Закон инерции. Инерциальные системы отсчета, система Коперника. Второй закон Ньютона. Третий закон и область его применимости.

Б 1

Скорость движения точки по прямой. Мгновенная скорость. Нахождение координаты по известной зависимости скорости по времени.

Скорость движения-движения точки по прямой или данной кривой линии приходится говорить как о длине пути, пройденного точкою в течение какого-либо промежутка времени, так и о перемещении ее в течение того же промежутка; эти величины могут и не быть одинаковы, если движение происходило то в одну, то в другую сторону по пути

МГНОВЕННАЯ СКОРОСТЬ ( )

– векторная физическая величина, равная отношению перемещения Δ , совершенного частицей за очень малый промежуток времени Δt, к этому промежутку времени.

Под очень малым (или, как говорят, физически бесконечно малым) промежутком времени здесь понимается такой, на протяжении которого движение с достаточной точностью можно считать равномерным и прямолинейным.

В каждый момент времени мгновенная скорость направлена по касательной к траектории, по которой движется частица.

Ее единицей в СИ является метр в секунду (м/с).

Б 2

Векторный и координатный способы движения точки. Скорость и ускорение.

Положение точки в пространстве можно задать двумя способами:

1) с помощью координат,

2) с помощью радиус-вектора.
В первом случае положение точки определяется на осях декартовой системы координат ОХ, OY, OZ, связанных с телом отсчета (рис. 3). Для этого из точки А необходимо опустить перпендикуляры на плоскость YZ (координата х), XZ (координата / у), XY (координата г) соответственно. Итак, положение точки можно определить записи А (х, у, г), а для случая, изображенного на рис. С (х = 6, у = 10, z - 4,5), точка А обозначается следующим образом: А (6, 10, 4,5).
Наоборот, если заданы конкретные значения координат точки в данной системе координат, то для изображения точки необходимо отложить значения координат на соответствующие оси и па трех взаимно перпендикулярных отрезках построить параллелепипед. Его вершина, противоположная началу координат О и размещена на диагонали параллелепипеда, и является точкой А.
Если точка движется в рамках какой-либо плоскости, то через выбранные па теле отсчет * в точке достаточно провести две координатные оси ОХ и OY.

Скорость- векторная величина, равная отношению перемещения тела ко времени, за которое это перемещение произошло. При неравномерном движении скорость тела изменяется с течением времени. При таком движении скорость определяется мгновенной скоростью тела. Мгновенная скорость- скорость тела в данный момент времени или в данной точке траектории.

Ускорение.При неравномерном движении скорость изменяется и по модулю и по направлению. Ускорение- это скорость изменения скорости. Оно равно отношению изменения скорости тела к промежутку времени, за которое это перемещение произошло.

Б 3

Баллистическое движение. Равномерное движение материальной точки по окружности . Криволинейное движение точки в пространстве.

Равномерное движение по окружности.

Движение тела по окружности- криволинейное, при нем изменяется две координаты и направление движения. Мгновенная скорость тела в любой точке криволинейной траектории направлена по касательной к траектории в этой точке. Движение по любой криволинейной траектории можно представить как движение по дугам некоторых окружностей. Равномерное движение по окружности- движение с ускорением, хотя по модулю скорость не изменяется. Равномерное движение по окружности- периодическое движение.

Криволинейное баллистическое движение тела можно рассматривать как результат сложения двух прямолинейных движений: равномерного движения по оси х и равнопеременного движения по оси у.

Б 4

Закон инерции. Инерциальные системы отсчета, система Коперника. Второй закон Ньютона. Третий закон и область его применимости.

Законинерции- материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока действие других тел не изменит это состояние.

В основе классической механики лежат три закона динамики, сформулированные Ньютоном в 1687г. Первый закон Ньютона:Всякое тело находится в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние. Первый закон Ньютона выполняется не во всякой системе отсчета. Система отсчета, в которой выполняется первый закон Ньютона, называется инерциальной системой отсчета. Инерциальных систем отсчета существует бесконечное множество. Любая система отсчета, движущаяся относительно некоторой инерциальной системы прямолинейно и равномерно (т.е. с постоянной скоростью), будет также инерциальной. Опытным путем установлено, что система отсчета, центр которой совмещен с Солнцем, а оси направлены насоответствующимобразом выбранные звезды, являются инерциальной. Эта система называется гелиоцентрической системой отсчета. Всякое тело противится попыткам изменить его состояние движения. Это свойство тел называется инертностью. В качестве количественной характеристики инертности используется величина, называемая массой тела m. Для количественной характеристики взаимодействия тел или полей вводится физическая величина, называемая силой Воздействие на данное тело со стороны других тел вызывает изменение его скорости. Опыт показывает, что одинаковые воздействия на разные тела, вызывают разные по величине изменения скоростей этих тел. Чтобы описать этот опытный факт, вводится понятие импульса тела или количества движения: .

.
Второй закон Ньютона:Скорость изменения импульса тела равна геометрической сумме сил, действующих на данное тело .

Подставляя сюда выражение для импульса тела , получим еще одну формулировку второго закона Ньютона: Произведение массы тела на его ускорение равно геометрической сумме сил, действующих на тела второй закон Ньютона. Всякое действие тел друг на друга носит характер взаимодействия: если тело 1 действует на тело 2 с силой , то и тело 2 в свою очередь действует на тело 1 с силой .

Третий закон Ньютона:Силы с которыми действуют друг на друга взаимодействующие тела, равны по величине и противоположны по направлению: третий закон Ньютона. Эти силы не компенсируют друг друга, поскольку приложены к разным телам.
При формулировке фундаментальных законов физики (в том числе и законов Ньютона) важно понимать, что эти законы (как и любые законы естествознания) имеют ограниченную область применимости. Так, законы классической механики применимы только для описания движения достаточно массивных макроскопических тел, при условии их движения с малыми (по сравнению со скоростью света) скоростями.

Б 5