МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ

Технікум механізації та електрифікації сільського господарства.

Ізмаїл. 2011

ЗМІСТ

ТЕМА 1…………………………………………….4

ТЕМА 2……………………………………………10

ТЕМА 3……………………………………………16

ТЕМА 4…………………………………………….20

ТЕМА 5…………………………………………….27

ТЕМА 6…………………………………………….33

ТЕМА 7…………………………………………….36

ТЕМА 8…………………………………………….40

ТЕМА 9…………………………………………….48

ТЕМА 10…………………………………………...54

Передмова

Метою самостійного навчання є закріплення та поглиблення матеріалу, що вивчається на аудиторних заняттях; самостійне вивчення окремих тем та розділів дисциплін; підготовка до наступних аудиторних занять. Планування самостійної роботи студентів в даному посібнику здійснено через визначення з навчальним планом кількості і форм проведення занять.

У ході підготовки до активного слухання лекції студенти можуть складати такі види планів прочитаного:

1. Предметний або логічний план у формі переліку основних питань за текстом підручника.

2.Тематичний ( зведений) план складається на підставі вивчення декількох літературних джерел з теми під час підготовки до лекції.

3. План – конспект включає план теми і письмовий переказ з доказами, помітками на підставі з’ясування зв’язку між основними частинами прочитаного, зв’язує його в єдине ціле.

Кожна тема розроблена з урахування можливостей студентів.

Конспектувати тему можна за планом, запропонованим в розробці або за власними поняттями. Після кожного матеріалу є питання для самоперевірки та завдання, які допоможуть краще розібрати тему.

ТЕМА 1

Тема: динаміка

Мета вивчення : ознайомлення з поняттями маси та сили, інерції та інертності.

План вивчення:

1. Взаємодія тіл і прискорення .

2.Поняття маси тіла

3. Інертність тіла.

4. Сила. Сили в природі.

1. Взаємодія тіл і прискорення.

З першого закону Ньютона випливає, що зміна швидкості тіла (або прискорення) може бути викликана лише взаємодією його з іншими тілами. Перший закон фіксує саме явище, не вносячи жодних кількісних спів­відношень. Спостереження за рухом тіл показують, що коли одне тіло впливає на друге і надає йому прискорення, то це друге тіло «відповідає» йому тим самим, тобто надає і йому прискорення. Вплив одного тіла на друге не є однобічним — тіла взаємодіють, надаючи од­не одному прискорення. Якщо, наприклад, стикаються дві більярдні кулі чи футбольні м'ячі (зіткнення — це приклад взаємодії), прискорення дістає кожна з них. Які ці прискорення? Як вони напрямлені? Які їх чис­лові значення?

Старанно проведені досліди показують, що у всіх ви­падках прискорення взаємодіючих тіл протилежні за напрямом. Якщо, наприклад, рухома куля стикається з такою ж нерухомою так, що швидкість кулі напрямле­на вздовж лінії, яка сполучає центри куль (мал. 1), то швидкість першої з них зменшиться, а швидкість другої — зросте. А це й означає, що прискорення куль протилежні за напрямом.

2. Маса тіл

Що ж до абсолютних значень (модулів), то вони мо­жуть бути будь-якими. Це залежить від того, як рухали­ся тіла до взаємодії (від початкових умов), від характе­ру взаємодії, від того, які саме тіла взаємодіють. Але для даної пари взаємодіючих тіл відношення числових значень отриманих ними прискорень завжди однакове. Воно не залежить ні від характеру взаємодії, ні від по­чаткових умов. Це може бути зіткнення двох рухомих тіл, удар рухомого тіла об нерухоме або взаємодія двох тіл, скріплених між собою пружиною. Нарешті, тіла мо­жуть взаємодіяти, зовсім не дотикаючись одне до одно­го, як наприклад взаємодіють два наелектризованих чи намагнічених тіла, планети з Сонцем, штучні супутники з Землею. У всіх випадках для даної пари тіл відношен­ня прискорень одне й те саме, тоді як самі прискорення кожного з тіл можуть бути різними для різних взаємо­дій. Незмінним залишається лише відношення приско­рень, а це означає, що воно залежить від деякої особли­вої властивості самих взаємодіючих тіл. Властивість ця, внутрішньо притаманна кожному тілу, визначається його масою. Відкрив цю властивість і увів у науку величину для кількісної її характеристики — масу, Ньютон. Уявімо собі, що два взаємодіючих тіла — це дві кулі однакового об'єму. Перша з них — дерев'яна, друга — алюмінієва. Якщо вони в якийсь спосіб почнуть взаємо­діяти (можуть зіткнутися; взаємодіяти через пружину (мал. 2, а); взаємодія може здійснюватися за допомо­гою нитки, якою зв'язані кулі, що обертаються на від­центровій машині (мал. 2, б); може бути електрична взаємодія, якщо кулі електрично заряджені), то кожна з них змінить свою швидкість — дістане прискорення. І в будь-якому випадку прискорення а дерев'яної кулі виявиться в 5 раз більшим за прискорення алю­мінієвої кулі: — відношення абсолютних значень (модулів) приско­рень, набутих у процесі взаємодії, є величиною сталою

а₁/а₂=соnst

Ста­ранними вимірюваннями можна встановити, що, якими б за модулем не були ці прискорення (а₁ , і а₂), вони завжди

протилежні за напрямом, а їх відношення стале.

Та притаманна всім тілам властивість, яка виявля­ється під час їх взаємодії, про яку йдеться, і полягає в тому, що для зміни швидкості тіла потрібен час. Ні набрати швидкість, ні, навпаки, втратити її тіло не мо­же миттєво. Називають цю властивість інертністю. З двох взаємодіючих тіл те з них більш інертне, яке за час взаємодії менше змінює свою швидкість. Звідси і на­зва цієї властивості — інертність: адже коли швидкість тіла зовсім не змінюється, кажуть, що тіло рухається за інерцією.

Кількісну міру цієї властивості Ньютон назвав ма­сою (часто кажуть — інертна маса): більш інертне тіло має й більшу масу (інертну). Маса алюмінієвої кулі в 5 раз більша за масу такої самої за розмірами дерев'я­ної кулі.

У техніці, побуті, наукових дослідженнях часто (але не завжди) масу вимірюють іншим способом — зважу­ванням. Цей спосіб не пов'язаний із законами руху, а лише з законом всесвітнього тяжіння і ним вимірюється не інертна, а так звана гравітаційна маса. Виявляється, що значення цих двох зовсім різних за своєю роллю в механіці мас однакові. Пізніше ми розглянемо це питан­ня детальніше. В даному випадку йдеться про інертну масу, яка є мірою інертності тіла. Саме внаслідок існу­вання інертної маси, внаслідок існування властивості інертності взаємодія тіл виявляється причиною виник­нення прискорень (а не швидкостей) у взаємодіючих тіл.

У повсякденному житті, а іноді й у книжках з фізи­ки під «масою» розуміють кількість речовини в тілі. Од­нак кількість речовини в тілі визначається кількістю частинок (атомів або молекул) даної речовини в ньому. А маса визначає інертність тіла і нічого більше. Однак маса тіла з даної речовини пропорційна до кількості частинок цієї речовини в тілі. Вимірювати масу легко, а рахувати кількість частинок складно. З цієї причини і користуються масою як мірою кількості речовини.