Файл: Захарова Е.Д. Физические основы механики курс лекций.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.08.2024

Просмотров: 102

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

19

ростьв точки вращающегося тела и угловой скорость» вращения тела» Чем дальшо отстоит точка от оои вращения, тем о боль - шѳй линейной скоростью она движотся, тан как для вочх точек

тела СО иыѳет

в данный момент одно и то же значение.

Направлена линейная скорость по касательной к описываемой

точкой

окрунности.

Из рисЛ4

и уравнения (32)

следует, что

вектор

линейной

скорости

V

равен векторному

произведению

векторов ІО и

Г

г .

 

 

 

 

t f = l c o , fr\ .

 

тг

 

 

—г

и

 

 

Угол между Ш

Г

равен -g-

 

в) Тангенциальное (или линейное) ускорение согласно (15) равно

CL =йЛ

Воспользовавшись уравнениями (3?) и (30) получаем!

 

ö l

 

du

-

и

аш.

=

 

r e

 

 

 

 

 

 

dt

 

V

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а .

 

 

r e .

 

 

 

 

(33]

 

Уравнение

(35)

устанавливает

связь

между линейным

уско­

рением

точки

вращающегося

тела

в угловым

ускорением

тела .

Нормальное

ускорение

согласно

 

 

 

(13) равноа

=

JL

 

 

(54)

 

 

 

 

 

 

1 - 1

IV

у»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя в (34) значение ли-

 

 

 

иойной

скорости

из

 

(32),

 

находим,

 

 

 

 

что

ап^

с о *

г .

 

 

(35)

 

 

 

¥

 

 

 

 

 

 

г)

Угловое

ускорение

£

в

дан

- '

 

 

 

ный момент времени для всех точек

 

 

 

 

имеет одинаковое значение. То же

 

 

 

 

самое

можно

сказать

и про

угловую

 

Рис . 14 .

и (55),

скорость

СО

. Используя это

значение

и формулы (33)

мы видим,

что тангенциальное

и нормадмое ускорения

растут



 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

линейно

о

Г

. Иа ряс.15

в уравнения

(33)

одадуаг,

что вев-

*ор тавгвшіиальвогр^уоноревия CLT радев

векторному

проив -

ведению

векторов

£

и

Г .

 

 

 

 

 

 

а

т =

|

g ,

г

I

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Урод между

и

Г

рввев

Рио. 15

З Р И М , * ^ P C « ШАМИР

§ 4 Основано ааконы динамики

Главной частью механики является динамика, вскрывающая при­ чина изменения механического движения.

Раздел курсе "Физические основы механики" посвящен во - просам механики макроскопических тел или так называемой клас­

сической механике, основания которой бнлі валожоны работами Галилѳо Галилея и особенно Исаака Ньютона.

S основу динамики положены ааконы Ньютона, являющиеся теоретическим обобщением результатов наблюдений и опыта, на­ копленных человечеством за всю йоторию развития учения о природе до Ньютона включительно. Эти ааконы была сформулиро­ ваны Ньютонам в труде "Математические Начала натуральной фи­ лософии6 (1687 год) .

Первый закон динамики Ньютона

 

Физические тела находятся во взаимодействий

(форма всеоб­

щей связи). Вообще

говоря, не существует тела изолированного

от

других теа,

не

взаимодействующего с другими тѳлаи». Только

при

особых условиях можно

пренебречь результатом

воздействия

вв

данное тело

со

стороны

других тел.

 


21

Обобщение наблюдений и специально поставленных опытов привели Галилея к установлению первого закона динамики,

позже сформулированного Ньютоном! всякое тело

сохраняет

состояние покоя или равномерного прямолинейного движения

до тех порі пока воздействие

со

стороны

других

теЯ не

при­

ведет

к изменению

этого

состояния.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Первый

закон динамики был назван

Ньютоном-законом Инер­

ции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

Опытная

проверка первого закона

Ньютона

в

"чистом"

виде

неосуществима

и з - з а

неустранимых

взаимодействий

 

между

телами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Под инврциѳ».

