Физические основы механики. Элементы кинематики - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №1

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №2

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №3

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №4

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №5

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №6

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №7

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №8

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №9

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №10

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №11

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №12

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №13

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №14

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №15

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №16

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №17

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №18

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №19

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №20

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №21

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №22

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №23

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №24

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №25

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №26

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №27

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №28

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №29

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №30

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №31

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №32

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №33

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №34

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №35

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №36

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №37

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №38

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №39

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №40

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №41

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №42

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №43

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №44

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №45

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №46

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №47

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №48

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №49

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №50

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №51

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №52

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №53

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №54

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №55

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №56

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №57

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №58

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №59

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №60

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №61

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №62

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №63

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №64

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №65

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №66

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №67

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №68

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №69

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №70

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №71

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №72

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №73

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №74

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №75

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №76

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №77

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №78

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №79

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №80

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №81

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №82

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №83

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №84

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №85

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №86

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №87

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №88

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №89

Физические основы механики. Элементы кинематики, слайд №90

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Физические основы механики. Элементы кинематики. Доклад-сообщение содержит 90 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Физические основы механики Элементы кинематики

Слайд 2

Описание слайда:

Основные понятия кинематики Механика — часть физики, которая изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение. Механическое движение — это изменение с течением времени положения тела относительно других тел.

Слайд 3

Описание слайда:

Движение, при котором любая прямая, связанная с движущимся телом, остается параллельной своему первоначальному положению.

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Слайд 6

Описание слайда:

Слайд 7

Описание слайда:

Слайд 8

Описание слайда:

Слайд 9

Описание слайда:

Траектория – линия, описываемая в пространстве движущейся точкой. В зависимости от формы траектории движение бывает прямолинейным и криволинейным.

Слайд 10

Описание слайда:

Слайд 11

Описание слайда:

Путь. Длина пути. Перемещение. Длина участка траектории АВ, пройденного материальной точкой с момента начала отсчета времени, называется длиной пути s и является скалярной функцией времени: s = s(t).

Слайд 12

Описание слайда:

Скорость Мгновенная скорость есть векторная величина, равная первой производной радиуса-вектора движущейся точки по времени: По мере уменьшения t путь s все больше будет приближаться к |r|, поэтому модуль мгновенной скорости:

Слайд 13

Описание слайда:

Слайд 14

Описание слайда:

В случае равномерного движения числовое значение мгновенной скорости постоянно; тогда При неравномерном движении — модуль мгновенной скорости с течением времени изменяется. В данном случае пользуются скалярной величиной v — средней скоростью неравномерного движения:

Слайд 15

Описание слайда:

Ускорение

Слайд 16

Описание слайда:

Тангенциальная и нормальная составляющие ускорения. Полное ускорение. Тангенциальная составляющая ускорения равна первой производной по времени от модуля скорости, определяет тем самым быстроту изменения скорости по модулю: Полное ускорение тела есть геометрическая сумма тангенциальной и нормальной составляющих:

Слайд 17

Описание слайда:

Кинематика вращательного движения

Слайд 18

Описание слайда:

Угловая скорость Угловой скоростью называется векторная величина, равная первой производной угла поворота тела по времени:

Слайд 19

Описание слайда:

Период и частота вращения Периодом вращения T — время, за которое точка совершает один полный оборот, т.е. поворачивается на угол 2. Так как промежутку времени t = T соответствует φ = 2, то ω = 2/T, откуда

Слайд 20

Описание слайда:

Угловое ускорение Угловым ускорением называется векторная величина, равная первой производной угловой скорости по времени:

Слайд 21

Описание слайда:

Тангенциальная составляющая ускорения: Нормальная составляющая ускорения:

Слайд 22

Описание слайда:

Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела

Слайд 23

Описание слайда:

Динамика изучает законы движения тел и причины, которые вызывают или изменяют это движение. Масса тела — скалярная физическая величина, являющаяся одной из основных характеристик материи, определяющая ее инерционные (инертная масса) и гравитационные (гравитационная масса) свойства. В настоящее время можно считать доказанным, что инертная и гравитационная массы равны друг другу (с точностью, не меньшей 10–12 их значения). Единица измерения: 1 кг

Слайд 24

Описание слайда:

Первый закон Ньютона Первый закон Ньютона: всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние. Стремление тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью. Поэтому первый закон Ньютона называют также законом инерции.

