~1 (732340), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Силы упругости.

Силы упругости- силы, восстанавливающие то состояние тела, которое было до деформации. Эта сила возникает из-за взаимодействия частиц (притяжения и отталкивания).

Понятие о деформациях.

Деформации- это растяжение, сжатие, изгиб, кручение и т. д. При любом виде деформации, если она не велика, возникает сила упругости, восстанавливающая то состояние, в котором тело находилось до деформации.

Закон Гука.

Сила упругости, возникающая при деформации тела, пропорциональна удлинению тела и направлению перемещения частиц тела относительно других частиц при деформации. Fупр.=-kx. k- коэффициент пропорциональности, называемый жесткостью тела. [Fупр.]=[Н/м].

Модуль Юнга.

Модуль Юнга- величина, характеризующая упругость материала. Dl/l=e- относительное удлинение, F/S=s- напряжение. s= Fe.

Силы трения.

Сила трения- сила, направленная в сторону, препятствующую движению. Бывает три вида трения: трение покоя, трение скольжения, трение качения. Сила трения возникает при непосредственном соприкосновении тел и всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения. Сила трения всегда направлена против направления движения тела.

Сухое трение: трение покоя и трение скольжения.

Сухое трение- трение между соприкасающимися твердыми телами. Трение покоя- наибольшее значение силы трения, при котором неподвижное тело может начать движение под действием силы тяги. Причины: 1)неровности поверхностей тел, 2)притяжение между частицами одного тела к частицам другого тела. F=mN. Трение скольжения- трение, возникающее при скольжении одного тела о другое. Причины возникновения те же, что и у трения покоя. Трение скольжение меньше трения покоя. Это объясняется тем, что выступы одного тела не успевают глубоко зацепиться за выступы другого тела и проскальзывают по их верхушкам. F=mN.

Коэффициент трения.

m- коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом трения. Обычно коэффициент трения меньше единицы: по модулю сила трения меньше силы давления. Он характеризует взаимодействующие тела, то есть зависит от того, из каких материалов сделаны тела, как обработаны их поверхности. Коэффициент трения не зависит от площади соприкосновения тел и одинаков на всем пути.

Вязкое трение.

Вязкое трение- трение, возникающее в жидкости или газе. При таком трении нет трения покояÞ любая сколь угодно малая сила вызывает движение тела. Вязкое трение зависит от скорости, и при малых скоростях они примерно равны (из опытов).

Применение законов Ньютона к поступательному движению тел.

Разобрать на примерах.

Центр масс тела.

Центр масс (центр тяжести)- точка, через которую должна проходить линия действия силы, чтобы тело двигалось поступательно. Любая сила, линия действия которой не проходит через центр масс, непременно вызывает поворот или вращение тела.

Вес тела.

Вес тела- сила упругости, приложенная к подвесу или опоре. P=mg.

Невесомость.

Всякое тело, на которое действует только сила тяжести или вообще гравитационная сила, находится в состоянии невесомости.

Перегрузки.

Рассмотрим систему: космонавт, ракета. При взлете ракеты сила веса космонавта возрастает- происходит перегрузка.

Применение законов Ньютона к движению материальной точки по окружности.

Точка может двигаться по окружности, если она обладает центростремительным ускорением. Для этого ей надо сообщить центростремительную силу, которая является мерой воздействия на точку всех внешних тел или объектов. Такими силами могут быть: Земля (сила тяжести), нить (реакция опоры) или несколько тел.

Движение искусственных спутников.

a=u²/(R_З+h). ü Þ u²/(R_З+h)=

F=GM_Зm/(R_З+h)². ý =GM_З/(R_З+h)² Þ

a=F/m=GM_З/(R_З+h)². þ u=ÖGM_З/(R_З+h)¢

При такой скорости тело будет двигаться по круговой орбите на высоте h. Такое тело называется искусственным спутником Земли.

Первая космическая скорость.

u=ÖGM_З/(R_З+h)¢- первая космическая скорость. Вычислим ее на высоте h»0.

u=ÖGM_З/R_З²¢ ü

GM_З/R_З²=g ý Þ u=ÖgR_З¢»8 км/с².

