Основная задача динамики. Понятия массы, импульса и силы. Законы Ньютона.

Динамика – раздел физики, изучающий общие свойства движения тел, возникающего под воздействием приложенных к ним сил.

Основная задача динамики – определить положение тела в любой момент времени.

В динамике изучается не движение МТ, а движение реальных тел, которые характеризуются такими величинами как масса и импульс.

Инерциальная система отсчёта – такая система отсчёта, в которой тело находится либо в состоянии покоя, либо движется прямолинейно и равномерно (без ускорения).

Любая система отсчёта которая движется относительно первой равномерно и прямолинейно является ИСО.

Инерция – свойство тел сохранять состояние покоя или двигаться равномерно и прямолинейно.

Масса - количественная мера инерции тела. Она проявляется как мера инертности тела при попытке изменить его скорости. – инертная масса. [m] = кг. Масса − величина аддитивная, т. е. масса тела равна сумме масс всех частей этого тела.

Если тело имеет инертную массу и движется с определённой скоростью, то ему присущ импульс. Импульс тела (или количество движения) − это векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость:

Единица измерения импульса в СИ −

Сила − это векторная физическая величина, являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел или полей, в результате, которого тело деформируется или приобретает ускорение.

Единица измерения силы в СИ − .

Первый закон Ньютона (или закон инерции). Всякое тело находится в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока действие со стороны других тел не выведут его из этого состояния.

Системы отсчёты в которых выполняется закон инерции называются инерциальными системами отсчёта. Системы отсчета, по отношению к которым первый закон Ньютона не выполняется, называются неинерциальными системами отсчета.

Второй закон Ньютона: ускорение тела прямо пропорционально результирующей сил приложенных к нему и обратно пропорционально его массе.

Скорость изменения импульса материальной точки равна действующей на нее силе.

Второй закон Ньютона позволяет решать основную задачу механики. Поэтому его называется основным уравнением динамики поступательного движения.

Третий закон Ньютона (или закон парности взаимодействия). Сила, с которой одно тело действует на другое, равна по величине и противоположна по направлению силе, с которой второе тело действует на первое.

При взаимодействии трёх тел первое тело действует на второе, второе действует на первое и на третье, а третье на второе. Действия сил носят независимый характер.

1 2 3

8. Преобразования Галилея. Принцип относительности Галилея.

Рассмотрим две инерциальные системы XYZ (система К) и X'Y'Z' (система К'), первая из которых будет неподвижной, а вторая движется поступательно вдоль положительного направления оси 0X с постоянной скоростью v.

Когда t=0, .

Если мы движемся вдоль оси Ox, то через некоторое время t мы будем на расстоянии vt от начала координат. Система отсчёта сместится.

Рассмотрим радиус-вектор:

Преобразования Галилея для координат и времени:

x=x’+vt

y=y’

z=z’

t=t’

x’=x-vt

y’=y

z’=z

t’=t

v- переносная скорость.

1. Следствие: размеры тел в различных инерциальных системах отсчёта остаются неизменными (инвариантны).

2. Скорость в одной системе отсчёта равна сумме скорости в другой системе и переносной скорости (не инвариантна).

3. Ускорение в одной системе отсчёта при переходе в другую систему отсчёта не изменяется (инвариантно).

4. Время инвариантно и абсолютно.

В основу преобразований Галилея положен принцип относительности Галилея:

Все инерциальные системы отсчёта эквивалентны и все механические явления в различных системах отсчёта происходят одинаково. Следовательно, никакими механическими опытами наблюдатель, находящийся внутри системы, не может установить покоится ли эта система отсчёта либо движется равномерно и прямолинейно. В классической механике пространство и время являются абсолютными, а законы классической механики (законы Ньютона) инвариантны по отношению к преобразованиям Галилея.