Слайд 25

Описание слайда:

Преобразования Галилея. Механический принцип относительности (принцип относительности Галилея).

Слайд 26

Описание слайда:

Второй закон Ньютона Второй закон Ньютона — основной закон динамики поступательного движения — отвечает на вопрос, как изменяется механическое движение материальной точки (тела) под действием приложенных к ней сил.

Слайд 27

Описание слайда:

Второй закон Ньютона справедлив только в инерциальных системах отсчета. Первый закон Ньютона можно получить из второго. Действительно, в случае равенства нулю равнодействующей сил (при отсутствии воздействия на тело со стороны других тел) ускорение также равно нулю. Однако первый закон Ньютона рассматривается как самостоятельный закон (а не как следствие второго закона), так как именно он утверждает существование инерциальных систем отсчета, в которых только и выполняется основной закон динамики.

Слайд 28

Описание слайда:

Третий закон Ньютона Взаимодействие между материальными точками (телами) определяется третьим законом Ньютона: всякое действие материальных точек (тел) друг на друга носит характер взаимодействия; силы, с которыми действуют друг на друга материальные точки, всегда равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки. Эти силы приложены к разным материальным точкам (телам), всегда действуют парами и являются силами одной природы. Третий закон Ньютона позволяет осуществить переход от динамики отдельной материальной точки к динамике системы материальных точек. Третий закон Ньютона справедлив только для инерциальных систем отчета. Третий закон Ньютона выполняется только для тел, движущихся со скоростями, много меньшими скорости света.

Слайд 29

Описание слайда:

Реактивное движение – движение, возникающее при отделении от тела с какой-либо скоростью его части

Слайд 30

Описание слайда:

Уравнение движения тела переменной массы Иван Всеволодович Мещерский (1859 – 1935 гг.) – российский ученый-механик, автор трудов по реактивной технике и небесной механике

Слайд 31

Описание слайда:

Формула Циолковского Николай Иванович Кибальчич (1853 – 1881 г.) – российский физик-изобретатель

Слайд 32

Описание слайда:

Энергия. Работа. Мощность. Законы сохранения.

Слайд 33

Описание слайда:

Энергия — универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. Энергия с различными формами движения материи связывают различные формы энергии: механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную и др. В одних явлениях форма движения материи не изменяется, в других — переходит в иную форму. Однако существенно, что во всех случаях энергия, отданная (в той иди иной форме) одним телом другому телу, равна энергии, полученной последним телом. Единицы измерения: 1 Дж (джоуль)

Слайд 34

Описание слайда:

Работа Изменение механического движения тела вызывается силами, действующими на него со стороны других тел. Чтобы количественно характеризовать процесс обмена энергией между взаимодействующими телами, в механике вводится понятие работы силы. Единица работы — джоуль (Дж): 1 Дж — работа, совершаемая силой 1 Н на пути 1 м. 1 Дж=1 Н  м

Слайд 35

Описание слайда:

Мощность Чтобы охарактеризовать скорость совершения работы, вводят понятие мощности: Единица мощности — ватт (Вт): 1 Вт — мощность, при которой за время 1 с совершается работа 1 Дж. (1 Вт = 1 Дж/с)

Слайд 36

Описание слайда:

Кинетическая энергия Кинетическая энергия механической системы — это энергия механического движения этой системы. Сила, действуя на покоящееся тело и вызывая его движение, совершает работу, а энергия движущегося тела возрастает на величину затраченной работы. Таким образом, работа dA силы на пути, который тело прошло за время возрастания скорости от 0 до v, идет на увеличение кинетической энергии dT тела: dA = dT

Слайд 37

Описание слайда:

Потенциальная энергия – механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними Пусть взаимодействие тел осуществляется посредством силовых полей (например, поля упругих сил, поля гравитационных сил), характеризующихся тем, что работа, совершаемая действующими силами при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит от того, по какой траектории это перемещение произошло, а зависит только от начального и конечного положений. Такие поля называются потенциальными, а силы, действующие в них, — консервативными. Если же работа, совершаемая силой, зависит от траектории перемещения тела из одной точки в другую, то такая сила называется диссипатнвной (например, сила трения).

