Кинетическая энергия вращения твёрдого тела Классическая механика Гармонические колебания Вынужденные колебания Тепловое излучение Элементы квантовой механики Классическая теория теплоёмкости Электромагнитная природа света

Классическая механика или механика Ньютона

Динамика материальной точки.

В основе классической механики лежат три закона динамики, сформулированные Ньютоном в 1687г. Кинематика вращательного движения твердого тела Абсолютно твердым телом называется тело, деформациями которого в условиях данной задачи можно пренебречь.

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 на соответствующим образом 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 Задача 2. Какая часть молекул кислорода при температуре Т = 273 К обладает скоростями, лежащими в интервале от v1 = 100 м/с до v2 = 110 м/c?

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 тело:

  - 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.

 Следствия из преобразований Лоренца: 1. длительность событий в разных системах отсчета: ; 2. длина тел в разных системах отсчета: . Если материальная точка движется параллельно оси , то релятивистский закон сложения скоростей имеет вид: . Выражение для релятивистской массы: , где  - масса покоя материальной точки (т. е. масса, измеренная в той инерциальной системе отсчета, относительно которой материальная точка находится в покое).

 Основной закон релятивистской динамики материальной точки имеет вид: . Релятивистский импульс материальной точки: . Кинетическая энергия релятивистской частицы: .

Единицы измерения используются для представления результатов измерений. Различают базовые единицы измерения, которые определяются с помощью эталонов, и производные единицы, определяемые с помощью базовых. Единица ф.в. - это отношение измеренного значения к некоторому стандартному значению, Число с указанием единицы измерения называется именованным.

1) Механическое движение, система счета. Кинематика материальной точки и абсолютно твердого тела: кинематическое уравнение движения, траектория, путь и перемещение.

Механическим движением тела - изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени.

Система отсчёта — это совокупность тела отсчёта, системы координат и системы отсчёта времени, связанных с этим телом, по отношению к которому изучается движение каких-либо других материальных точек.

Предмет кинематики: описание механических движений тела без рассмотрения причин изменения вида движения.

2) Кинематическое уравнение движения: вид функциональной зависимости всех трех ее координат от времени:

;вид зависимости от времени радиус-вектора этой точки:

Траектория - линия, вдоль которой движется материальная точка;

Перемещением тела - вектор, проведенный из начального положения тела в его конечное положение.

 - приращение радиуса-вектора точки за рассматриваемый промежуток времени.


Классическая механика