости движения тела в инерциальной системе отсчета всегда является его взаимодействие с другими телами. Для количественного описания движения тела под воздействием других тел необходимо ввести две новые физические величины – инертную массу тела и силу.
Масса – это свойство тела, характеризующее его инертность. При одинаковом воздействии со стороны окружающих тел одно тело может быстро изменять свою скорость, а другое в тех же условиях – значительно медленнее. Принято говорить, что второе из этих двух тел обладает большей инертностью, или, другими словами, второе тело обладает большей массой.
Если два тела взаимодействуют друг с другом, то в результате изменяется скорость обоих тел, т. е. в процессе взаимодействия оба тела приобретают ускорения. Отношение ускорений двух данных тел оказывается постоянным при любых воздействиях. В физике принято, что массы взаимодействующих тел обратно пропорциональны ускорениям, приобретаемым телами в результате их взаимодействия.
2 ответ
К выводу о существовании явления инерции впервые пришел Галилей, а затем Ньютон. Этот вывод формулируется в виде первого закона Ньютона (закона инерции): существуют такие системы отсчета, относительно которых тело (материальная точка) при отсутствии на нею внешних воздействий (или при их взаимной компенсации) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.
Системы отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона, называют инерциальными. Следовательно, инерциальными являются такие системы отсчета, относительно которых материальная точка при отсутствии на нее внешних воздействий или их взаимной компенсации покоится или движется равномерно и прямолинейно.
Наблюдения показывают, что с очень высокой степенью точности можно считать инерциальной системой отсчета гелиоцентрическую систему, у которой начало координат связано с Солнцем, а оси направлены на определенные "неподвижные" звезды. Системы отсчета, жестко связанные с поверхностью Земли, строго говоря, не являются инерциальными, так как Земля движется по орбите вокруг Солнца и при этом вращается вокруг своей оси. Однако при описании движений, не имеющих глобального (т. е. всемирного) масштаба, системы отсчета, связанные с Землей, можно с достаточной точностью считать инерциальными. Инерциальными являются и системы отсчета, которые движутся равномерно и прямолинейно относительно какой-либо инерциальной системы отсчета (см. далее). Галилей установил, что никакими механическими опытами, поставленными внутри инерциальной системы отсчета, невозможно установить, покоится эта система или движется равномерно и прямолинейно. Это утверждение носит название принципа относительности Галилея или механического принципа относительности. Этот принцип был впоследствии развит А. Эйнштейном и является одним из постулатов специальной теории относительности.
Инерциальные системы отсчета играют в физике исключительно важную роль, так как, согласно принципу относительности Эйнштейна,математическое выражение любою закона физики имеет одинаковый вид в каждой инерциальной системе отсчета. В дальнейшем мы будем пользоваться только инерциальными системами (не упоминая об этом каждый раз).
Системы отсчета, в которых первый закон Ньютона не выполняется, называют неинерциальными. К таким системам относится любая система отсчета, движущаяся с ускорением относительно инерциальной системы отсчета.
2.4Формулировка и формула третьего закона Ньютона.
В понятие массы тела было введено на основе опытов по измерению ускорений двух взаимодействующих тел: массы взаимодействующих тел обратно пропорциональны численным значениям ускорений
В векторной форме это соотношение принимает вид
Знак «минус» выражает здесь тот опытный факт, что ускорения взаимодействующих тел всегда направлены в противоположные стороны. Согласно второму закону Ньютона, ускорения тел вызваны силами и возникающими при взаимодействии тел. Отсюда следует:
Это равенство называется третьим законом Ньютона.
2ответ
Этот закон описывает, как взаимодействуют две материальные точки. Возьмём для примера замкнутую систему, состоящую из двух материальных точек. Первая точка может действовать на вторую с некоторой силой , а вторая — на первую с силой . Как соотносятся силы? Третий закон Ньютона утверждает: сила действия равна по модулю и противоположна по направлению силе противодействия .
Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению:
Закон утверждает, что силы возникают лишь попарно, причём любая сила, действующая на тело, имеет источник происхождения в виде другого тела. Иначе говоря, сила всегда есть результат взаимодействия тел. Существование сил, возникших самостоятельно, без взаимодействующих тел, невозможно.
Для силы Лоренца третий закон Ньютона не выполняется. Лишь переформулировав его как закон сохранения импульса в замкнутой системе из частиц и электромагнитного поля, можно восстановить его справедливость
2.6 Силы, действующее на тело, движется по наклонной плоскости в вниз(верх).
Модель реализует виртуальный эксперимент, предназначенный для изучения движения бруска по наклонной плоскости при наличии силы сухого трения и внешней силы. При выполнении эксперимента можно выбирать коэффициент трения μ, массу бруска M, угол наклона плоскости α, а также модуль и направление внешней силы.
Приводится график зависимости силы сухого трения от относительной скорости соприкасающихся тел, на котором указан вертикальный отрезок, соответствующий трению покоя. При выбранных параметрах эксперимента точкой на графике отмечено реализуемое значение силы трения покоя. Скольжение бруска по наклонной плоскости возможно только в том случае, если сила трения покоя досигает максимального значения (Fтр)max:
|
|
Эти силы принято называть силой трения скольжения. Ускорение, которое при этом условии приобретает брусок при скольжении по наклонной плоскости, определяется из второго закона Ньютона
|
|
При a < 0 брусок начинает двигаться вверх по наклонной плоскости (из-за наличия внешней силы). В этом случае сила трения скольжения изменяет знак на противоположный.
Если внешняя сила отсутствует, то максимальный угол αmax наклона плоскости, при которм брусок еще удерживается неподвижно силой трения покоя, определяется соотношением
|
|
На практике это соотношение используется для измерения коэффициента сухого трения.
Непосредственно внутри окна модели, в левой нижней части, расположены кнопки «Старт» и «Сброс» (кнопка «Старт» при нажатии заменяется кнопкой «Стоп» и служит для кратковременной остановки происходящего процесса). При нажатии кнопки «Сброс» модель возвращается в первоначальное состояние. Вверху слева расположено рабочее поле модели с изображением наклонной плоскости и скользящим по ней бруском. Ниже рабочего поля расположено табло со значениями силы трения, нормального давления и ускорения тела. Вверху справа расположен график зависимости силы трения от скорости движения тела. Под графиком находятся четыре регулятора. С их помощью можно изменять коэффициент трения тела о плоскость, массу тела, угол наклона плоскости и величину внешней силы, действующей на брусок. Внимательно рассмотрите модель и найдите все органы управления.
2.8 Момент инерции материальной точки. Формулы. Размерность.
Тело можно представить состоящим из большого числа материальных точек (м.т.), поэтому момент инерции системы м.т.
|
|
, |
|
где mi - масса i-й м.т., Ri - ее расстояние до полюса 0.
Моментом инерции системы материальных точек или тела относительно полюса (точки) называют алгебраическую сумму произведений масс м.т., из которых состоит тело, на квадрат расстояния их до полюса 0.
При непрерывном распределении массы по объему тела момент инерции относительно полюса
|
|
|
В случае момента инерции относительно полюса массу dm умножают на квадрат расстояния до неподвижной точки (полюса), а в случае момента инерции относительно оси - до неподвижной оси.
В декартовой системе координат сумма моментов инерции тела относительно трех взаимно перпендикулярных осей, пересекающих в одной точке 0, равна удвоенному моменту инерции этого тела относительно этого же начала:
|
|
Ix + Iy+ Iz = 2I0 |
Момент инерции тела обладает следующими важнейшими свойствами, имеющими практическое значение.
Момент инерции тела зависит от:
расстояния до оси вращения;
формы тела;
массы тела;
распределения массы тела по его объему.
2. психологических явлений и процессов общественнопсихологических феноменов представляющих собой результа
3. мозжечок Мозчечек и мост являются единой структурой
4. Анализ пословиц
5. Краткий курс истории Московского троллейбуса
6. Реферат- Виды кровезаменителей
7. Гуманізм і гуманітаризм спільне і специфічне
8. Башкортостан - суверенная республика
9. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук Су
10. это преднамеренное электрическое соединение с землей или её эквивалентом металлических нетоковедущих част
11. На тему- Взаємозвязок тероризму і організованої злочинності
12. Old nd new wedding customs nd trditions in Gret Britin nd the US
13. Речевой стиль лидера
14. тематичні фокуси ' Веселі запитання Мотоцикліст їхав у селище
15. Проблемы размещения городов в речных поймах
16. на тему- Концепція адаптації за К
17. Пояснительная записка Меняющиеся социальные условия современного общества оказывают свое влияние на си
18. Автоматизована система вимірювання удою молока
19. 2011 р Методичні рекомендації для самостійного вивчення тем з дисципліни ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
20. института гражданства ст