Законы динамики (Ньютона)
9.1.1 Динамикой называется раздел механики, в котором изучаются законы движения материальных объектов под действием сил.
Все законы динамики могут быть получены из ее аксиом (основных законов), которые были впервые изложены Исааком Ньютоном в 1687 году в «Математических началах натуральной философии».
9.1.2 Первый закон (закон инерции) (1638 – Галилео Галилей): Материальная точка, на которую не действуют силы или действует уравновешенная система сил, обладает способностью сохранять свое состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения относительно системы отсчета, которую называют инерциальной.
Инерциальная система отсчета – это научная абстракция, т.е. система отсчета, в которой выполняется закон инерции. Инерциальных систем отсчета бесконечно много. Исходная инерциальная система отсчета – это система отсчета, начало координат которой находится в центре Солнца, а оси координат направлены на бесконечно удаленные звезды (гелиоцентрическая). Для решения большинства технических задач с достаточной степенью точности можно считать инерциальной систему отсчета жестко связанную с Землей (геоцентрическая).
9.1.3Второй закон (основной закон динамики): произведение массы материальной точки на ее ускорение относительно инерциальной системы отсчета, которое она получает под действием данной силы , равно по модулю данной силе, а направление ускорения совпадает с направлением силы.
.
Если на точку действует несколько сил, то
.
- приложенная к телу сила или равнодействующая системы сил;
- ускорение точки относительно инерциальной системы отсчета;
m – коэффициент пропорциональности, характеризующий инертные свойства точки, поэтому называется инертной массой.
Инертная масса в классической механике величина постоянная, зависящая только от самой материальной точки и не зависящая от ее кинематических характеристик (скорости и ускорения), а также от природы действующих сил. Она одинакова, если на точку (тело) действуют силы тяготения или электромагнитные силы или силы трения и т.д.
Исааком Ньютоном был также сформулирован закон всемирного тяготения:
,
где G - постоянная тяготения;
- гравитационные массы притягивающихся точек;
r – расстояние между точками.
Экспериментально установлено равенство гравитационной и инертной массы.
Массу m обычно определяют по силе тяжести и ускорению свободного падения g у поверхности Земли:
.
9.1.4 Третий закон (закон равенства действия и противодействия): Силы взаимодействия двух материальных точек равны по величине и противоположны по направлению
.
Но эти силы не образуют уравновешенной системы сил, так как приложены к разным телам.
Дата добавления: 2016-05-11; просмотров: 1187;