GM_З/R_З=gR_З þ

1.3.Законы сохранения в механике.

Импульс (количество движения) материальной точки.

Импульс материальной точки- величина, равная произведению массы тела на его скорость. p=mu.

Импульс силы.

Импульс силы- изменение импульса тела. Направление его вектора всегда совпадает с направлением вектора приложенной силы. Ft=mu-mu₀, где Ft- импульс силы.

Связь между приращением импульса материальной точки и импульсом силы.

F=ma=mDu/Dt

FDt=mDu Þ p_C=p.

Импульс тела.

Импульс тела- величина, равная произведению массы тела на его скорость. p=m_iu_i. Одна и та же сила за одно и то же время вызывает у любого тела одно и то же изменение импульса. Вектор импульса тела направлен так же, как вектор скорости. F=ma=m(v-v₀)/t Þ Ft=mv-mv₀. Ft- импульс силы. Его направление такое же, как и у вектора силы.

Закон сохранения импульса.

Геометрическая сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых движениях и взаимодействиях тел системы. Замкнутая система тел- совокупность тел, взаимодействующих между собой, но не взаимодействующих с другими телами. Импульс- одна из немногих сохраняющихся величин.

Реактивное движение.

Реактивное движение- движение, которое возникает, когда от тела отделяется и движется с некоторой скоростью какая-то его часть. Типичным примером реактивного движения может служить движение ракет.

Механическая работа.

Работа постоянной силы (или механическая работа) равна произведению модулей векторов силы и перемещения на косинус угла между этими векторами. Если на тело действует несколько сил, то берут их равнодействующую. A=Fscosa. За 1 Дж принимают работу, совершаемую силой в 1Н на пути, равном 1 м, при условии, что направление силы и перемещения совпадают. [Дж]=[Н м].

Мощность.

Мощность- величина, равная отношению совершенной работы к промежутку времени, за который она совершена. [Ватт]=[Дж/с]. N=A/t=FS/t=Fu.

Энергия.

Энергия- способность тела совершать работу. Она бывает кинетическая (у движущегося тела) и потенциальная (у тела, поднятого над землей). В замкнутых системах энергия никуда не исчезает, а просто превращается из одного вида в другой и обратно. Сумма этих двух энергий составляет полную энергию тела.

Единицы измерения работы и мощности.

Работа измеряется в Джоулях (Дж). 1 Дж- работа, совершаемая силой в 1Н на пути, равном 1 м, при условии, что направление силы и перемещения совпадают. [Дж]=[Н м].

Мощность измеряется в Ваттах (Вт). 1 Вт- мощность при совершенной работе в 1 Н за время 1 с.

Кинетическая энергия.

Кинетическая энергия- изменение половины произведения массы тела на квадрат его скорости. E_K=mv²/2. Кинетическая энергия тела массы m, движущегося со скоростью v, равна работе, которую нужно совершить, чтобы сообщить телу эту скорость. Кинетическая энергия- физическая величина, характеризующая движущееся тело; изменение этой величины равно работе силы, приложенной к телу. Теорема о кинетической энергии: работа силы (или равнодействующих сил) равна изменению кинетической энергии. A=E_K1-E_K2.

Связь между приращением кинетической энергии тела и работой приложенных к нему сил.

Изменение кинетической энергии материальной точки равно работе действующих на нее сила. Dx=u_НDt+a(Dt)²/2= u_НDt+Fcosa(Dt)²/2m= u_Н(mu_К-mu_Н)/Fcosa+ Fcosa( mu_К-mu_Н)²/2m(Fcosa)². DA= FDxcosa= mu_К²/2-mu_Н²/2= K_К-K_Н=DK Для этого использовали следующие формулы: a= Fcosa/m, FcosaDt= mu_К-mu_Н ÞDt= (mu_К-mu_Н)/Fcosa.

Потенциальная энергия тела.

Потенциальная энергия тела- энергия, зависящая от положения тела или частиц тела относительно друг друга. Потенциальная энергия тела, поднятого на некоторую высоту над нулевым уровнем, равна работе силы тяжести при падении тела с этой высоты до нулевого уровня. A=E_P=mgh. Потенциальная энергия деформированного тела равна работе силы упругости при переходе тела (пружины) в состояние, в котором его деформация равна нулю. A=kx²/2.

