Законы сохранения

позволяют находить решения для ударного взаимодействия тел.
Абсолютно неупругим ударом называют

такое ударное взаимодействие, при котором тела соединяются (слипаются) друг с другом и движутся дальше как одно тело.
Неупругий удар (тело"прилипает" к стенке):
Абсолютно упругим ударом называется столкновение, при котором сохраняется механическая энергия системы тел.
Абсолютно упругий удар (тело отскакивает с прежней по величине скоростью)
Если на систему тел не действуют внешние силы со стороны других тел, такая система называется замкнутой;

его движения, называется импульсом тела (или количеством движения):
Физическая величина,

равная произведению силы на время ее действия, называется импульсом силы (II закон Ньютона):
Импульс силы равен изменению импульса тела
Единицей измерения импульса в СИ является килограмм-метр в секунду (кг·м/с).
Суммарный импульс силы равен площади, которую образует ступенчатая кривая с осью времени
Для определения изменения импульса удобно использовать диаграмму импульсов, на которой изображаются вектора импульсов, а также вектор суммы импульсов, построенный по правилу параллелограмма

векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему, остается постоянной

при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.
нецентральное соударение
1 – импульсы до соударения; 2 – импульсы после соударения; 3 – диаграмма импульсов.

Примеры применения закона сохранения импульса:
1. Любые столкновения тел (биллиардных шаров, автомобилей, элементарных частиц и т.д.);
2. Движение воздушного шарика при выходе из него воздуха;
3. Разрывы тел, выстрелы и т.д.

котором тела соединяются (слипаются) друг с другом и движутся дальше

как одно тело.
Неупругий удар (тело"прилипает" к стенке):
Абсолютно упругий удар (тело отскакивает с прежней по величине скоростью)

сохранения импульса выполняется и для проекций векторов на каждую ось

орудия возникает отдача – снаряд движется вперед, а орудие –

откатывается назад.
Снаряд и орудие – два взаимодействующих тела.
В ракете при сгорании топлива газы, нагретые до высокой температуры, выбрасываются из сопла с большой скоростью относительно ракеты.

V – скорость ракеты после истечения газов

Величина называется реактивной силой тяги

величина, равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус

угла α между векторами силы и перемещения;
Работа является скалярной величиной.
Она может быть
положительной (0° ≤ α < 90°),
отрицательной (90° < α ≤ 180°).
При α = 90° работа, совершаемая силой, равна нулю.
В системе СИ работа измеряется в джоулях (Дж);
Графически работа определяется по площади криволинейной фигуры под графиком Fs(x)
Работа всех приложенных сил равна работе равнодействующей силы

1 Дж = 1 Н ∙ 1 м

A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта

работа:
В Международной системе (СИ) единица мощности называется ватт (Вт)
Соотношения между единицами мощности

равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости, называется

кинетической энергией тела:
Теорема о кинетической энергии: работа приложенной к телу равнодействующей силы равна изменению его кинетической энергии:
Если тело движется со скоростью v, то для его полной остановки необходимо совершить работу

определяется взаимным положением тел (например, положением тела относительно поверхности Земли).

Силы, работа которых не зависит от траектории движения тела и определяется только начальным и конечным положениями называются консервативными.
Работа консервативных сил на замкнутой траектории равна нулю.
Свойством консервативности обладают сила тяжести и сила упругости. Для этих сил можно ввести понятие потенциальной энергии.
Сила трения не является консервативной. Работа силы трения зависит от длины пути.

сила тяжести производит работу.
Работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии

тела, взятому с противоположным знаком.
Работа силы тяжести не зависит от формы траектории
Работа силы тяжести не зависит от выбора нулевого уровня.
Работа силы упругости:
Для того, чтобы растянуть пружину, к ней нужно приложить внешнюю силу модуль которой пропорционален удлинению пружины
Зависимость модуля внешней силы от координаты x изображается на графике прямой линией
Потенциальная энергия упруго деформированного тела равна работе силы упругости при переходе из данного состояния в состояние с нулевой деформацией.

тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой силами тяготения

и силами упругости, остается неизменной.
Сумму E = Ek + Ep называют полной механической энергией
Если между телами, составляющими замкнутую систему, действуют силы трения, то механическая энергия не сохраняется. Часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию тел (нагревание).
Закон сохранения и превращения энергии: при любых физических взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает. Она лишь превращается из одной формы в другую.
Одним из следствий закона сохранения и превращения энергии является утверждение о невозможности создания «вечного двигателя» (perpetuum mobile) – машины, которая могла бы неопределенно долго совершать работу, не расходуя при этом энергии

силу по величине (уменьшить или увеличить)
Изменить направление действия силы

изменить силу по величине и направлению

желобом по окружности для каната или цепи, ось которого жестко

прикреплена к стене или потолочной балке. Система блоков и тросов, предназначенная для повышения грузоподъемности, называется полиспаст.
Неподвижный блок Архимед рассматривал как равноплечий рычаг.
Выигрыш в силе при этом отсутствует, но такой блок позволяет изменить направление действия силы, что иногда необходимо.
Подвижный блок Архимед принимал за неравноплечий рычаг, дающий выигрыш в силе в 2 раза.
Относительно центра вращения действуют моменты сил, которые при равновесии должны быть равны
«Золотое правило" механики: Блок не дает выигрыша в работе.

действия силы до точки, вокруг которой рычаг может поворачиваться.
На рисунках

показаны примеры, позволяющие понять: Как определить плечо силы.

действия силы до точки, вокруг которой рычаг может поворачиваться.
На рисунках

показаны примеры, позволяющие понять: Как определить плечо силы.

необходимо, чтобы равнодействующая всех сил, приложенных к телу, была равна

нулю
Произведение модуля силы F на плечо d называется моментом силы M
В Международной системе единиц (СИ) моменты сил измеряются в ньютон-метрах (Н∙м).
Силы, действующие на рычаг, и их моменты.
M1 = F1 · d1 > 0;
M2 = – F2 · d2 < 0.
При равновесии M1 + M2 = 0.

(1) – безразличное равновесие,
(2) – неустойчивое равновесие,
(3) –

устойчивое равновесие.

в процентах и называется коэффициентом полезного действия - КПД.
Например, при

поднятии груза вертикально на некоторую высоту работа полезная -150 Дж, но для выигрыша в силе воспользовались наклонной плоскостью и при подъеме груза пришлось преодолеть силы трения движения груза по наклонной плоскости
Эта работа и будет затраченной 225 Дж.