🗊Презентация по физике Механика Лекция 1

Механика Лекция 1

Предмет механики. Предмет механики. Механикой называют раздел физики, посвященный изучению закономерностей простейшей формы движения материи - механического движения. Механика состоит из трех подразделов: кинематики, динамики и статики. Кинематика изучает движение тел без учета причин, его вызывающих. Она оперирует такими величинами как перемещение, пройденный путь, время, скорость движения и ускорение.

Динамика исследует законы и причины, вызывающие движение тел, т.е. изучает движение материальных тел под действием приложенных к ним сил. К кинематическим величинам добавляются величины - сила и масса. Динамика исследует законы и причины, вызывающие движение тел, т.е. изучает движение материальных тел под действием приложенных к ним сил. К кинематическим величинам добавляются величины - сила и масса. В статике исследуют условия равновесия системы тел. Статика излагается в специальных разделах механики и здесь отдельно рассматриваться не будет.

Система отсчета. Под системой отсчета понимается совокупность системы координат и часов. Понятие системы отсчета, включает в себя пространственно-временную характеристику положения тела, при этом пространственная характеристика дается с помощью координат, а временная – с помощью часов. Система отсчета. Под системой отсчета понимается совокупность системы координат и часов. Понятие системы отсчета, включает в себя пространственно-временную характеристику положения тела, при этом пространственная характеристика дается с помощью координат, а временная – с помощью часов.

Механическим движением называется изменение взаимного расположения тел относительно друг друга в пространстве с течением времени. Любое механическое движение относительно. Механическим движением называется изменение взаимного расположения тел относительно друг друга в пространстве с течением времени. Любое механическое движение относительно.

Материальной точкой называется такое тело, размерами и формой которого можно пренебречь в сравнении с размерами других тел или расстояниями до них в условиях данной задачи. Материальной точкой называется такое тело, размерами и формой которого можно пренебречь в сравнении с размерами других тел или расстояниями до них в условиях данной задачи.

Модель материальной точки можно также использовать при описании поступательного движения, так как в этом случае все точки тела движутся одинаково. Так, при стыковке космического корабля с орбитальной станцией, когда корабль уже сориентирован и все точки его движутся одинаково, его можно рассматривать как материальную точку, хотя его размеры не малы по сравнению с расстоянием до станции и ее габаритами. Модель материальной точки можно также использовать при описании поступательного движения, так как в этом случае все точки тела движутся одинаково. Так, при стыковке космического корабля с орбитальной станцией, когда корабль уже сориентирован и все точки его движутся одинаково, его можно рассматривать как материальную точку, хотя его размеры не малы по сравнению с расстоянием до станции и ее габаритами.

Радиус вектор материальной точки Рассмотрим движение материальной точки М в прямоугольной системе координат, поместив начало координат в точку О на Земле.

Радиус вектор материальной точки Положение точки М относительно системы отсчета можно задать не только с помощью трех декартовых координат , но также с помощью одной векторной величины - радиуса-вектора точки М, проведенного в эту точку из начала системы координат (рис. 1.1).

Радиус вектор материальной точки Если единичные вектора осей прямоугольной декартовой системы координат, то

При движении материальной точки М ее координаты X, Y, Z и радиус вектор изменяются с течением времени t. При движении материальной точки М ее координаты X, Y, Z и радиус вектор изменяются с течением времени t. Поэтому для задания закона движения м.т. необходимо указать либо вид функциональной зависимости всех трех ее координат от времени: (1) либо зависимость от времени радиус-вектора этой точки (2) Три скалярных уравнения (1) или эквивалентное им одно векторное уравнение (2) называются кинематическими уравнениями движения материальной точки.

Траекторией материальной точки называется линия, описываемая в пространстве этой точкой при ее движении. В зависимости от формы траектории различают прямолинейное и криволинейное движения точки. Траекторией материальной точки называется линия, описываемая в пространстве этой точкой при ее движении. В зависимости от формы траектории различают прямолинейное и криволинейное движения точки. Длина пути (∆s) . Длиной пути материальной точки называют сумму длин всех участков траектории, пройденных точкой за рассматриваемый промежуток времени.

Вектор перемещения мат. точки за время от до Вектор перемещения мат. точки за время от до При прямолинейном движении вектор перемещения совпадает с соответствующим участком траектории.

Для характеристики движения материальной точки вводят векторную физическую величину - скорость, определяющую как быстроту движения, так и направление движения в данный момент времени. Для характеристики движения материальной точки вводят векторную физическую величину - скорость, определяющую как быстроту движения, так и направление движения в данный момент времени.

Пусть материальная точка движется по криволинейной Пусть материальная точка движется по криволинейной траектории МN так, что в момент времени t она находится в точке М, а в момент времени в т. N. Радиус-векторы точек М и N соответственно равны и △, а длина дуги МN равна (рис.1.3).

Вектором средней скорости точки в интервале времени от t до t+Δt называют отношение приращения △ радиуса-вектора точки за этот промежуток времени к его величине △t : Вектором средней скорости точки в интервале времени от t до t+Δt называют отношение приращения △ радиуса-вектора точки за этот промежуток времени к его величине △t : Вектор средней скорости направлен также, как вектор перемещения △ , т.е. вдоль хорды МN.

В случае прямолинейного движения с неизменной по направлению скоростью В случае прямолинейного движения с неизменной по направлению скоростью

Мгновенная скорость или скорость в данный момент времени. Мгновенная скорость или скорость в данный момент времени. В процессе уменьшения величины точка N приближается к точке М, и хорда МN, поворачиваясь вокруг точки М, в пределе совпадает по направлению с касательной к траектории в точке М. Поэтому вектор и скорость v движущейся точки направлены по касательной траектории в сторону движения.

Закон сложения скоростей. Закон сложения скоростей. Если материальная точка одновременно участвует в нескольких движениях, то результирующее перемещения в соответствии с законом независимости движения, равно векторной (геометрической) сумме элементарных перемещений, обусловленных каждым из этих движений в отдельности: Таким образом, скорость результирующего движения равна геометрической сумме скоростей всех движений, в которых участвует материальная точка, (это положение носит название закона сложения скоростей).

Ускорение характеризует быстроту изменения скорости, т.е. изменение величины скорости за единицу времени. Ускорение характеризует быстроту изменения скорости, т.е. изменение величины скорости за единицу времени. Вектор среднего ускорения. Отношение приращения скорости к промежутку времени в течение которого произошло это приращение, выражает среднее ускорение: Вектор, среднего ускорения совпадает по направлению с вектором .

Ускорение, или мгновенное ускорение равно пределу среднего ускорения при стремлении промежутка времени к нулю: Ускорение, или мгновенное ускорение равно пределу среднего ускорения при стремлении промежутка времени к нулю:

По определению По определению Тангенциальное ускорение характеризует быстроту изменения скорости движения по численному значению и направлена по касательной к траектории.

Нормальное ускорение характеризует быстроту изменения скорости по направлению. Нормальное ускорение характеризует быстроту изменения скорости по направлению. модуль полного ускорения равен: