Динамика материальной точки
Введение Раздел механики «Кинематика» посвящен описанию движения тел (траектории, скорости, ускорения) при этом не затрагивая описания причин этого движения. Раздел механики «Динамика» занимается изучением причин движения. В основе классической (ньютоновской) «динамики» лежат три эмпирических (экспериментально установленных) закона, сформулированных Ньютоном в 1687 г. Исаак Ньютон 1643-1727 Классическая механика имеет пределы применимости. Не применима если: Скорость сопоставима со скоростью света (υ≈c ) → Релятивистская механика. Размеры системы сопоставимы с размером атома (l ≈10-9м) → Квантовая механика. Система содержит большое число частиц → Статистика. Первый закон Ньютона: всякое тело находится в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние. (скорость остается постоянной неопределенно долго, пока воздействие со стороны других тел не приведет к ее изменению) Так как движение является понятием относительным (зависит от выбора системы отсчета), то тело движущееся с постоянной скоростью в одной системе может двигаться ускоренно относительно другой системы. Система (группа систем) в которой выполняется первый закон Ньютона – инерциальная система отсчета. Системы движущиеся с постоянной относительно друг друга скоростью – инерциальные. Система в которой первый закон Ньютона не выполняется (скорость тела изменяется без действия других тел) - неинерциальная система отсчета. Законы Ньютона Для количественного описания процесса взаимодействия тел вводятся следующие понятия: Сила (F)– векторная физическая величина являющаяся мерой воздействия (способности изменять положение, скорость, форму и т.д.) на данное тело со стороны других тел. Измеряется в ньютонах [Н]. Подчиняется принципу суперпозиции: результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть векторная сумма воздействия этих сил. Масса (m) - мера инертности тела (, а так же определяет гравитационные свойства). Измеряется в килограммах [кг]. Инертность – способность тела оставаться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения в отсутствие внешних воздействий, а также препятствовать изменению своей скорости при наличии внешних сил. Экспериментально установлено и постулировано Второй закон Ньютона: в инерциальной системе отсчета ускорение всякого тела прямо пропорционально результирующей силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе тела. причина следствие Третий закон Ньютона: всякое действие тел друг на друга носит характер взаимодействия. Силы, с которыми действуют друг на друга взаимодействующие тела, всегда равны по величине и противоположны по направлению. 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. Магдебургские полушария (1654 г.)