Физика ФЭН 2022

Сарина Марина Павловна
Доцент кафедры Прикладной и теоретической физики, IV -210

Иродов И.Е. Основные законы механики
Трофимова Т.И. Курс физики
Cарина.М.П. Механика, молекулярная физика , термодинамика. Часть 1. Механика, 2014
Механика и термодинамика. Дубровский В.Г, Корнилович А.А., Суханов И.И. (Лабораторный практикум), 2019

Есть в библиотеке и в электронной библиотечной системе НГТУ (ЭБС)

Лабораторный практикум

Курс на dispace № 12724
ФЭН 2022 физика
Физика механика № 4420
Физика введение № 7821

ЭЛЕМЕНТЫ КИНЕМАТИКИ

Система отсчета
Y
Z
X
O
A
x
z
y
- радиус -вектор

Система отсчета – это система координат, указывающая положение тела в пространстве, + часы, необходимые для отсчета времени
В классической механике время течет одинаково во всех системах отсчета

Мы будем пользоваться декартовой системой координат

Характеристики движения
Пусть материальная точка движется в некоторой системе отсчета
Y
Z
X
O
ТРАЕКТОРИЯ
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ

Траектория – это линия, вдоль которой материальная точка движется в пространстве
Вектор перемещения проводится из начальной точки движения в конечную
Путь – это длина траектории (скалярная величина)

Мгновенная скорость

Мгновенная скорость направлена
по касательной к траектории движения
в каждой точке
Скорость меняется по величине и
направлению

Средняя скорость
Средняя скорость –
отношение перемещения ∆r за время ∆t
к промежутку времени ∆t .
Направлена так же, как
вектор перемещения

Ускорение
Ускорение-быстрота изменения скорости по модулю и направлению

Мгновенное ускорение
Мгновенное ускорение –
первая производная скорости
по времени.

Среднее ускорение

Координатный способ описания движения
Y
Z
X
O
A
x
z
y

аналогично для ускорения

Криволинейное движение

В некоторых случаях не удобно раскладывать ускорение на координатные составляющие
Естественный метод ( удобно применять, когда известна траектория)

- Тангенциальная составляющая, направлена по касательной
Нормальная составляющая,
направлена перпендикулярно касательной

- Тангенциальное ускорение
Определяет быстроту изменения скорости
по величине

Направление вектора ?
единичный вектор
Скалярное произведение
Продифференцируем

Вектора перпендикулярны
направлен по направлению нормали
Второе слагаемое в формуле ускорения

При малых углах

- радиус кривизны траектории
- Нормальное ускорение
Определяет быстроту изменения скорости
по направлению

ПРИМЕР
если
- радиус окружности

Закон сложения скоростей

Y ´
Z´
X´
A
x ´
z´
y ´
Y
Z
X
x
z
y

Пусть система отсчета К´ движется относительно системы отсчета К со скоростью V0
Системы отсчета движущаяся равномерно и прямолинейно, либо находящаяся в состоянии покоя называется инерциальной

В проекциях на оси координат
V0x, V0y,, V0z – проекции скорости на оси координат

Закон сложения скоростей

Скорость движения точки относительно системы отсчета К
Скорость движения точки относительно системы отсчета К´
Скорость движения системы отсчета К´ относительно системы отсчета К

Y
Z
X
Y ´
Z´
X´

Пример
река
плот
лодка
течение

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
ГАЛИЛЕЯ

Y
Z
X

Принцип относительности Галилея
Все законы механики имеют одинаковую форму во всех инерциальных системах отсчета