Слайд 38

Описание слайда:

Градиент потенциальной энергии Для консервативных сил: или в векторном виде: где - градиент скаляра П. Градиент – дифференциальный векторный оператор, который используется для характеристики скалярных полей вида:

Слайд 39

Описание слайда:

Конкретный вид функции П зависит от характера силового поля. Потенциальная энергия тела массой m, поднятого на высоту h над поверхностью Земли

Слайд 40

Описание слайда:

Закон сохранения энергии Закон сохранения энергии — результат обобщения многих экспериментальных данных. Идея этого закона принадлежит М. В. Ломоносову (1711—1765), изложившему закон сохранения материи и движения, а количественная формулировка закона сохранения энергии дана немецким врачом Ю. Майером (1814—1878) и немецким естествоиспытателем Г. Гельмгольцем (1821—1894).

Слайд 41

Описание слайда:

Закон сохранения механической энергии связан с однородностью времени. Однородность времени проявляется в том, что физические законы инвариантны относительно выбора начала отсчета времени. Например, при свободном падении тела в поле сил тяжести его скорость и пройденный путь зависят лишь от начальной скорости и продолжительности свободного падения тела и не зависят от того, когда тело начало падать. Существует еще один вид систем — диссипативные системы, в которых механическая энергия постепенно уменьшается за счет преобразования в другие (немеханические) формы энергии. Этот процесс получил название диссипации (или рассеяния) энергии. Строго говоря, все системы в природе являются диссипативными. В консервативных системах полная механическая энергия остается постоянной. Могут происходить лишь превращения кинетической энергии в потенциальную и обратно в эквивалентных количествах так, что полная энергия остается неизменной. Этот закон не есть просто закон количественного сохранения энергии, а закон сохранения и превращения энергии, выражающий и качественную сторону взаимного превращения различных форм движения друг в друга. Закон сохранения и превращения энергии — фундаментальный закон природы, он справедлив как для систем макроскопических тел, так и для систем микротел. В системе, в которой действуют также неконсервативные силы, например силы трения, полная механическая энергия системы не сохраняется. Следовательно, в этих случаях закон сохранения механической энергии несправедлив. Однако при «исчезновении» механической энергии всегда возникает эквивалентное количество энергии другого вида. Таким образом, энергия никогда не исчезает и не появляется вновь, она лишь превращается из одного вида в другой. В этом и заключается физическая сущность закона сохранения и превращения энергии — сущность неуничтожимости материи и ее движения.

Слайд 42

Описание слайда:

Графическое представление энергии

Слайд 43

Описание слайда:

Графическое представление потенциальной энергии для упругодеформированного тела

Слайд 44

Описание слайда:

В общем случае потенциальная кривая может иметь довольно сложный вид. Если Е — заданная полная энергия частицы, то частица может находиться только там, где П(х)  Е, , т. е. в областях I и III. Переходить из области I в III и обратно частица не может, так как ей препятствует потенциальный барьер CDG, ширина которого равна интервалу значений х, при которых E < П, а его высота определяется разностью Пmах – E. Для того чтобы частица смогла преодолеть потенциальный барьер, ей необходимо сообщить дополнительную энергию, равную высоте барьера или превышающую ее. В области I частица с полной энергией Е оказывается «запертой» в потенциальной яме AВС и совершает колебания между точками с координатами хA и хC.

Слайд 45

Описание слайда:

Закон сохранения импульса Механическая система - совокупность материальных точек (тел), рассматриваемых как единое целое. Силы взаимодействия между материальными точками механической системы называются внутренними. Силы, с которыми на материальные точки системы действуют внешние тела, называются внешними. Механическая система тел, на которую не действуют внешние силы, называется замкнутой (или изолированной).

Слайд 46

Описание слайда:

Центр масс. Закон движения центра масс В механике Галилея—Ньютона из-за независимости массы от скорости импульс системы может быть выражен через скорость ее центра масс. Центром масс (или центром инерции) системы материальных точек называется воображаемая точка С, положение которой характеризует распределение массы этой системы. Ее радиус-вектор равен Скорость центра масс:

Слайд 47

Описание слайда:

Механика твердого тела

Слайд 48

Описание слайда:

Момент инерции Момент инерции тела – мера инертности твердых тел при вращательном движении.

