Слайд 1Содержание предыдущей лекции
Введение.
Физика в системе естественных наук.
Физика и
научно-технический прогресс.
Роль физики в образовании.
Общая структура и задачи
дисциплины «Физика».
Кинематика поступательного движения.
Пространство и время в механике Ньютона.
Основные характеристики криволинейного движения: скорость и ускорение.
Нормальное и тангенциальное ускорение.
Слайд 2Контрольный вопрос
Нормальное ускорение мяча, который выронил ребенок, равно:
а) 0,
б) 9,8
м/с2,
в) -9,8 м/c2?
Ответ
а) 0
При свободном падении мяча
меняется модуль вектора скорости, но не его направление.
Слайд 3Содержание сегодняшней лекции
Динамика поступательного движения.
Закон сохранения импульса.
Инерциальные системы отсчета.
Законы Ньютона.
Масса, импульс, сила.
Уравнение движения материальной точки.
Понятие
замкнутой системы.
Закон сохранения импульса.
Центр масс механической системы, закон движения центра масс.
Движение тел переменной массы. Уравнение Мещерского.
Слайд 4Динамика поступательного движения
Динамика – изучение движения тел с учетом причин,
вызвавших это движение.
Причины, вызвавших движение, -
взаимодействие между телами.
Слайд 5Инерциальные системы отсчета
Инерциальные системы отсчета –
системы, в которых тела,
не подверженные воздействию других тел,
движутся относительно таких систем без
ускорения,
т.е. прямолинейно и равномерно.
Наиболее простое движение тел
относительно инерциальных систем отсчета.
Слайд 6Инерциальные системы отсчета
Существование бесконечного числа
инерциальных систем отсчета.
Любая система отсчета,
движущаяся относительно некоторой инерциальной системы отсчета прямолинейно и равномерно, инерциальна.
Слайд 7Инерциальные системы отсчета
Эксперимент - гелиоцентрическая система отсчета с очень высокой
степени точности инерциальна.
Слайд 8Инерциальные системы отсчета
Геоцентрическая система отсчета –
не является инерциальной –
Земля движется вокруг Солнца
по криволинейной траектории и вращается вокруг своей
оси.
Неинерциальностью геоцентрической системы отсчета во многих случаях можно пренебречь.
Слайд 9Первый закон Ньютона
Закон инерции (первый закон Ньютона) –
утверждение о
существовании инерциальных систем отсчета.
Всякое тело находится в состоянии покоя или
равномерного и прямолинейного движения, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние.
Слайд 10Масса, импульс, сила
Ускорение тела (изменение скорости) –
результат его взаимодействия
с другими телами.
Разное ускорение тел при одинаковом воздействии на них.
Масса
тела – мера инертности, отклика на воздействие.
Слайд 11Масса, импульс, сила
Замкнутая система тел – систем тел, взаимодействующих между
собой и не взаимодействующих с другими телами.
Экперимент: отношение модулей приращения
скоростей
при взаимодействии двух тел в замкнутой системе
не зависит от способа и интенсивности взаимодействия данных двух тел, а зависит только от их масс:
Слайд 12Масса, импульс, сила
Более инертное тело (тело с большей массой)
претерпевает меньшее
изменение скорости.
С учетом направления
Слайд 13Масса, импульс, сила
Ньютоновская механика (v
не зависящая от скорости тела.
С учетом этого
- импульс тела.
Слайд 14Масса, импульс, сила
- постоянная величина.
Полный импульс замкнутой системы
двух взаимодействующих тел
остается постоянным.
Слайд 15Второй закон Ньютона
- уравнение движения тела.
Произведение массы тела на его
ускорение равно
действующей на тело силе.
Слайд 16Второй закон Ньютона
Первый закон Ньютона – следствие второго закона Ньютона.
Слайд 18Закон сохранения импульса
Система из N взаимодействующих частиц.
Слайд 19Закон сохранения импульса
Уравнения движения для всех N частиц:
Слайд 20Закон сохранения импульса
Сложим все левые и все правые части уравнений.
Слайд 21Закон сохранения импульса
Если внешние силы отсутствуют, то система замкнута,
и ее
импульс остается постоянным.
Если система незамкнута, но равнодействующая внешних сил равна
нулю, ее импульс также остается постоянным.
Слайд 22Закон сохранения импульса
Если проекция суммы действующих на систему внешних сил
на некоторое направление x есть нуль, то проекция ее импульса
на это направление остается постоянной.
Слайд 23Закон сохранения импульса
Центр масс (центр инерции) – точка С, положение
которой задается радиусом-вектором
Слайд 24Закон сохранения импульса
Скорость центра масс
Следствие закона сохранения импульса –
центр
масс замкнутой системы либо движется прямолинейно и равномерно, либо остается
неподвижным.
Слайд 25Закон сохранения импульса
Центр масс замкнутой системы движется так,
как двигалась бы
материальная точка
с массой, равной массе тела,
под действием всех приложенных к
телу сил.
Слайд 26Движение тел переменной массы
Переменная масса – масса относительно медленно движущихся
тел, меняющаяся за счет потери или приобретения вещества.
Слайд 27Уравнения движение тел переменной массы –
следствие законов Ньютона.
Движение
тел переменной массы
Действие выбрасываемых газов на ракету с равной,
но
противоположно направленной силой.
Результат - ускорение ракеты.
Слайд 28Движение тел переменной массы
Ракета и выброшенное вещество –
замкнутая система.
Сохранение
во времени импульса
данной замкнутой системы в отсутствие внешних сил.
Слайд 29Движение тел переменной массы
Пример: движение ракеты под действием гравитационных полей
Земли, Солнца, планет, сопротивления атмосферы.
Слайд 30Движение тел переменной массы
m(t) – масса ракеты в произвольный момент
времени,
Слайд 33Движение тел переменной массы
Уравнение Мещерского
или уравнение движения точки с переменной
массой
Слайд 34Контрольный вопрос
Вы прижимаете учебник по физике к вертикальной стене. Сила
трения, действующая со стороны стены на учебник, направлена:
а) вниз,
б) вверх,
в)
в сторону книги,
г) в сторону стены.
