Импульс тела. Закон сохранения импульса. - Основы динамики

Если во второй закон Ньютона вместо ускорения подставить его значение

То можно получить выражение:

Импульс тела - величина векторная. Разность, стоящая в правой части полученного выражения - это изменение импульса тела.

- импульс силы. Он количественно характеризует степень воздействия силы на тело.

Полученное таким образом выражение отражает связь между воздействием силы на тело и изменением состояния тела:

Изменение импульса тела равно импульсу силы, действовавшей на тело.

Если импульс силы равен нулю, то импульс тела остается постоянным.

Замкнутой (изолированной) системой тел называют совокупность из двух или более тел, если они взаимодействуют между собой и не взаимодействуют с другими телами.

Силы, с которыми взаимодействуют тела системы между собой, называют внутренними силами.

Силы, которые могут действовать со стороны тел не входящих в систему, называются внешними силами.

В реальности замкнутых систем не существует. Это идеальная модель. Однако возможны ситуации, когда систему тел с некоторыми оговорками можно считать замкнутой:

    1. внешние силы компенсируются; 2. внешние силы намного меньше внутренних.

Силы, с которыми взаимодействуют два изолированных тела, подчиняются третьему закону Ньютона. Следовательно:

Этот вывод верен для изолированной системы, состоящей из любого количества тел, и является сутью закона сохранения импульса:

Полный вектор импульса замкнутой системы тел с течением времени не меняется.

Закон всемирного тяготения, поле тяготения

Фундаментальным законом механики является закон всемирного тяготения, открытый Ньютоном.

Закон гласит:

Две любые материальные точки, притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих точек и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Эта сила направлена по прямой, соединяющей точки.

G - гравитационная постоянная, ее величина установлена опытным путем и составляет ;

R - расстояние между ними;

Для всех тел, находящихся вблизи поверхности Земли этот закон может быть записан в виде:

МЗ И RЗ - масса и радиус Земли соответственно.

Если подставить численное значение всех констант и произвести подсчет, то обнаружится, что

Это позволяет сделать важный вывод, который состоит в том, что второй закон Ньютона при определении силы тяжести и закон всемирного тяготения дают одинаковые результаты. динамика ньютон инертность

Таким образом, величина g определятся только параметрами Земли. Она численно равна силе, с которой Земля притягивает к себе тело единичной массы, находящееся вблизи земной поверхности.

Рассматривая природу силы тяжести можно придти к следующему выводу:

    1. свойства тел не локализованы там, где находится их центр масс, а распределены в пространстве, окружающем тела и образуют силовое поле; 2. силовые поля обладают всеми свойствами материи и являются формой существования материи; 3. g - величина, которую принято называть ускорение свободного падения, - это силовая характеристика гравитационного поля Земли, которую в теории поля называют напряженностью гравитационного поля.

Поскольку распределение масс внутри Земли неравномерно, а ее истинная форма не является сферической и ее рельеф неоднороден, величина g в различных точках Земли различна, хотя при решении задач, не требующих высокой точности расчетов, этим различием обычно пренебрегают.

Вес, взвешивание, невесомость, свободное падение.

Притяжение Земли заставляет тело действовать на подставку, на которой оно лежит, или на подвес, к которому оно прикреплено.

Сила, с которой тело, покоящееся относительно Земли, действует на подставку или подвес называется весом тела (Р)

Под действием тела на опору возникает деформация сжатия опоры и сила упругости (N) в соответствие с третьим законом Ньютона воздействует на тело.

Под действием тела на подвес возникает деформация растяжения подвеса и сила упругости (N) воздействует на тело.

Сила, с которой связь (опора или подвес) действует на тело, называется реакцией связи. (N)

Действие реакции связи компенсирует действие силы тяжести и тело оказывается в состоянии равновесия.

Тело, подвешенное на пружине так, что оно покоится по отношению к Земле, действует на пружину с силой, равной своему весу. По третьему закону Ньютона пружина действует на тело с такой же силой. Она может быть определена по величине деформации пружины. Таким образом, подвешивая тело на пружину, мы можем произвести его взвешивание. Этот принцип измерения силы реализуется в пружинном динамометре.

Поскольку вес - сила, приложенная к связи, то отсутствие связи приводит к тому, что вес исчезает (состояние невесомости). При этом тело, находясь под действием только силы тяжести (считаем, что сопротивление воздуха отсутствует), должно придти в движение с постоянным ускорением g. Такое движение называется свободным падением. Оно является частным случаем равномерно-ускоренного движения.

Если сообщить телу некоторую начальную скорость в вертикальном направлении вверх, считая при этом, что сопротивление воздуха отсутствует, то оно будет находиться под действием постоянной силы тяжести, направленной против движения. Такое тело будет двигаться равномерно-замедленно и тоже с постоянным ускорением g.

Похожие статьи




Импульс тела. Закон сохранения импульса. - Основы динамики

Предыдущая | Следующая