14.Движение тел с переменной массой. Примеры.

Характерным проявлением выполнения закона сохранения импульса является движение тел с переменной массой и реактивное движение. Применив закон сохранения импульса для описания движения тел с переменной массой, К. Э. Циолковский сделал теоретические расчеты, послужившие основой для реализации запусков космических аппаратов. Он получил уравнение движения ракеты, происходящего за счет выброса из нее продуктов сгорания топлива.

dp = ((m - dm)·(υ + dυ) + dm·u) - m·υ,  

   u = υ_т + υ,    

        dp = m·dυ + υ_т·dm.      dυ= -υ_т·dm/m.      

υ = υ_т·ln (m₀/m).     : .   

15. Работа и мoщнocть.

Если на тело действует сила, то эта сила совершает работу по перемещению этого тела.

Работа – скалярное произведение вектора силы на вектор перемещения.

A = F s cos=

Мощность – скорость совершения работы.

Взяв в виде

,

получим для мощности выражение:

.

В СИ единицей работы является джоуль: = 1 Дж = 1 Н*1 м, а единицей мощности является ватт: 1 Вт = 1 Дж/с.

16. Кинетическая энepгия.

Кинетическая энергия (или энергия движения) определяется массами и скоростями рассматриваемых тел.

Сила F действуя на покоящееся тело и вызывающая его движение совершает работу

17. Конс. И неконс. Сил. Пот. Энерг.

Консервативными силами называются силы, работа которых не зависит от траектории тела, а зависит только от начального и конечного положения тела.

Потенциальная энергия (или энергия положения тел) определяется действием на тело консервативных сил и зависит только от положения тела.

потенциальная энергия растянутой пружины.

18. Зак. Сохр. Эн. В мех

общий закон сохранения энергии

19. Соударение тел.

Абсолютно упругий удар – удар, при котором механическая энергия не переходит в другие виды энергии.

20.Моменты импульса и силы относительно точки и неподвижной оси . Уравнение моментов для системы материальных точек.

Момент импульса материальной точки относительно точки O определяется векторным произведением , где  — радиус-вектор, проведенный из точки O,  — импульс материальной точки. Момент импульса материальной точки относительно неподвижной оси   равен проекции на эту ось вектора момента импульса, определенного относительно произвольной точки O данной оси. Значение момента импульса   не зависит от положения точки O на оси z.

В системе СИ момент импульса измеряется в единицах джоуль-секунда; Дж·с.Момент силы относительно некоторой точки — это векторное произведение силы на кратчайшее расстояние от этой точки до линии действия силы.

2.	M= F·l= F·r·sin(α)

или в виде векторного произведения

3.

Момент силы — аксиальный вектор. Он направлен вдоль оси вращения. Направление вектора момента силы определяется правилом буравчика, а величина его равна M.

21.закон сохранения момента импульса . Примеры . Кинетическая энергия вращающегося тела .

Закон сохранения момента импульса вытекает из основного уравнения динамики вращательного движения тела, закрепленного в неподвижной точке (уравнение 4.8), и состоит в следующем:       если результирующий момент внешних сил относительно неподвижной точки тождественно равен нулю, то момент импульса тела относительно этой точки с течением времени не изменяется.       Действительно, если M = 0, то dL / dt = 0 , откуда                                                                                                                    Другими словами, момент импульса замкнутой системы с течением времени не изменяется.       Из основного закона динамики тела, вращающегося вокруг неподвижной оси z (уравнение 4.13), следует закон сохранения момента импульса тела относительно оси:       если момент внешних сил относительно неподвижной оси вращения тела тождественно равен нулю, то момент импульса тела относительно этой оси не изменяется в процессе движения, т.е. если M_z = 0, то dL_z / dt = 0, откуда                                        

Кинетическая энергия тела, движущегося произвольным образом, равна сумме кинетических энергий всех n материальных точек па которые это тело можно разбить:

Если тело вращается вокруг неподвижной оси с угловой скоростью , то линейная скорость i-ой точки равна , где , - расстояние от этой точки до оси вращения. Следовательно.

(5.11)

где  - момент инерции тела относительно оси вращения.

(5.12)

В общем случае движение твердого тела можно представить в виде суммы двух движений - поступательного со скоростью, равной скорости  центра инерции тела, и вращения с

угловой скоростью вокруг мгновенной оси, проходящей

через центр инерции. При этом выражение для кинетической энергии тела преобразуется к виду

где  - момент инерции тела относительно мгновенной оси вращения, проходящей через центр инерции.

22.Момент импульса твердого тела. Основное уравнение вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси.

Момент импульса твердого тела относительно оси есть сумма моментов импульса отдельных частиц, из которых состоит тело относительно оси. Учитывая, что , получим .

Если сумма моментов сил, действующих на тело, вращающееся вокруг неподвижной оси, равна нулю, то момент импульса сохраняется (закон сохранения момента импульса):  .

Производная момента импульса твердого тела по времени равна сумме моментов всех сил, действующих на тело: .