Скорость изменения импульса материальной точки равна действующей на нее силе.
1 Н – сила, которая массе в 1 кг сообщает ускорение, равное 1 м/с2.
Сила веса 1кГ, тогда 1Н = 0,102 кГ; 1 кГ = 9,81 Н.
До сих пор мы рассматривали влияние других тел на характер движения данного выделенного тела (материальной точки). Такое влияние не может быть односторонним, взаимодействие должно быть обоюдным. Этот факт отражается третьим законом Ньютона,сформулированным для случая взаимодействия 2-х мат. точек: Если материальная точка m2 испытывает со стороны матер. точки m1 силу равную `F12, то m1 испытывает со стороны m2 силу `F21, равную по величине и противоположную по направлению `F12.
`F21 = - `F12
`F21 `F12
· ·силы отталкивания
m1 m2
` 
F21 `F12
· · силы притяжения
m1 m2
Эти силы действуют всегда вдоль прямой, проходящей через точки m1 и m2 .
В случае произвольно большого множества точек взаимодействие в такой системе согласно 3-му зак. сводится к парному взаимодействию между любыми двумя точками. Т.е. например, сила, испытываемая точкой m3 системы, складывается из сил, действующих со стороны точек m1, m2, m4, m5 и т.д.
`F3 = `F13 + `F23 +`F43 +`F53 + …
Часто употребляется такая формулмровка 3-го закона; «действие равно противодействию» – это неполная формулировка, т.к. в ней не подчеркивается важное обстоятельство: силы действия и противодействия приложены всегда к различным телам и поэтому никогда не уравновешивают друг друга.
Пример: когда человек идет по земле, то сила, с которой он отталкивает землю назад, равна по величине и направлена обратно той силе, с которой земля отталкивает человека вперед. При равенстве этих сил, однако, согласно 2-го зак. Ньютона, возникающие ускорения обратно пропорциональны массам, и землю благодаря ее очень большой по сравнению с человеком массе можно считать практически неподвижной.
4.СИЛЫ ПРИ КРИВОЛИНЕЙНОМ ДВИЖЕНИИ.
Мы рассмотрели, что при криволинейном движении (и движении по окружности) тела вектор ускорения
`W = `Wt +`Wn |´ m.
Но согласно 2-му зак. Ньютона, вектор ускорения тела `W направлен параллельно действующей силе `F и равен `F/m. Следовательно, на тело, движущееся по криволинейному пути, действует сила, направленная под тем же углом к траектории, что и вектор ускорения этого тела.
Поскольку из равенства векторов следует и равенство их проекций на любое направление, то и действующая сила `F также может быть представлена в виде суммы `Ft +`Fn, направленных параллельно соответствующим составляющим ускорения, т.е. по касательной и нормали к траектории тела:
`Ft = m`Wt = m`dV/dt; `Fn = m`Wn = m`V2/R.
Касательная составляющая силы Ft направлена по касательной и определяет изменение скорости тела только по величине. Сила Fn, определяющая изменение скорости тела по направлению, называется центростремительной силой.
М `Wt `Ft `V
a 
F = mÖ(dV/dt)2 + (V2/R)2 ;
tga = Fn/Ft = V2/(R dV/dt);
` 
Wn `W a < 900 – ускоренное движение,
a > 900 – движение замедленное,
`Fn `F a = 900 , тогда tga = tg900 = µ, что возможно при dV/dt = 0. Значит, в этом случае величина V = const, при этом также Ft = dV/dt = 0, поэтому результирующая сила, действующая на тело, по величине окажется равной
F = ÖFt2 + Fn2 = Fn = mV2/R,
т.е. будет являться центростремительной силой, изменяющей лишь направление скорости, но не ее величину. И наоборот, если при криволинейном движении тела величина его скорости не изменяется с течением времени и dV/dt =0, тогда, поскольку tga = µ, действующая на него сила будет направлена ^`V.
В частности, если точечное тело равномерно движется по окружности радиуса R, то dV/dt = 0 ® Ft = m dV/dt = 0 и F = Fn = mV2/R не будет меняться со временем, т.к. R = const и V = const.
Если вращающееся тело удерживается на окружности вращения другим телом, называемым связью, и при этом для движения существенны лишь силы взаимодействия между ними, то центростремительная сила,направленная к центру вращения, будет приложена к самому вращающемуся телу со стороны связи. Согласно 3-му зак. Ньютона, вращающееся тело должно действовать на связь с такой же по величине, но противоположно направленной силой. Эта сила, действующая на связь со стороны вращающегося тела, по величине равна mV2/R и направленая вдоль радиуса от центра вращения, называется центробежной.
ПРИМЕР:
1. Вращение шарика, привязанного к нити.
2. Движение автомобиля
3. Полет самолета во время «петли»
4. Движение поезда на повороте.
Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 1167;