Лекция 2 - Динамика точки 2014
.docЛекция 2. Динамика точки.
Импульс. Второй закон Ньютона – основное уравнение динамики. Сила и масса. Силы в природе (гравитационные, электромагнитные, ядерные). Границы применимости второго закона Ньютона. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона. Принцип относительности Галилея. Второй закон Ньютона в неинерциальной системе отсчета. Силы инерции. Понятие механической системы. Внешние и внутренние силы. Третий закон Ньютона. Закон сохранения импульса. Работа силы. Мощность. Теорема об изменении кинетической энергии. Консервативные и диссипативные силы. Потенциальная энергия. Выбор нулевого уровня для потенциальной энергии. Закон сохранения энергии в механике.
Вопросы для самоконтроля
-
Дайте определение импульса.
-
Какую информацию о частице мы должны иметь, чтобы решить основную задачу механики?
-
Сформулируйте второй закон Ньютона в наиболее общей форме. Как он будет выглядеть для частицы с постоянной массой? А для частицы, имеющей постоянную скорость?
-
Какую величину нам надо найти из второго закона Ньютона, чтобы решить основную задачу механики?
-
Что мы называем силой?
-
Является ли второй закон Ньютона определением силы?
-
Объясните, чем вызвана необходимость независимых от второго закона Ньютона законов для сил?
-
Какие типы взаимодействий существуют в природе? Приведите примеры проявления каждого из этих взаимодействий. С каким типом взаимодействия мы чаще всего встречаемся в повседневной жизни?
-
Что такое гравитационная сила? Какие вы знаете законы для гравитационных сил?
-
Сформулируйте закон всемирного тяготения. Когда он применим в такой формулировке?
-
Сформулируйте законы для известных вам сил электромагнитной природы.
-
Как зависят от расстояния силы межмолекулярного взаимодействия? Связан ли закон Гука с этой зависимостью?
-
Сформулируйте известные вам законы для сил трения.
-
Каковы отличительные черты сил ядерного взаимодействия?
-
Каковы границы применимости второго закона Ньютона?
-
Сформулируйте первый закон Ньютона.
-
Какие системы отсчёта называются инерциальными, а какие – неинерциальными? Для чего придуман первый закон Ньютона и не является ли он простым следствием второго закона Ньютона?
-
Сформулируйте принцип относительности Галилея.
-
Какая система отсчета называется неинерциальной? Приведите примеры таких систем. Можно ли узнать, не выглядывая наружу, в какой системе отсчета вы находитесь – инерциальной или неинерциальной?
-
Каким образом можно использовать второй закон Ньютона в неинерциальных системах отсчета?
-
Чему равна и куда направлена сила инерции? Пользуясь понятием силы инерции, объясните явление невесомости.
-
Что называют системой материальных точек (механической системой)?
-
Какие силы называют внутренними, а какие – внешними?
-
Сформулируйте третий закон Ньютона. Всегда ли он выполняется?
-
Сформулируйте закон сохранения импульса.
-
Дайте определение работы в механике. В каких случаях работа равна нулю? Какой вид имеет выражение для работы в случае постоянной силы?
-
Что такое мощность?
-
Чему равна работа результирующей силы, действующей на тело?
-
Что такое кинетическая энергия?
-
Какие силы называются консервативными, а какие – диссипативными? Приведите примеры тех и других.
-
Чему равна работа консервативной силы? Чему будет равна работа такой силы вдоль замкнутой траектории?
-
Что такое потенциальная энергия? Где она равна нулю?
-
От какого уровня надо отсчитывать высоту для вычисления потенциальной энергии поля силы тяжести?
-
Сформулируйте закон сохранения энергии в механике.
Вопросы
-
Если ускорение тела равно нулю, значит ли это, что на него не действует ни одна сила?
-
На тело действует одна-единственная сила. Может ли ускорение тела равняться нулю?
-
Должна ли действовать на тело какая-либо сила, чтобы оно двигалось по криволинейной траектории?
-
Наконец-то построена столь идеальная железная дорога, что поезд по ней идёт без малейших колебаний и покачиваний! Можно ли установить, не выглядывая наружу, стоит ли поезд на месте или же едет по прямой с постоянной скоростью? С постоянным ускорением? С переменной скоростью? С переменным ускорением?
-
Если уронить тело в движущемся с постоянной скоростью поезде, оно полетит вертикально вниз относительно поезда или относительно рельсов?
-
Чем хороши инерциальные системы отсчета?
-
Можно ли считать Землю инерциальной системой отсчета?
-
Большинство движущихся тел в конце концов замедляется и останавливается. Противоречит ли это закону сохранения импульса?
-
Возможны ли ситуации, когда результирующая сила не равна нулю, а законом сохранения импульса можно пользоваться?
-
Трактор тащит на буксире бревно с постоянной скоростью. Чему равна результирующая сила, действующая на бревно?
-
Какой-то шутник отбуксировал Землю на расстояние от Солнца, в три раза большее, чем нынешнее. Как и во сколько раз изменилась сила притяжения Земли к Солнцу?
-
Арбуз радиусом 10 см стоит 50 гроблей, а арбуз радиусом 20 см – 200 гроблей. Какие арбузы выгоднее покупать?
-
Вы положили телевизор экраном кверху и настроили изображение. Потом поставили телевизор в нормальное положение. Упадет ли картинка с экрана?
-
Почему мы не проваливаемся сквозь пол?
-
Почему ядерные силы не оказывают влияния на протекание химических процессов?
-
Вы измеряете свой вес пружинными весами в лифте, который двигается с ускорением, направленным а) вверх; б) вниз; с постоянной скоростью, направленной а) вверх; б) вниз. Что можно сказать о показаниях весов в этих четырёх случаях?
-
Можно ли считать Землю инерциальной системой отсчета?
-
Изменяется ли работа при переходе из одной системы отсчета в другую?
-
Куда направлена работы силы трения? )))
-
Можно ли выяснить на листе бумаги, является ли данная конкретная сила консервативной или диссипативной? Если можно, то каким образом? Если нельзя, то почему?
-
Может ли точка иметь не равный нулю импульс и равную нулю энергию?
-
Может ли точка иметь не равную нулю энергию и равный нулю импульс?
-
Почему работа сил трения всегда отрицательна?
-
Какой смысл имеют знаки «плюс» и «минус» у работы?
-
Если уронить очень упругий мяч, сможет ли он подпрыгнуть на высоту, бОльшую, чем та, на которой он находился?
-
Пользуясь определениями работы и мощности, получите формулу, связывающую мощность со скоростью тела.
-
Почему, когда Вы идёте по плавающей на воде лодке, лодка двигается в противоположном направлении?
-
Если на систему не действуют внешние силы, будет ли сохраняться полная механическая энергия системы?