Слайд 49

Описание слайда:

Теорема Штейнера Если известен момент инерции тела относительно оси, проходящей через его центр масс, то момент инерции относительно любой другой параллельной оси определяется теоремой Штейнера: момент инерции тела J относительно произвольной оси равен моменту его инерции Jo относительно параллельной оси, проходящей через центр масс O тела, сложенному с произведением массы m тела на квадрат расстояния d между осями:

Слайд 50

Описание слайда:

Кинетическая энергия вращения Рассмотрим абсолютно твердое тело, вращающееся около неподвижной оси z, проходящей через него. Мысленно разобьем это тело на маленькие объемы с элементарными массами т1, т2 ,..., тn , находящиеся на расстоянии r1, r2,..., rn от оси.

Слайд 51

Описание слайда:

Плоское движение тела В случае плоского движения тела, например цилиндра, скатывающегося с наклонной плоскости без скольжения, энергия движения складывается из энергии поступательного движения и энергии вращения:

Слайд 52

Описание слайда:

Момент силы относительно неподвижной точки Моментом силы относительно неподвижной точки О называется физическая величина, определяемая векторным произведением радиуса-вектора r, проведенного из точки О в точку А приложения силы, на силу F: формулу красивее

Слайд 53

Описание слайда:

Момент силы относительно неподвижной оси Моментом силы относительно неподвижной оси z называется скалярная величина Mz, равная проекции на эту ось вектора М момента силы, определенного относительно произвольной точки О данной оси z. Значение момента Мz не зависит от выбора положения точки О на оси z. Если ось z совпадает с направлением вектора М, то момент силы представляется в виде вектора, совпадающего с осью:

Слайд 54

Описание слайда:

Уравнение динамики вращательного движения твердого тела Найдем выражение для работы при вращении тела. Пусть сила F приложена в т. В, находящейся от оси z на расстоянии r,  — угол между направлением силы и радиусом-вектором r. Так как тело абсолютно твердое, то работа этой силы равна работе, затраченной на поворот всего тела.

Слайд 55

Описание слайда:

Работа при вращении тела идет на увеличение его кинетической энергии: dA = dT, но поэтому Mzd = Jzdω, или

Слайд 56

Описание слайда:

Момент импульса относительно неподвижной точки Моментом импульса (количества движения) материальной точки А относительно неподвижной точки О называется физическая величина, определяемая векторным произведением: где r — радиус-вектор, проведенный из точки О в точку A, p=mv — импульс материальной точки; L — псевдовектор, его направление совпадает с направлением поступательного движения правого винта при его вращении от r к р. Модуль вектора момента импульса: L = rp sinα = mvr sin α = pl, где α – угол между векторами r и p; l - плечо вектора p относительно т. О.

Слайд 57

Описание слайда:

Закон сохранения момента импульса При вращении абсолютно твердого тела вокруг неподвижной оси z каждая отдельная точка тела движется по окружности постоянного радиуса ri с некоторой скоростью vi . Скорость vi и импульс mivi перпендикулярны этому радиусу, т. е. радиус является плечом вектора mivi Поэтому можем записать, что момент импульса отдельной частицы равен и направлен по оси в сторону, определяемую правилом правого винта. Монет импульса твердого тела относительно оси есть сумма моментов импульса отдельных частиц:

Слайд 58

Описание слайда:

Закон сохранения момента импульса Продифференцируем уравнение по времени: Это выражение — еще одна форма уравнения динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси: производная момента импульса твердого тела относительно оси равна моменту сил относительно той же оси.

Слайд 59

Описание слайда:

Деформации твердого тела Деформация называется упругой, если после прекращения действия внешних сил тело принимает первоначальные размеры и форму. Деформации, которые сохраняются в теле после прекращения действия внешних сил, называются пластическими (или остаточными).

Слайд 60

Описание слайда:

Количественной мерой, характеризующей степень деформации, испытываемой телом, является его относительная деформация. Относительное изменение длины стержня (продольная деформация): ε = Δl/l Относительное поперечное растяжение (сжатие): ' = Δd/d, где d – диаметр стержня. Деформации  и ' всегда имеют разные знаки (при растяжении l > 0, a d < 0, при сжатии l < 0, a d > 0). Из опыта вытекает взаимосвязь  и ': ' = με, где μ > 0– коэффициент Пуассона (зависит от свойств материала).

