Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Васильев / Vasilev_mechanics_ru[1]

.pdf
Скачиваний:
27
Добавлен:
15.05.2015
Размер:
491.2 Кб
Скачать

( ) ). , F = 0 , ' p = const.

' .

( , N ). "

" " Fij, " i - ' ), j -

"; - 6 Fi , i -

). . * ,

' . (

II & ) :

 

 

 

 

 

= F

+ F

+......+F + F

 

 

dp1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

13

1N

1

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dp2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

F21

+ F23

+......+F2 N + F2

 

 

dt

 

............................................

dpN = F

+ F +......+F

+ F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N1

N2

NN−1

N

dt

* . 7, &

Fij + Fji = 0. # " '

): P = p1 + p2 + ... + pN. ( "

dP

N

 

 

.

= F

= F

dt

i=1

i

&,8 &.

 

 

 

 

: ) " . ! '

:

.

" ' . $

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

'

P01

 

 

p02

pΣ ( .(( " ') ,

 

 

 

 

 

 

6 ). $

 

 

 

 

 

 

 

p01, - p02.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

$ 6 "

 

 

 

 

 

 

pΣ. 7 ",

 

 

 

 

 

 

'

- .

$

 

,

p01 + p02 = pΣ

 

1.10 /

 

 

. (, ,

V

" " , ,

, . , ' ,

 

 

 

 

« + "» '.

 

, ,

 

: dp = F dt. dt

v#$%

. $ m(t) - , v(t) -

t, " p = m v. 2

 

dm (dm < 0),

dv. ( " p(t+dt) = (m + dm) (v + dv). 2

, ",

dt: dm3.!v3.!. ( "

dp = ( m + dm ) ( v + dv) + dm3.!v3.!- m v = F dt.

( ) , dm + dm3.!= 0 ,

mdv + dm( v v#$%) = F dt

 

 

 

m

dv

 

dm

 

 

μ =

dm

- ' ,

dt

= F +

dt

(v

3.!

− v) .

dt

 

 

 

 

 

 

 

u = v#$% - v - " . ( "

+ ":

m ddtv = F + μ u

μu .

% 9 ".

, , " F = 0. ( "

+ " ,

m dv

= −μu

 

;

1

dv = − dm

;ln m = −

v

+ C .

 

u

 

dt

 

 

 

m

 

u

% ' C: t=0 m=m0 v=v0 .

 

 

v − v0

; m = m0e

v−v0

 

 

 

m0

$ ln m − ln m0

= −

u

; v = v0

+ u

ln

 

m

 

 

u

 

 

 

 

1.11*

' ! F = mg.

" ). # ? & '

,

" . ( , - ,

. + . 0 "

, ' ' , " . $ '

, " ' ' . , ,

II & 0 = N + mg, III & P + N = 0 , " N - ) ,

x

N

mg

P - . P = mg ,

.

,

a, II &

ma = N + mg; P + N = 0 P0 = m ( g - a ).

. / :

1)',

P= m (g + a) - ".

2),

- P= m (g - a). , " g = a,

.

3)" , II &

) ' x y :

OX: 0 = Px - mg OY: ma = Py

( " Px = mg Py = ma ; P= Px2 + Py2 = mg2 + a2 . ( ,

, .

1.12 / . +.

$ ) F 1 - 2.

F ) ) ,

. /

 

 

 

2

dr

,

'

"

 

F

 

 

 

Fs

 

.

0

F dr

 

 

 

dr

 

 

'

,

 

 

 

αααα

F

 

F dr,

 

 

 

 

 

 

 

 

F

dr. ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" F dr = F Cosads = Fs ds, "

1

 

 

 

a

-

"

 

 

F

 

dr,

ds =

½dr½-

, Fs - )

( ). %, dA = Fs ds . , " a ,

, " a , ). , " a p/2,

. * (") dA

1 2, F :

2 2

A= Fdr = Fsds

11

" " . % " Fs

Fs

 

 

 

 

 

) ) . $ ,

 

 

 

 

 

, " ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. % ,

 

 

 

 

+

 

dA ' ,

 

 

 

 

 

. 1 2 -

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

s

", " , 1 2

 

 

 

 

 

 

1

2

s. $ " s

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

), " s -

 

 

 

 

 

 

( ) ). /

.