Ньютон

понимал некоторую присущую

телам

и заключенную в них самих

причину,

силу, заставляющую

тело

двигаться прямолинейно и равномерно} он считал, что прямо­

линейное

И равномерное

движение

не

Оеспричиипо

и

осуществля­

ется под

 

действием некоторой "врозденной силы инерции"*

 

Такая трактовка понятия инерции не является

материалисти­

ческой, ііравилыіиѳ понимание термина-инерция может быть

достигнуто на основе утверждении о

неуничтожимисти движения.

По ^нгельсу инерция .шляется " ... лишь отрицательным выраже­

нием

неуп«что:.симости движения". •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

иначе говоря, содержанием, сущностью инерции является

неуничто .имость движения,

а

проявляется

оаь

в

виде

косности,

застоя,

в

тенденции іс сохранению

состояния дви,лвния

или •

покоя,

то

есть

а отрицательной 4.орме

(неуничтожимое

двике-

ш.е-актиино; кисность, солр^нині.в состояния - иассивны,

пассивность

-

есть

противоположность,

отрицание

активности).

 

ù литѳрлурв инерция оц^ег;иЛ/іѲтся как универсальное

свойство

 

материальных, тел

сохранять

состояние

равномерного

и прямолинейного дии..сеШіЯ (или покоя).

 

 

 

 

 

 

 

Такое определение инерции допустимо, если

под

свойством'

подразумевать

ноу ничто., имость движения,

а не

врозденную

способность

мистического

характера,.

 

 

 

 

 

 

 

 

Никои

инерции

справедлив

но

в л.ибои системе

отсчета.

 

 

Системы отсчета, в которых выполняется закон инерции,

называется

инерциальными

системами

отсчета,

а

связанные

с п.г:и

системы

координат-инерциальными

системами

координат.


 

 

£2

 

 

§ S» Сила и масса

Все

тала природы взаимосвязаны и вааицодействуют друг

ч другом.

Взаимодействие тел объективно существуя!» Взаимо­

действие

мезду двумя тепами носит двусторонний характер:

первое тело

воздействует на второе, а второе на первое.

Векторная величина, являющаяся мерой' механического

воздействия

на тело со стороны других тел, называется силой.

Это воздействие проявляется в изменении состояния движения тала или в изменении формы а размеров тепа, изменение сое -

тояния

движения означает, что изменяется скорость движения

тела,

что тело приобретает ускорение, Изменение

формы и р а з ­

меров

тела говорит о деформации теда.

 

При взаимодействии тел происходит взаимное

изменение

их движения, переход движения от одних тел к другим телам.

Рассмотрим удар

двух биллиардных

шаров

А и В, Шар А: движет­

ся

со

 

скорослю

V,

а ударяется

о неподвижный шар В

 

{

1)г

=

0),

При столкновении шары

взаимодействуют друг с дру­

гом.

В результате

взаимодействия

движение шара Ä вамѳдля

-

І Т С Я ,

а

шар

В приходит

в движение. Можно сказать, что шар

 

À передал часть

своего

движения шару £ и шар В начал двм

-

гаться .

При атом возможен переход одной формы движения в

 

другую. Например,

при

трении механическое движение тел пе ­

реходит

в хаотическое

тепловое движение их частиц.

 

 

 

Пользуясь понятием силы, нужно помнить , что сила выра­

жает односторонний результат перехода движения от одного

 

тепа

к другому при

взаимодействии

этих

тел.

 

 

 

Термин "сила" служит целям описания процессов перехо­

да ж изменения движения, а применение его допустимо"».,

 

именно

там,

Где

дело Идет о простом перенесении движения

 

иколичественной вычислении его" (Энгельс).

Вфизике НОд массой тела Понимают количество материи, содержащейся в jene безотносительно к его качественной оп­ ределенности*

Материя как объективная реальность, существующая аѳ -

зависимо от человеческого

сознания, познается нами в наука

и практик* посредством ощущений не абстрактно, не как

материя н вообгі«", а только

в ее частных конкретных прояв • -

лвниях.