Слайд 61

Описание слайда:

Слайд 62

Описание слайда:

Слайд 63

Описание слайда:

Слайд 64

Описание слайда:

Диаграмма напряжений Деформации твердых тел подчиняются закону Гука до известного предела. Связь между деформацией и напряжением представляется в виде диаграммы напряжений, качественный ход которой мы рассмотрим для металлического образца.

Слайд 65

Описание слайда:

Тяготение. Элементы теории поля

Слайд 66

Описание слайда:

Слайд 67

Описание слайда:

Слайд 68

Описание слайда:

Слайд 69

Описание слайда:

Слайд 70

Описание слайда:

Слайд 71

Описание слайда:

Слайд 72

Описание слайда:

Слайд 73

Описание слайда:

Работа в поле тяготения На расстоянии R на тело действует сила При перемещении этого тела на расстояние dR совершается работа Знак «-» появляется потому, что сила и перемещение в данном случае противоположны по направлению

Слайд 74

Описание слайда:

Поле тяготения и его характеристики Гравитационное взаимодействие между телами осуществляется с помощью поля тяготения, или гравитационного поля. Это поле порождается телами и является формой существования материи. Источниками поля являются все тела, масса которых отлична от нуля. Переносчиками поля тяготения являются гравитоны (предсказаны, но еще не открыты). Основная силовая характеристика поля - напряженность g. Напряженность поля тяготения определяется силой, действующей со стороны поля на материальную точку единичной массы, и совпадает по направлению с действующей силой. Для графического изображения силового поля используются силовые линии (линии напряженности). Силовые линии выбираются так, что вектор напряженности поля направлен по касательной к силовой линии. Основная энергетическая характеристика поля – потенциал φ = П/m Потенциал поля тяготения  — скалярная величина, определяемая потенциальной энергией тела единичной массы в данной точке поля или работой по перемещению единичной массы из данной точки поля в бесконечность. Геометрическое место точек с одинаковым потенциалом образует сферическую поверхность. Такие поверхности, для которых потенциал постоянен, называются эквипотенциальными.

Слайд 75

Описание слайда:

Специальная теория относительности

Слайд 76

Описание слайда:

Постулаты специальной (частной) теории относительности А. Эйнштейн заложил основы специальной теории относительности. Эта теория представляет собой современную физическую теорию пространства и времени, в которой, как и в классической ньютоновской механике, предполагается, что время однородно, а пространство однородно и изотропно. Специальная теория относительности часто называется также релятивистской теорией, а специфические явления, описываемые этой теорией, — релятивистскими эффектами. В основе специальной теории относительности лежат постулаты Эйнштейна, сформулированные им в 1905 г.

Слайд 77

Описание слайда:

Преобразования Лоренца Анализ явлений в инерциальных системах отсчета, проведенный А. Эйнштейном на основе сформулированных им постулатов, показал, что классические преобразования Галилея несовместимы с ними и, следовательно, должны быть заменены преобразованиями, удовлетворяющими постулатам теории относительности. Рассмотрим две инерциальные системы отсчета: К (с координатами х, у, z) и К' (с координатами х', у', z'), движущуюся относительно К (вдоль оси х) со скоростью v = const.

Слайд 78

Описание слайда:

Эти преобразования предложены Лоренцем в 1904 г., еще до появления теории относительности, как преобразования, относительно которых уравнения Максвелла инвариантны. Преобразования Лоренца имеют вид:

Слайд 79

Описание слайда:

Следствия из преобразований Лоренца Одновременность событий в разных системах отсчета.

Слайд 80

Описание слайда:

Следствия из преобразований Лоренца Длительность событий в разных системах отсчета

Слайд 81

Описание слайда:

«Парадокс близнецов» Представим себе, что осуществляется космический полет к звезде, находящейся на расстоянии 500 световых лет (расстояние, на которое свет от звезды до Земли доходит за 500 лет), со скоростью, близкой к скорости света. По земным часам полет до звезды и обратно продлится 1000 лет, в то время как для системы корабля и космонавта в нем такое же путешествие займет всего 1 год. Таким образом, космонавт возвратится на Землю более молодым, чем его брат-близнец, оставшийся на Земле.