.) / " F = - k r , " r - - ) + .

 

+

dr

$ ) +, ,

1

 

2

1 2. &

r

F

 

 

 

dr:

dA = F dr = - k rdr. *

r1

r2

 

 

rdr = r (dr )r = rdr ,

 

 

 

0

 

 

dA = -k r dr = - d ( kr2/2 ). (

 

 

 

 

 

, "

1 2:

2

kr 2

 

 

kr

2

 

kr

2

A = - d

 

 

=

1

-

2

2

2

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:) / " ) ( ) .

$ ' ) - ,

) + F, " ) ",

" F = (α/r2) er, " α -

( - γ m1m2 " ) kq1q2 ), r - ) +, er - -

( ).

dr dA = F dr = ( α/r2 ) er dr = α dr/r2 = - d ( α/r ). /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

α

kq

 

q

 

(r

 

 

); A

 

 

2

 

α

 

γm

1

m

2

(r

 

 

)

A

 

= −

 

d

=

 

1

 

2

 

− r

 

= −

 

d

 

= −

 

 

 

 

− r

 

 

 

 

 

r r

 

 

 

 

 

 

 

r

r r

2

 

 

2

1

 

"

 

 

r

 

2

 

 

2

1

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

) / F = m g .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

F = − m g ez , " ez

- ,

'. dr dA = F dr= - mg ez dr = - mgdz = - d ( mgz ) .

/ 1 2

2

A = − d(mgz) = mg(z1 − z2 )

1

, ) ) ,

' F = F1 + F2 + …, ,

" , '

 

 

 

 

 

 

 

.

0,

A = (F1 + F2 +......)dr = F1dr + F2 dr+.....= A1 + A2 +.......

 

, ) *% 0: 1 0= 1 & * 1

 

 

+- , ) ,

 

 

d A

 

 

 

 

 

 

t 2

 

 

 

 

F d r

d r

N d t

 

 

N =

 

=

 

 

= F

 

= F v ; A =

 

 

d t

d t

 

d t

 

 

 

 

 

 

 

t 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*% ': 1 = 1 0* 1 -1 .

 

 

1.13 # .

 

 

 

 

, ) ,

", ) '

. (, , ) '

, " ' , ( "). $ ,

, ) . )

, ), . /,

) 1 2, ,

", . )

, ' , ) ,

1 2. *, , .

 

 

 

 

'

 

 

a

 

 

 

:

 

 

 

1

2

,

 

. 2 ,

 

 

 

 

: 1 2

b

 

2b1 ( ). ( " .

 

 

A = A1a2 + A2b1. & ,

)

, dr1a= - dra1 , , A2b1 = - A1b2, A = A1a2 - A1b2 . $

' , ' A1a2 = A1b2 . !

. = 0. ( ' ' .

1.14 $) " ). * ) "

* ' ) Ep

(r), .

$

A12

2

 

) Ep0, .

!

) " 1

1

 

Ep0 A10,

 

 

 

A20

) 1 0 Ep1 =

A01

 

Ep0 + A10. 0 2 Ep2 = Ep0 + A20. ( " Ep1

 

0

- Ep2 = A10 - A20. ( '

 

, A01 + A12 + A20 = 0

Ep1 - Ep2 = A12 (DEp = - A12). ( , ) ' " '

) .

( F ) " " Ep(r).

, Ep(x,y,z), F(r). $ )

', " dA = F dr = Fx dsx, dsy = dsz = 0. ( " dA = Fx dx. dEp = - dA Fx dx = - dEp. ) ,

Fx = - dEp/dx dsy = dsz = 0.