Потенциальная энергия тел вблизи поверхности Земли.

Потенциальная энергия тела, поднятого на некоторую высоту над нулевым уровнем, равна работе силы тяжести при падении тела с этой высоты до нулевого уровня. A=E_P=mgh.

Потенциальная энергия упруго деформированного тела.

Потенциальная энергия деформированного тела равна работе силы упругости при переходе тела (пружины) в состояние, в котором его деформация равна нулю. A=kx²/2.

Закон сохранения механической энергии.

Энергия превращается из одного вида в другой. Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения или силами упругости, остается неизменной при любых движениях тел системы. Полная энергия тела- сумма потенциальной и кинетической энергии тела. E_K2+E_P2=E_K1+E_P2.

1.4.Статика твердого тела.

Сложение сил.

Силы- векторные величины, следовательно над ними можно производить такие же действия, что и над векторами (складывать по правилу параллелограмма).

Момент силы относительно оси вращения.

Момент силы- величина, измеряемая произведением силы на плечо и взятая со знаком «+», если сила вызывает поворот тела по часовой стрелке, и со знаком «-», если против часовой стрелки. М=F l. Когда линия действия силы проходит через ось вращения, то плечо силы равно нулю, поэтому и момент силы, направленной вдоль прямой, проходящей через ось вращения, равен нулю. [М]=[Н м]

Правило моментов.

Тело, которое может совершать вращательное движение, находится в равновесии, если сумма моментов сил относительно оси возможного вращения равна нулю.

Условие равновесия тел.

Равновесие- состояние механической системы, в котором тела остаются неподвижными по отношению к выбранной системе отсчета. Существует: устойчивое, неустойчивое и безразличное равновесие.

1)Сумма всех сил, приложенных к телу, равна нулю.

2)Сумма моментов всех сил, приложенных к телу относительно оси вращения (или любой другой оси, параллельной оси вращения) равна нулю.

Центр тяжести тела.

Центр масс (центр тяжести)- точка, через которую должна проходить линия действия силы, чтобы тело двигалось поступательно. Любая сила, линия действия которой не проходит через центр масс, непременно вызывает поворот или вращение тела.

Устойчивое, неустойчивое и безразличное равновесие тел.

Устойчивое равновесие- тело возвращается на исходное место после отклонения от положения равновесия. Неустойчивое равновесие- тело продолжает двигаться в заданном направлении после выведения его из положения равновесия. Безразличное равновесие- где бы тело н находилось, оно находится в состояние равновесия.

1.5.Механика жидкостей и газов.

Давление.

Сила давления- сила, действующая на погружающееся тело со стороны жидкости или газа и направленная вверх. Они возникают в результате сжатия жидкости или газа, то есть силы давления- это силы упругости. Силы давления всегда перпендикулярны поверхности, на которую действуют, и распределены по ней равномерно. Давлением на данный участок называется величина, измеряемая отношением силы давления, действующей на данный участок, к его площади. p=F/S. Давление столба жидкости или газа на глубине h равно p=rgh.

Единицы измерения давления: Паскаль, мм рт. ст.

Паскаль- единица давления, возникающая при равномерном действии силы в 1 Н на поверхность площадью 1 м². [Па]=[Н/м²]. Миллиметр ртутного столба- давление, создаваемое столбом ртути высотой в 1 мм. Сокращенно- мм рт. ст. Это внесистемная единица. 1 мм рт. ст.»133 Па.

Закон Паскаля.

Жидкость или газ, заключенные в замкнутый сосуд, передают производимое на них поверхностное давление по всем направлениям одинаково.

Гидравлический пресс.

В основе принципа лежи закон Паскаля. Приложим к поршню силу F, она создаст давление p=F₁/S₁ Þ Большой поршень начнет подниматься и создаст силу F₂=pS₂ Þ F₂/F₁=S₂/S₁. Гидравлический пресс позволяет с помощью малой силы уравновесить большую силу.

Характеристики

Список файлов реферата