Advertisement
Not a member of Pastebin yet?
Sign Up,
it unlocks many cool features!
- 1. Материальная точка – тело, размерами которого в данной конкретной задачи можно пренебречь.
- Способы описания движения МТ:
- * векторный – положение тела в пространстве можно задать также в виде радиуса-вектора r. В произвольный момент времени оно определяется зависимостью r(t). Вектор перемещения s(t) рассчитывается как разность между величинами радиуса-вектора r(t) в различные моменты времени t;
- * координатный – поскольку векторная величина может быть представлена как сумма ее проекций, то положение тела в пространстве в любой момент времени можно определить, исходя из зависимостей от времени проекций радиуса-вектора на оси координат x(t), y(t), z(t);
- * «естественный» – пусть траектория движения известна. Тогда, зная зависимость пути, пройденного телом, от времени, можно определить его положение в любой момент.
- Перемещение – вектор, соединяющий начальное и конечное положение тела.
- Путь – скалярное, физическая величина, определяемая длинной траектории, описанной телом за некоторый промежуток времени.
- Скорость характеризует быстроту изменения положения тела, относительно данной системы отсчета. Является векторной, физической величиной.
- Ускорение – векторная, физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости.
- Тангенциальное ускорение – характеризует быстроту изменения модуля скорости при криволинейном движении.
- Нормальное ускорение – характеризует быстроту изменения направления вектора скорости при криволинейном движении. |𝑎|=√(𝑎𝜏^2+𝑎𝑛^2)
- 3. Абсолютно твердое тело (АТТ) – тело, изменением размеров и формы которого можно пренебречь.
- Число степеней свободы – число независимых координат, необходимых для полного определения положения тела или системы тел в любой момент времени.
- Виды движения АТТ: поступательное и вращательное вокруг неподвижной оси.
- Поступательное движение АТТ – движение, при котором любая прямая, связанная с твёрдым телом всё время остаётся параллельная своему начальному положе-нию.
- Вращение АТТ вокруг неподвижной оси аналогично движению тела по окружности, т.е. движение при котором тело описывает за любой промежуток времени дугу.
- Способы описания движения АТТ
- Способы задания АТТ практически аналогичны способом задания движения МТ:
- * векторный – положение тела в пространстве можно задать также в виде радиуса-вектора r. В произвольный момент времени оно определяется зависимостью r(t). Вектор перемещения s(t) рассчитывается как разность между величинами радиуса-вектора r(t) в различные моменты времени t;
- * координатный – поскольку векторная величина может быть представлена как сумма ее проекций, то положение тела в пространстве в любой момент времени можно определить, исходя из зависимостей от времени проекций радиуса-вектора на оси координат x(t), y(t), z(t);
- * «естественный» – пусть траектория движения известна. Тогда, зная зависимость пути, пройденного телом, от времени, можно определить его положение в любой момент.
- 4. Сложение угловых скоростей.
- Если вращение происходит одновременно вокруг двух пересекающихся осей со скоростями 𝑤1⃗ и 𝑤2⃗, то результат вращения происходит с угловой скоростью: 𝑤⃗=𝑤1⃗+𝑤2⃗
- Свободное движение АТТ – совокупность поступательного и вращательного движения.
- Связь угловых и линейных характеристик движения произвольной точки АТТ 𝑣⃗=[𝑤⃗,𝑟⃗]
- |𝑣⃗|=𝑤𝑅
- 𝑎⃗=[𝛽⃗,𝑟⃗]+[𝑤⃗,[𝑤⃗,𝑟⃗]]
- |𝑎⃗|=√|𝑎𝜏⃗|2+|𝑎𝑛⃗|2
- 𝑎𝜏⃗=[𝛽⃗,𝑟⃗] |𝑎𝜏⃗|=𝑑𝑣𝑑𝑡=𝛽𝑅 𝑎𝑛⃗=[𝑤⃗,[𝑤⃗,𝑟⃗]] |𝑎𝑛⃗|=𝑤2𝑅=𝑣2𝑅
- Вращение АТТ вокруг неподвижной оси аналогично движению тела по окружности, т.е. движение при котором тело описывает за любой промежуток времени дугу.
- Плоское движение АТТ – движение, при котором каждая точка движется в плоскости, параллельной некоторой неподвижной плоскости.
- Свободное движение АТТ – совокупность поступательного и вращательного движения.
- Мгновенная ось вращения – ось, проходящая через точку, скорость которой в данный момент времени равна нулю, и параллельная оси вращения тела.
- Теорема (инвариантность угловой скорости)
- Угловая скорость не зависит от выбора точки, относительно которой рассматривается поворот АТТ.
- Углы Эйлера — углы, описывающие поворот АТТв трёхмерном евклидовом пространстве
- 5. Закон инерции Галилея
- Существует такая система отсчёта, в которой ускорение МТ целиком обусловлена только взаимодействием ее с другими телами. Свободная МТ, не подверженная действию никаких других тел, движется относительно такой системы отсчёта движется равномерно и прямолинейно (по инерции). Такая система отсчета называется инерциальной.
- Система отсчёта, в которой тело движется равномерно и прямолинейно без воздействия внешних сил, или если результирующая всех внешних сил равна нулю, называется инерциальной.
- Свободное тело – тело, на которое не действуют другие тела, или их действие скомпенсировано.
- Преобразование Галилея
- {𝑡=𝑡′
- {𝑎=𝑎′
- {𝑟⃗=𝑟′⃗+𝑣⃗𝑡
- Инвариантность ускорения
- В инерциальной системе отсчёта ускорение инвариантно.
