Физика решение задач Кинематика Динамика Работа, энергия, мощность Силы упругости Молекулярная физика и термодинамика Свойства жидкостей Электричество Постоянный ток Электромагнетизм Электромагнитная индукция Оптика Фотометрия

Динамика поступательного движения

Основные законы и формулы

1.Динамика изучает движение тел с учетом причин, обусловливающих характер данного движения. Механическое движение тел изменяется в результате их взаимодействия. Мерой такого взаимодействия является сила. Если на тело действуют одновременно несколько сил, то их действие можно заменить действием одной силы F, называемой равнодействующей данных сил:

FFi.

Основу динамики составляют три закона Ньютона.

Первый закон Ньютона: существуют системы отсчета, относительно которых тело движется прямолинейно и равномерно, или находится в покое, если равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна нулю. Такие системы отсчета называют инерциальными. При

F = ∑Fi = 0 υ = const.

Второй закон Ньютона: сила, действующая на тело, равна произведению массы этого тела на сообщаемое этой силой ускорение:

Δ(mυ)

Δt

 F=mа или F=

где Δt – промежуток времени, за который произошло изменение импульса Δ(mυ) под действием силы F.

Третий закон Ньютона: силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по величине и противоположны по направлению.

Количество движения (импульс) р материальной точки массой m, движущейся со скоростью υ,

р=mυ.

Закон сохранения импульса:

рi=const,

или для двух тел (i=2) υ1+m2υ2= m1u1+m1u2 , где υ1 и υ2 – скорости тех же тел в момент времени, принятый за начальный; u1 и u2 – скорости теж же тел, в момент времени, принятый за конечный.

Сила тяжести:

FТ=mg,

где g – ускорение свободного падения;

Величина силы трения (скольжения):

FТРN,

где  – коэффициент трения; N – сила реакции опоры.

Примеры решения задач

Пример 1. Через блок перекинута нить, к концам которой подвешены грузы m1=2 кг и m2=2,1 кг. Начальные скорости грузов равны нулю. Каково перемещение грузов за время t=2 с? Какова сила натяжения нити? Массой нити и трением в блоке пренебречь.

Решение. Направим координатную ось Оу вертикально вверх, как указано на рис. 2. Уравнение для координаты первого груза запишем в виде:

Но тогда

В момент времени t y=s. Таким образом, величина перемещения

Ускорение движения а найдем, Рис. 2

составив уравнения движения грузов в проекциях на ось Оу (при этом учтем, что Т1=Т2=Т, а1=а2=а):

 

Преобразовав эти два уравнения, найдем

Величина перемещения

Силу натяжения нити найдем из уравнения движения первого груза:


Физика атома и атомного ядра