50. Сила инерции. Принцип Даламбера.

Начало в предыдущем билете!!!

Сила инерции пропорциональна массе тела, поэтому она аналогична силам тяготения.

Для иллюстрации рассмотрим кабину, которая движется с ускорениемa_н. Все тела, находящиеся в кабине будут вести себя так, как если бы на них

действовала сила инерции

В частности, пружина с прикрепленным

на ее конце телом массы m растянется

так, чтобы упругая сила уравновесила

силу инерции. Но это же будет

наблюдаться, если бы кабина была

неподвижна, но на нее действовала сила

тяжести с напряженностью «-a_н».

Поэтому если у человека, находящегося в кабине, нет возможности наблюдать за тем, что происходит за пределами кабины, то он не сможет установить, чем обусловлена сила, действующая на пружину - ускоренным движением кабины или действием гравитационного поля. На этом основании и говорят об эквивалентности сил инерции и сил тяготения.

51. Центробежная сила инерции.

Пусть диск вращается с угловой скоростью w вокруг оси z. К центру диска прикреплена пружина, на конце которой находится груз массы m. Груз и пружина надеты на стержень. Перемещаясь вдоль стержня и растягивая пружину, груз в конце концов остановится в таком положении, в котором сила упругости в неподвижной системе отсчета, связанной с Землей, согласно 2-му закону Ньютона будет равна Fупр=ma=-mω²R . Где R - радиус-вектор, проведенный к грузу из центра диска, a - центростремительное ускорение.

Относительно диска груз покоится. Это можно объяснить тем, что во вращающейся системе отсчета, связанной с диском на груз действует сила инерции

52. Сила Кориолиса. Закон Бэра.

Рассмотрим случай, когда тело движется относительно этой системы. Тогда наряду с центробежной силой на тело будет действовать еще одна сила инерции – сила Кориолиса.

Пустим из центра диска О шарик вдоль радиуса ОА со скоростью относительно диска V . Если бы диск не вращался, то шарик катился вдоль прямой ОА. При вращении диска шарик будет двигаться по кривой ОВ, как если бы на него действовала сила Fк , перпендикулярная к скорости в каждой точки траектории. Эта сила и есть сила Кориолиса.

Закон Бэра:

В северном полушарии, если тело движется на север, Fк направлена на восток. Следовательно, правый берег рек подмывается сильнее, и т.д.

В западном аналогично.

53. Закон всемирного тяготения.

Между любыми двумя материальными точками действует сила взаимного притяжения прямо пропорциональная произведению масс этих точек и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними.

-гравитационная постоянная.

Первая формулировка дана Ньютоном в 1687 году в труде «Математические начала натуральной философии»

Гравитационная масса- мера способности тел притягивать и притягиваться к другим телам. Величину гравитационной постоянной оценил Ньютон. Более точно в 1797 году определил Кавендиш с помощью крутильного маятника.

54. Напряженность поля тяготения. Принцип суперпозиций для потенциалов.

Пропорциональность силы тяготения, действующей на тело, его массе m позволяет записать ее в виде:

где - напряженность гравитационного поля, имеющая размерность ускорения. Напряженность гравитационного поля является силовой характеристикой поля тяготения и представляет из себя силу, действующую со стороны поля на пробное тело.

G=G₁+G₂ +…+Gn

Если Гравитационное поле создано системой материальных точек(гравитационных масс), то результирующая напряженность поля равна векторной сумме напряженностей полей, создаваемых в этой точке каждой материальной точкой.