- Принцип относительности Галилея
- Никакими механическими опытами, проводимыми в данной системе отсчёта нельзя установить покоиться она или движется.
- Выражение определяет закон сложения скоростей в классической механике. Из него следует, что скорость движения точки М (сигнала) в системе k' и в системе k различна.
- 6. Первый закон Ньютона
- Существуют такие системы отсчёта, в которых тело движется равномерно и прямолинейно при отсутствии внешних сил или если результирующая всех внешних сил равна нулю.
- Сила – векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел, а также полей. Сила характеризуется величиной, направлением и точкой приложения.
- Масса – мера инертности тела при поступательном движении. Масса есть величина аддитивная (масса системы равна сумме масс составляющих её тел) и инвариантная относительно смены системы отсчёта.
- Второй закон Ньютона
- Ускорение, приобретаемое телом, прямо пропорционально сумме сил, воздействующих на него, обратно пропорциональна массе этот тела и направлена по линии действия результирующей силы.
- 𝑎⃗=𝐹⃗/𝑚
- 𝑑𝑝⃗/𝑑𝑡=𝐹⃗
- Импульс (количество движения) – векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения тела. 𝑝⃗=𝑚𝑣⃗
- Принцип независимости действия сил (принцип суперпозиции сил)
- Если тела, являющимися источниками сил, не влияют друг на друга, и поэтому не меняют своего состояния от присутствия других тел, то 𝐹⃗=∑𝐹𝑖⃗, где 𝐹𝑖 – сила, с которой действовало бы i-е тело на данную МТ в отсутствии других тел.
- Третий закон Ньютона
- Силы, с которыми две материальные точки действуют друг на друга, всегда равны по модулю и направлены в противоположные стороны вдоль прямой, соединяющей эти точки. Эти силы должны быть одной природы.
- 𝐹12=−𝐹21
- 7. Фундаментальными называют гравитационные и электромагнитные взаимодействия.
- Сила гравитационного притяжения – сила, действующая между двумя МТ, в соответствии с законом всемирного тяготения прямо пропорциональна произведению масс точек, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена по прямой, соединяющей эти точки.
- 𝐹грав=𝐺𝑚1𝑚2/𝑟^2,
- где G – гравитационная постоянная (6,67∗10−11м3кг∗с2).
- Кулоновская сила – сила, действующая между двумя точечными зарядами.
- 𝐹кул=𝑘|𝑞1𝑞2|/𝑟^2,
- где k – коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц (𝑘=1/4𝜋𝜀0𝜀); r – расстояние между зарядами.
- Закон Кулона
- Сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды, прямо пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Она является силой притяжения, если знаки зарядов разные, и силой отталкивания, если эти знаки одинаковы.
- Для того, чтобы закон Кулона выполнялся, необходима: точечность зарядов (расстояние между заряженными телами должно быть много больше их размеров), их неподвижность и расположение зарядов в вакууме.
- Сила Лоренца – сила, с которой магнитное поле действует на движущуюся в нём заряженную частицу. 𝐹лор=𝑞𝐵𝑣∗𝑠𝑖𝑛𝛼
- где v – скорость частицы, B – магнитная индукция, α – угол между направле-нием скорость и магнитной индукции, q – заряд частицы.
- Упругая сила – сила, пропорциональная смещению материальной точки из положения равновесия и направленная к положению равновесия. Она прямо пропорциональна абсолютному удлинению тела и направлена в сторону, противоположную направлению смещения частиц тела. 𝐹упр=−𝑘∆𝑥
- где k – коэффициент жесткости тела, ∆x – относительное удлинение.
- Сила трения – сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их относительному перемещению.
- Сила трения покоя возникает между неподвижными твeрдыми телами, когда есть силы, действующие в направлении возможного движения тел и приложенные к каждому из соприкасающихся тел.
- Сила трения скольжения возникает при скольжении одного тела по поверхности другого. 𝐹скольж=𝜇𝐹д,
- где Fд – сила нормального давления, µ - коэффициент трения скольжения.
- Явление застоя – явление остановки и задержки тела в отклоненном от среднего положения, в котором действующая на него со стороны пружины сила не равна нулю.
- Явление заноса – исчезновение силы трения покоя в направлении, перпендикулярном скорости. Возникает вследствие того, что сила трения скольжения всегда направлена против скорости, но не зависит от ее абсолютного значения.
- Сила трения качения вызывается неупругими деформациями плоскости цилиндра в точках соприкосновения. Это приводит к переходу части механической энергии в тепло. 𝐹кач=𝑘𝑁/𝑅,
- где k – коэффициент трения качения, имеющий размерность длины, N – прижимающая сила, R – радиус катящегося тела.
- 8.
- Векторное произведение радиуса-вектора r материальной точки на ее импульс: m*V (V - векторная скорость) называют моментом импульса L(с вектором), этой точки относительно точки О.
- Момент силы — векторная физическая величина, равная векторному произведению радиус-вектора (проведённого от оси вращения к точке приложения силы — по определению), на вектор этой силы. Характеризует вращательное действие силы на твёрдое тело.
- Уравнения моментов: dL/dt = M, где L -- проекция момента импульса на ту же ось, что и рассматривается для M!
- Закон сохр.импульса для мат.точки: В замкнутой системе векторная сумма моментов внешних сил равна нулю. Тогда dL/dt = 0 и, следовательно, L = const. Таким образом, момент импульса замкнутой системы сохраняется.
Advertisement
Add Comment
Please, Sign In to add comment
Advertisement