Сила, приложенная к телу, если она не уравновешена, изменяет его движение2.
Меры действия силы могут быть определены: а) с учетом промежутка времени ее действия — импульс силы — или б) с учетом пути ее действия — работа силы. Обе эти меры как бы взаимно дополняют друг друга, отражая действие силы во времени и в пространстве.
Импульс силы — это мера механического воздействия на тело со стороны других материальных объектов за данный промежуток времени. Он равен в поступательном движении произведению силы на время ее действия: S=FDt
Работа силы —это мера механического воздействия на тело со стороны других материальных объектов на данном пути. Она равна в поступательном движении произведению модулей той составляющей силы, которая действует в направлении движения, и перемещения точки приложения силы: A=FDs
В случае если сила направлена под углом к перемещению,надопроизведение модулей силы и перемещения помножить еще на косинус угла между их направлениями. Работа силы положительная,когда этот угол острый, и, следовательно, сила ускоряет движение. Работа силы отрицательная, если угол тупой и сила замедляет движение. При прямом угле косинус равен нулю и работа равна нулю: сила работы не совершает.
Соответственно различают меры изменения движения, как результата действия силы: а) количество движения тела и б) кинетическую энергию тела.
Количество движения тела — это мера поступательного движения, характеризующая его способность передаваться от одного тела к другому в виде механического же движения. Количество движения тела определяется при поступательном его движении произведением массы тела и его скорости: K=mvD
Изменение количества движения за промежуток времен и равняется суммарному импульсу сил, приложенных к телу на том же промежутке времени.
Можно сказать, что количество движения тела — это мера его способности двигаться в течение некоторого времeни против, действия тормозящей силы.
Кинетическая энергия тела1 — это мера механического движения, характеризующая его способность превращаться в потенциальную энергию или другие виды энергии. Кинетическая энергия тела равна при поступательном движении половине произведения массы тела на квадрат его скорости: Ek=mv2/2
Изменение кинетической энергии тела на некотором пути перемещения равняется работе приложенных к нему сил на этом же пути. Следовательно, совершенная работа равна приращению кинетической энергии.
Можно сказать, что кинетическая энергия тела — это мера его способности проходить некоторый путь против действия тормозящей силы.
Теперь посмотрим, как действуют силы и какой эффект они вызывают во вращательном движении, характерном для звеньев тела человека. Зависимости мер изменения движения от мер действия сил во вращательном движении по физической сущности такие же, как и в поступательном.
Импульс момента силы характеризует действие силы, а вызванное им изменение движения измеряется кинетическиммоментом (моментом количества движения).
Импульс момента силы — это мера механического воздействия на тело других объектов (во вращательном движении) за данный промежуток времени. Импульс момента равен произведению момента силы и длительности его действия: Sz=Mz(F)t;
В случае переменного момента силы нужно суммировать элементарные импульсы моментов сил относительно некоторого центра.
Кинетический момент (момент количества движения) — это мера вращательного движения, характеризующая его способность передаваться от одного тела к другому в виде механического же движения. Кинетический момент равен произведению момента инерции относительно оси вращения и угловой скорости тела: Kz=Jw
Определения работы момента силы и кинетической энергии вращательного движения аналогичны определениям соответствующих величин для поступательного движения. Только вместо массы в уравнения входит момент инерции и вместо линейных перемещения и скорости — угловые.
Если скорость и ускорение служат кинематическими мерами изменения движения, то количество движения (а также кинетический момент) и кинетическая энергия — динамическими мерами изменения движения.
Следует подчеркнуть, что, хотя в характеристиках поступательного и вращательного движений немало общего, меры их (кинематические и динамические) все (кроме временных) различны.
Дата добавления: 2016-02-09; просмотров: 1301;