Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Механика динамика.doc
Скачиваний:
144
Добавлен:
29.03.2016
Размер:
6.22 Mб
Скачать

Раздел 3. Динамика

Глава 14. Введение в динамику.

    1. Основные понятия и определения.

    2. Законы механики Галилея – Ньютона. Система единиц.

    1. Основные понятия и определения.

Динамикой называется раздел теоретической механики, в котором изучаются механические движения материальных объектов под действием сил.

Простейшим материальным объектом является материальная точка. Это модель материального тела любой формы, размерами которого в рассматриваемых задачах можно пренебречь и принять за геометрическую точку, имеющую определенную массу. Более сложные материальные объекты – механические системы, и сплошные твердые тела – считают состоящими из материальных точек.

Сила считается в механике основным первичным понятием. Она является векторной мерой действия одного материального объекта на другой. Понятие о силе было введено в статистике. Но в статистике мы не касались вопроса о возможных изменениях действующих сил с течением времени, и при решении задач считаем все силы постоянными. Между тем на движущийся материальный объект, наряду с постоянными силами, действуют и переменные силы модули и направления, которые при движении объекта изменяются.

Как показывает опыт, переменные силы могут определенным образом зависеть от времени, положения объекта и его скорости.

Отметим, что все введенные в статике понятия и полученные там результаты, относятся, в равной мере, и к переменным силам, так как условие постоянства сил нигде не использовалось.

Движение материальных объектов, с чисто геометрической точки зрения, рассматривалось в кинематике в динамике, в отличие от кинематики, при движении материальных объектов принимают во внимание как действующие на них силы, так и инертность самих материальных объектов. Инертность объекта проявляется в том, что он сохраняет свое состояние при отсутствии действующих на него сил или действует уравновешенная система сил, а когда на него начинает действовать сила или неуравновешенная система сил, то скорость объекта изменяется не мгновенно, а постепенно и тем медленнее, чем больше инертность объекта. Количественной мерой инертности материального объекта является физическая величина, называемая массой объекта. В классической механике масса рассматривается как величина постоянная, положительная и постоянная для каждого данного объекта.

Движение материальных объектов всегда следует рассматривать относительно определенной системы отсчета. Оно совершается в пространстве с течением времени. В классической механике, в основу которой положены законы Галилея – Ньютона, пространство считают трехмерным эвклидовым пространством, свойства которого не зависят от движущихся в нем материальных объектов. Положение точки в таком пространстве, относительно какой – либо системы отсчета, определяется тремя независимыми параметрами или координатами точки.

Время в классической механике универсально, оно не связано с пространством и движением материальных объектов. Во всех системах отсчета движущихся друг относительно друга, оно протекает одинаково.

Все положения динамики получены из законов механики Галилея – Ньютона. Для формулировки этих законов необходимо дать определение инерциальной системы отсчета, где они справедливы. По данным опыта для нашей солнечной системы инерциальной с высокой степенью точности, можно считать систему отсчета, начало которой находится в центре Солнца, а они направлены на так называемые недвижимые звезды.

При решении большинства технических задач с инерциальной, с достаточной для практики точностью, можно считать систему отсчета, жестко связанную с Землей.

Изучать динамику мы начнем с динамики материальной точки, так как изучение движения одной точки должно предшествовать изучению движения системы точек и твердого тела.