Слайд 82

Описание слайда:

Длина тел в разных системах отсчета

Слайд 83

Описание слайда:

Релятивистский закон сложения скоростей

Слайд 84

Описание слайда:

Если материальная точка движется параллельно оси х, то скорость и относительно системы К совпадает с ux, а скорость и' относительно К' — с и' . Тогда закон сложения скоростей примет вид

Слайд 85

Описание слайда:

Интервал между событиями Относительный характер длин и промежутков времени в теории Эйнштейна означает относительность отдельных компонентов какой-то реальной физической величины, не зависящей от системы отсчета, т. е. являющейся инвариантной по отношению к преобразованиям координат. В четырехмерном пространстве Эйнштейна, в котором каждое событие характеризуется четырьмя координатами (х, у, z, t), такой физической величиной является интервал между двумя событиями: где — расстояние между точками трехмерного пространства, в которых эти события произошли. Введя обозначение t12 = t2 – t1, получим t = t2 – t1, x = x2 – x1, y = y2 – y1 и z = z2 – z

Слайд 86

Описание слайда:

Интервал между теми же событиями в системе К' равен Согласно преобразованиям Лоренца: Интервал, определяя пространственно-временные соотношения между событиями, является инвариантом при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой. Инвариантность интервала означает, что, несмотря на относительность длин и промежутков времени, течение событий носит объективный характер и не зависит от системы отсчета.

Слайд 87

Описание слайда:

Основной закон релятивистской динамики материальной точки Масса движущихся релятивистских частиц зависит от их скорости: где m0 — масса покоя частицы, т. е. масса, измеренная в той инерциальной системе отсчета, относительно которой частица находится в покое; с — скорость света в вакууме; т — масса частицы в системе отсчета, относительно которой она движется со скоростью v. Следовательно, масса одной и той же частицы различна в разных инерциальных системах отсчета.

Слайд 88

Описание слайда:

Из принципа относительности Эйнштейна, утверждающего инвариантность всех законов природы при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой, следует условие инвариантности уравнений физических законов относительно преобразований Лоренца. Основной закон динамики Ньютона оказывается также инвариантным по отношению к преобразованиям Лоренца, если в нем справа стоит производная по времени от релятивистского импульса. Основной закон релятивистской динамики материальной точки имеет вид — релятивистский импульс материальной точки. Физический смысл: справа стоит производная по времени от релятивистского импульса,. Таким образом, уравнение инвариантно по отношению к преобразованиям Лоренца и, следовательно, удовлетворяет принципу относительности Эйнштейна. Следует учитывать, что ни импульс, ни сила не являются инвариантными величинами. Более того, в общем случае ускорение не совпадает по направлению с силой. В силу однородности пространства в релятивистской механике выполняется закон сохранения релятивистского импульса: релятивистский импульс замкнутой системы сохраняется, т. е. не изменяется с течением времени.

Слайд 89

Описание слайда:

Закон взаимосвязи массы и энергии Приращение кинетической энергии материальной точки на элементарном перемещении равно работе силы на этом перемещении: dT = dA Так как кинетическая энергия покоящейся частицы равна нулю, а ее масса равна массе покоя m0, то, проинтегрировав, получим

Слайд 90

Описание слайда:

Релятивистское соотношение между полной энергией и импульсом частицы Закон взаимосвязи (пропорциональности) массы и энергии блестяще подтвержден экспериментом о выделении энергии при протекании ядерных реакций. Он широко используется для расчета энергетических эффектов при ядерных реакциях и превращениях элементарных частиц. Масса тела не остается постоянной величиной, а зависит от скорости тела; длина тел и длительность событий не являются абсолютными величинами, а носят относительный характер; наконец, масса и энергия оказались связанными друг с другом, хотя они и являются качественно различными свойствами материи. Основной вывод теории относительности сводится к тому, что пространство и время органически взаимосвязаны и образуют единую форму существования материи — пространство-время. Только поэтому пространственно-временной интервал между двумя событиями является абсолютным, в то время как пространственные и временные промежутки между этими событиями относительны. Следовательно, вытекающие из преобразований Лоренца следствия являются выражением объективно существующих пространственно-временных соотношений движущейся материи.