V e D e n n V V D N A M M C O
Legile fundamentale ale dinamicii.
Dinamica a numit secțiunea mecanică, care studiază mișcarea punctelor materiale (mt), a corpurilor individuale și a sistemelor de corpuri sub acțiunea forțelor aplicate acestora. Secțiunea "Dinamică" este o concluzie logică a secțiunilor de mecanică discutate anterior. În această secțiune se utilizează statică.
1) formulată drept una dintre legile fundamentale ale mecanicii axiomei privind egalitatea de acțiune și opoziție;
2) axiomul posibilității înlocuirii a două forțe aplicate la un punct, rezultatul acestora;
3) afirmația că orice sistem de forțe, atunci când este adus la un anumit centru, poate fi înlocuit de o forță și o pereche de forțe - vectorul principal și momentul principal al sistemului de forțe examinate;
4) principiul eliberării de obligațiuni și obligațiuni. toată experiența de rezolvare a sarcinilor secțiunii "Statică".
Din conceptele cinematice se utilizează diferite cadre de referință, metode de descriere a mișcării punctelor și corpurilor, metode de determinare a caracteristicilor mișcării punctelor și corpurilor și întreaga experiență în rezolvarea problemelor din secțiunea "Cinematică".
1. Legea inerției
Izolat de influențe externe de magazine punct material starea de repaus sau de mișcare uniformă rectilinie, atâta timp cât efectul forțelor aplicate nu se va schimba această stare.
2. Legea proporționalității de accelerare a forței
Accelerația, dobândită de un punct material. în funcție de
care acționează în punctul de putere și îndreptate spre acțiunea forței.
3. Legea egalității de acțiune și de reacție
Corpurile materiale acționează unul pe altul cu forțe egale în mărime și
opusă în direcție.
4. Legea independenței acțiunii forțelor
Accelerația, dobândită de un punct material sub acțiunea mai multor forțe, este egală cu accelerația, care ar primi un punct de la acțiunea forței care este egală cu acest sistem.
Legea inerției a fost descoperită de Galileo și integrată în bazele mecanicii de către Newton. În această formulare a legii, cuvintele "izolate de influențele externe și de un punct material" nu sunt pe deplin de înțeles.
Sub punctul material (bt - în viitor) în mecanică se înțelege orice punct având o masă și, prin urmare, capabil să interacționeze cu alte bp.
Izolată de influențele externe ale corpurilor materiale în natură, în care funcționează legea gravitației universale, pur și simplu nu există. Dar există o mulțime de exemple de mișcare rectilinie, uniformă sau restul corpurilor.
Prin urmare, pentru a înțelege legea inerției urmează. Dacă b.p. se află sub acțiunea unui sistem echilibrat de forțe, atunci se află într-o stare de repaus sau o mișcare uniformă rectilinie.
Dacă vectorul de viteză mt. variază în magnitudine sau în direcție, apoi la mt. Există un sistem de forțe neechilibrat sau pur și simplu putere. Un sistem dezechilibrat de forțe convergente în acest punct, așa cum se știe din cursul "Statică", poate fi întotdeauna înlocuit de o singură forță - rezultatul.
Coeficientul de proporționalitate în această ecuație este masa de greutate corporală.
Conceptul de masă b.w. sau corpul din istoria mecanicii a fost interpretat în moduri diferite. I. Newton sub masă a corpului a fost oferit să înțeleagă cantitatea de materie închisă în corp. În ultima colecție de termeni privind mecanica, noțiunea "masa bp" are următoarea definiție: "Sub masa de bp. este înțeleasă ca o măsură a proprietăților sale inerțiale și gravitaționale. " Definiția nu este mult mai clară decât cele sugerate mai devreme. Dar ce este. Și este necesar să știm că:
În concluzie la aceste două legi este necesar să adăugăm următoarele.
Ambele legi sunt valabile numai în cadrele de referință inerțiale!
Sa presupus posibilitatea existenței unui cadru inerțial de referință sub forma unui spațiu fix fix de I. Newton. Practica în rezolvarea problemelor mecanicii a arătat că afirmarea posibilității existenței sistemului de referință menționat nu numai sub forma unui spațiu fix, precum și un sistem de referință, în mod constant în mișcare, în mod uniform.
Cu o precizie suficient de mare, se crede că unul dintre aceste sisteme este un cadru de referință, legat de centrul de masă al sistemului solar și de axele orientate către stele fixe. Acest cadru de referință se numește heliocentric. Cu mai puțină precizie pentru inerțială, luați un cadru geocentric de referință cu originea coordonatelor din centrul Pământului și cu axele îndreptate spre stele fixe. Cu chiar și mai mici, dar destul de suficiente pentru a rezolva cele mai practice probleme de mecanică, cadrele de referință asociate cu obiecte fixe de pe suprafața Pământului iau precizia celor inerțiale. Aceasta duce la unele erori în calcule. Dar aceste erori sunt mici și apoi, așa cum vom vedea mai târziu, ele nu sunt atât de greu de luat în considerare.
Celelalte două legi sunt valabile în orice cadru de referință. În plus, legea independenței acțiunii forțelor face posibilă examinarea accelerației sub influența mai multor forțe ca suma accelerațiilor, care ar obține punctul de acțiune al fiecăreia dintre forțele în special.
Accelerația totală obținută de m. este egală cu suma geometrică a accelerațiilor de la acțiunea fiecăreia dintre forțe.