:

F x

= -

∂ E

p

x

 

 

 

 

% ¶ d ,

,

. ." ) zy. ( "

 

 

 

Ep

 

ex +

Ep

ey +

 

Ep

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F = Fx ex + Fy ey + Fz ez = -

 

y

 

z

ez .

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

0

) " ,

) "

 

 

 

 

F = - grad Ep.

"

grad º ex

+ ey

+ ez

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

 

 

 

 

 

 

& gradEp l, ) Ep

, dEp/dl ,

) . & "

) " - grad º Ñ , " F = - grad Ep = - Ñ Ep .

1.15 # " )

$ ) m F (

F ' ). & ,

F ) dr. * '

F = mdv/dt dr = v dt,

dA = F dr = m v dv

* v dv = v ( dv )v, " (dv)v - ) dv

v. ) dv - . $ v dv = v dv

mv2

dA = m v dv = d . , F

2

 

mv2

, ": E =

2 .

( , " )

dEk = dA , 1 2

Ek2 - Ek1 = A12

. $ ).

# " ' " ), '

. &

) , .

, ), )

(' ). $ .12 ' ,

', ', ' ). *,

& , .

1.16 ! ' " '.

' " ' . *

" ) ( ),

' ). % " ,

" ) F ' ,

' ). 2 ? , ) '

) ' , F

. # ", ) " " ,

'. & ' F . % , "

) . ( ,

F ' ,

' ), F = F + F . / ' '

" ):

 

E = . + . . $ ) ",

) " ) : . = -

E $

,p , Ek + Ep = ( Ek + Ep ) = A .

, ' Ek + Ep.

- ) " - '

" ) E = Ek + Ep. %, E2 - E1 = A .

" ): ' " )

' . '

, , , ,

' " . ,

, )

) ".

* ' " ):

, &

,

E = Ek + Ep = Const.

(' ' ' " ,

N ). / "

). $ , " '

1 2 , ,

) . / , ,

- . / ' '

' , ' )

" A = - Ep . , ) '

) ' , ,

) , " (

) , (

). * A '

" ' ' ' : . = . +

. . / ' )

" . = - , , " . = - , + . . *, " ) '

1 2 , = - , + . - , + . . , (, + , + , ) = . + . . ' "

), ' . , = , + ,

' " , ,= , + , + ,

' " ) ' . *

" "

' " :

E ©2 E 1© = A + .

" ' " ,

; "

( " "). $ , '

" ' :

, ,

. $ , '

.

: " ) ' " " "

" '

":

' ,

( & .

" ' .

1.17 9 "

' "

) " . 9 ' ,

, , .

. " , ' "

' '. ) "

' ) " " ). !

, " ". " )

" " ) '

, - ' ".

, -

. + m1 m2,

v1 , v2 u1 , u2 .

! '

 

m1v1 + m2v2 = m1u1 + m2u2

! '

"

m1 v12 + m2 v22 = m1 u12 + m2 u22

%

A2 - B2 = ( A - B ) ( A + B ) ,

AB = CD A = C , B = D ,

m1 ( v1 - u1 ) = − m2 ( v2 - u2 )

m1 ( v1 - u1 ) ( v1 + u1 ) = m2 ( u2 - v2 ) ( u2 + v2 )

v1 + u1 = u2 + v2 .

7 m2 " ,

 

 

2m

2

v

2

+ (m

1

− m

)v

1

 

 

2m

1

v

1

+ (m

2

− m

)v

2

u1

=

 

 

 

2

 

; u2

=

 

 

 

1

 

 

 

 

 

m1 + m2

 

 

 

 

 

 

m1 + m2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ ' :

1)+ , " , u1 = v2; u2 = v1 .

2)( m2 , " " m1. ( "

m1 << m2

u1 = - v1 ; u2 = 0.

1.18 ( ) . ( # ".

$ N ' , '

r1, m1; r2, m2; .............. 9 ( )

)) , - rc

- :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

m

 

+

m

 

2 + . . . . . . .

 

i r i

 

=

1 r1

2 r

=

i = 1

 

r c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m 1

+ m 2

+ . . . . . .

 

N

 

 

 

 

 

m i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

= 1

 

$ )

) ' :

 

 

 

 

 

m

 

 

 

+ m

 

 

 

+ . . .

 

 

=

d r

c

=

1

v

1

2

v

2

=

v c

 

 

 

 

 

 

d t

 

m 1 + m 2 + . . .

 

 

 

 

 

,

P

M

) :

 

 

=

d P = F

M d v c

 

 

 

 

 

 

d t

 

d t

( ) :

) ,

, -

, . $ :

. , )

" .

( ". 5, ,

. & ' ,

" ' ' %* ". *

) mi

vi # #,

' V . ( " 3 vi= vi - V

" ) # :

 

 

 

m

 

m

 

 

 

+ V)2

 

m

v2

 

 

 

m

V2

 

 

 

v2

(v

i

 

 

 

 

E

ki

=

i

i

=

i

 

 

 

=

i

i

+ m

i

v,

V +

i

 

 

2

 

 

 

2

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

Eki = Eki+ 0.5 mi V2

+ ( piV ) (*) , " pi- #.

( N ' . 0

(*), ' . ) #

P= m1 v1+ m2 v2+...... = M vc,

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

E

k

= E′ +

 

MV2

+ P′V = E′

+

 

MV2

+ Mv′ V

 

 

 

k

2

 

k

 

2

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, #) ) ( vc),

vc= 0 Ek = Ek+ 0.5 MV2 (V = vc).

( # ": # " '

" , )

, "

) .

1.19 + , .

5, " ", . % " , , " -

, ' (

). 0

 

. +

 

 

 

 

 

- *, "

*

 

 

 

 

M = F l = F r Sinα, "

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, r

 

 

 

 

 

F. $ ,

O

 

 

"

-

 

 

 

r

 

F

(" ,

 

 

l

A

α

)

 

 

 

 

M = [r , F]. ! "

 

 

 

 

 

, ,

 

 

 

 

 

r F

" . $ ( ).

 

 

 

 

 

 

$ "

L

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

. L

 

O

 

 

 

 

L = [r , p] = m [r , v]. ," L = m v

 

 

 

p

r Sinα,

,

 

 

 

 

 

 

 

 

. $

l

r

α

 

 

 

A

 

. 2 ) ,

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

. /

 

' :

1). 2 )

p

m

r

l

O L

m

r

L v

. & ", " ' )

L . +

L = m v r Sinα= m v l .

l .

2). 2 ) r. + )

L = mvr. & L

) -

.

1.20 ! '

, '

L . 0 " )

:

d L

 

 

 

 

 

 

 

 

=

d r

+

d p

 

 

 

, p

 

 

r ,

 

 

d t

d t

d t

 

 

 

 

 

 

 

 

( ( ,

" 1.19),

dr/dt v

),

p ,

 

 

. 0, " &, dp/dt = F, " F -

' , ' . *,

dL / dt = [r , F]. , , -

, . %,

L )

M F

d L = M

d t

).

' ) . , -

) , ", )

'.

( , N ),

. & )

' ).

:

 

 

 

 

d L

=

 

d L i

d t

d t

 

i

Fij

ri

O

N

N

=

 

i = 1

j= 1

rij

rj

 

+

 

 

M ij & 7 (/

M i & ,8 &

 

 

 

 

(

III &, Fij = Fji

Mij* = Mij + Mji = [ri , Fij] + [rj , Fji] = [ri - rj , Fij] =

Fji - [rij , Fij] = 0 ,

. ( "

:

Соседние файлы в папке Васильев