Федун В.И. Конспект лекций по физике Лекция 3

Лекция 3.

2. Динамика материальной точки (поступательного движения твердого тела).

Если на материальную точку действует одновременно несколько сил, то каждая из них сообщает материальной точке ускорение согласно второму закону Ньютона, как будто других сил не было. 27

Динамика является основным разделом механики, и в ее основе лежат три закона Ньютона, сформулированные им в 1687 году. Их рассматривают как систему взаимосвязанных законов и опытной проверке подвергают не каждый отдельный закон, а всю систему в целом.

2.1. Первый закон Ньютона.

ЗАКОН !

I закон Ньютона (Закон инерции): Существуют такие системы отсчета, в которых всякое тело (материальная точка) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставят ее изменить это состояние, и эти системы отсчета называются инерциальными.

2.1.1. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета.

Утверждение, что существуют инерциальные системы отсчета и составляет сущность первого закона Ньютона.

Инерциальной системой отсчета называется такая система, относительно которой материальная точка, свободная от внешних воздействий, либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно (т.е. такой системой, в которой выполняется первый закон Ньютона).

Неинерциальной системой отсчета называется система, движущаяся относительно инерциальной системы либо поступательно с ускорением либо вращаясь.

Опытным путем установлено, что инерциальной можно считать гелиоцентрическую (звездную) систему отсчета, у которой начало координат находится в центре Солнца, а оси проведены в направлении определенных звезд.

Система координат, связанная с Землей, строго говоря неинерциальная. Однако, эффекты, обусловленные ее неинерциальностью (Земля вращается вокруг собственной оси и вокруг Солнца), при решении многих задач и проведении многих экспериментов пренебрежимо малы, и во многих случаях систему связанную с Землей можно считать инерциальной.

2.1.2. Инертность тел. Масса.

Наличие у тел инертности, т.е. свойства сохранять свою скорость, как по величине так и по направлению - второе утверждение, содержащееся в первом законе Ньютона.

Стремление тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью.

Из опыта известно, что при одинаковых взаимодействиях различные тела приобретают различные ускорения, следовательно, ускорение зависит не только от величины воздействия, но и от свойств самого тела, т.е. от его массы.

Масса тела – это физическая величина, являющаяся одной из характеристик материи, определяющая ее инерциальные (инертная масса) и гравитационные (гравитационная масса) свойства.

В настоящее время принято считать, что инерционная масса равна гравитационной с точностью до 10^–12 их значений.

Свойства массы в классической механике:

Масса - величина аддитивная, т.е. масса составного тела равна сумме масс его частей.

Масса замкнутой системы тел - величина постоянная при любых процессах, происходящих в этой системе (закон сохранения массы).

Масса (в классической механике) не зависит от состояния движения, от собственно кинематических параметров (координаты, скорости, ускорения

Единица массы - 1кг.