O întrebare cu privire la modul de a obține rata de schimbare a legii și punctul său de origine, dacă știm legea schimbării de accelerare și de condițiile inițiale ale mișcării punctului, deja discutat pe scurt în cinematica. Aceste sarcini sunt tipice pentru secțiunea "Dynamics".
Este necesar să spunem următoarele despre problemele dinamice.
În primul rând, ele pot fi împărțite în probleme în care se ia în considerare numai mișcarea punctelor materiale și problemele în care se ia în considerare mișcarea corpurilor individuale sau a sistemelor de corpuri (sisteme mecanice).
Prima categorie de probleme este foarte vastă. Practica de rezolvare a problemelor din mecanica a aratat ca puncte ca materiale pot fi văzute nu numai corpurile în mod progresiv în mișcare, dar, de asemenea, orice organism ale cărui dimensiuni sunt comparate cu distanțele circulabile ale acestor organisme pot fi ignorate. Atunci când rezolvăm aceste probleme, orice organisme din desen la problemă sunt reprezentate ca puncte geometrice cu forțele care acționează asupra lor.
A doua clasă de sarcini este și mai mare. Folosind teoremele dinamicii generale pentru sistemele mecanice și principiile mecanicii pot prezice caracteristicile de schimbare ale mișcării corpurilor individuale sau sisteme ale corpului sub rezistență predeterminată și de a determina forțele care acționează asupra organelor în timpul mișcării lor.
Ambele clase de probleme pot fi împărțite în două mai multe tipuri de probleme, care în mecanică sunt cunoscute ca prima și a doua sarcină a dinamicii. Prima sarcină a dinamicii este de a determina forțele care acționează asupra punctului material (corp sau sistem de corpuri), dacă masa bp. (corpurile din sistemul în cauză) și ecuațiile de mișcare ale unui punct sau totalitatea lor.
A doua problemă a dinamicii constă în determinarea naturii schimbării vitezei și a ecuațiilor de mișcare ale mt. (corpuri sau sisteme de corpuri), dacă sunt cunoscute forțele care acționează, masa punctului material sau corpurile sistemului și condițiile inițiale de mișcare.
Mai multe vorbe despre rezolvarea diferitelor probleme vor merge mai departe. În introducere, este necesar să spunem câteva cuvinte despre verificarea soluției problemelor dinamice.
Spre deosebire de problemele statice, este imposibil să se compună ecuații suplimentare independente pentru a verifica rezultatele rezolvării problemelor dinamice. Alte metode posibile de rezolvare a problemei în cauză, în cele din urmă, se bazează și pe utilizarea ecuației de bază a dinamicii. Corectitudinea rezultatului deciziei poate fi verificată numai prin experiență. Și pentru aceasta sunt necesare instalații experimentale speciale, instrumente etc.
Prin urmare, atunci când rezolvăm problemele dinamice, este necesar să monitorizăm îndeaproape
pentru dimensiunile cantităților substituite în formule și pentru dimensiunile rezultatelor soluției. Această verificare nu necesită timp semnificativ și ar trebui să devină un obicei.
Pentru a verifica dimensionalitatea unităților standard de măsurare acceptate pentru cantitățile fizice pe care tocmai trebuie să le cunoașteți.
Pentru majoritatea cantităților mecanice, aceste date ar trebui să vă fie cunoscute din cursul fizicii școlare. Și totuși, ceva trebuie repetat.
Dimensiunile cantităților fizice sunt o consecință a conceptelor, a relațiilor sau a legilor, de la care se determină aceste cantități. Astfel, dimensiunea vitezei unui punct este determinată de raportul dintre dimensiunile lungimii și timpului; dimensiunea forței de forță - produsul dimensiunilor forței și lungimii etc. Dimensiunea fiecărei cantități fizice poate fi una singură. Dar unitățile de măsură pentru fiecare cantitate pot fi mai multe. Mărimea vitezei, de exemplu, poate fi măsurată în cm / s, m / s, în noduri, în numerele Mach, etc.
Dintre unitățile de măsură, este necesar să se facă distincție între standard și non-standard, independent și derivat. Unitățile standard de măsură sunt definite în prezent de Sistemul internațional de măsurare a cantităților fizice - SI. In acest sistem unitatile de rezolvare a problemelor sunt folosite ca unitate de timp independentă, lungime și de masă. Timpul este măsurat în secunde; lungime în metri; greutate - în kilograme. Sunt derivate unitățile de măsură ale cantităților fizice rămase.
Derivații sunt unități de măsurare a vitezei - m / s; accelerație - m / s 2;
forță - kg m / c 2 = 1 N, etc.
Unitățile standard în anumite cazuri specifice nu sunt întotdeauna convenabile sau obișnuite. Viteza luminii, de exemplu, este de obicei măsurată în km / s, mase mari în tone, distanțe uriașe în astronomie - în parseci. Exemple pe care le poți aduce tu însuți.
În condițiile unor probleme, se întâlnesc destul de des unități non-standard de măsură pentru anumite cantități. Așa că fii atent. Se recomandă rezolvarea tuturor problemelor din sistemul standard de unități de măsură.
Dimensiunea cantității obținute în rezolvarea problemei trebuie să corespundă acestui sistem.
Și în afară de aceasta, este întotdeauna bună și chiar necesară
evaluați rezultatul deciziei în termeni de bun-simț!
Trimiteți-le prietenilor: