Динамика
В
динамике рассматриваются законы движения, с учетом причин, вызывающих разные
виды движения.
Основными параметрами
динамики являются масса m и сила F.
Масса тела –
это величина, характеризующая степень инертности тела.
Сила – это векторная
величина, характеризующая действие одного тела на другое и являющаяся причиной
изменения скорости тела.
Виды сил в динамике:
1)
Гравитационные силы. К ним относятся сила тяготения Fтяг и сила тяжести Fтяж.
Сила тяготения находится по закону
всемирного тяготения:
Сила тяжести:
Из
формул видно, что сила тяжести зависит от высоты над поверхностью тела.
Соответственно, и ускорение свободного падения так же зависит от высоты:
При движении тела по круговой
орбите вокруг Земли (или планеты) его
первая космическая скорость равна:
Сила
тяжести направлена к центру Земли (для малых высот – вертикально вниз)
2)
Силу упругости
можно найти по закону Гука: Fупр = - kx.
Сила упругости направлена в сторону,
противоположную деформации тела. Разновидностями силы упругости являются:
- вес тела Р (направлена перпендикулярно
опоре противоположно силе реакции опоры).
- сила реакции опоры N
(направлена перпендикулярно опоре в
сторону, противоположную деформации).
3)
Сила трения. Различают трение покоя,
трение скольжения и трение качения.
Сила трения покоя равна приложенной силе
и направлена в сторону, противоположную приложенной силе.
Сила трения скольжения направлена в
сторону, противоположную движению, и равна Fтр = μ Fдав.
Если на тело действует несколько сил, то
причиной изменения скорости тела является равнодействующая сила.
Равнодействующая сила – это сила, которая
оказывает такое же действие, как и несколько приложенных сил.
Механическое движение подчиняется
основным законам динамики – законам Ньютона.
Законы Ньютона выполняются только в инерциальных системах отсчета – системах отсчета,
которые находятся в покое или движутся прямолинейно и равномерно относительно
других систем отсчета.
Первый закон Ньютона:
в инерциальных системах отсчета тело сохраняет
свою скорость (т.е. находится в покое или движется равномерно и прямолинейно),
если равнодействующая приложенных сил равна нулю.
Второй закон Ньютона:
равнодействующая приложенных сил равна произведению массы тела на ускорение,
вызванное этими силами.
Третий закон Ньютона:
тела действуют друг на друга силами, равными по модулю и противоположными по
направлению.
|