Лекции по физике. Механика Основные понятия механики. Кинематика Список учебной литературы И. В. Савельев. Курс общей физики. Т механика и молекулярная физика




НазваниеЛекции по физике. Механика Основные понятия механики. Кинематика Список учебной литературы И. В. Савельев. Курс общей физики. Т механика и молекулярная физика
Дата конвертации10.03.2013
Размер445 b.
ТипЛекции


Лекции по физике. Механика

  • Основные понятия механики. Кинематика


Список учебной литературы

  • И.В. Савельев. Курс общей физики. Т.1. Механика и молекулярная физика

  • Т.И. Трофимова. Курс физики

  • Механика, колебания и волны в упругих средах. Сборник задач по физике под ред. Д.С. Фалеева. ДВГУПС, 2004



Структура механики

  • Физика – наука о наиболее общих формах движения материи и их взаимных превращениях

  • Механика – наука о движении и равновесии тел. Движение понимается как изменение положения тела относительно других тел



Структура механики



Основные понятия механики

  • Основная задача механики – зная состояние системы в начальный момент времени и законы, управляющие движением, определить состояние системы во все последующие моменты времени. Эта задача не может быть решена точно

  • Кинематика – это раздел физики, посвящённый изучению движения тел. При этом причины движения не рассматриваются



Основные понятия механики

  • Механическая система – совокупность тел, выделенная для рассмотрения

  • Система отсчёта – совокупность неподвижных друг относительно друга тел, по отношению к которым рассматривается движение, и часы

  • Материальная точка – тело, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи

  • Абсолютно твёрдое тело – это тело, деформациями которого можно пренебречь



Основные понятия механики

  • Поступательное движение – такое, при котором любая прямая, связанная с телом перемещается параллельно самой себе

  • Вращательное движение – такое, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной прямой, называемой осью вращения



Основные понятия механики

  • Система координат состоит из осей, для определения пространственных координат тела и часов

  • Траектория – это линия, которую описывает некоторая материальная точка в процессе движения

  • Путь – это расстояние между двумя точками, измеренное вдоль траектории движения



Основные понятия механики

  • Перемещение – это вектор, проведённый от начальной точки движения к конечной (r1,2)

  • Скорость:

  • (1)

  • (2)

  • (3)



Основные понятия механики

  • Ускорение:

  • (4)

  • В координатном представлении:



Вычисление пройденного пути

  • Согласно (2)

  • (5)



Вычисление перемещения

  • Если в (5) взять интеграл не по модулю, а по вектору скорости, то мы получим перемещение тела:

  • (6)



Средняя скорость

  • По определению, средняя скорость равна:

  • (7)

  • Если скорость движения изменялась скачками, то (7) перейдёт в:

  • (8)



Разложение ускорения на нормальную и тангенциальную компоненты

  • Введём орт e, касательный к траектории в каждой её точке. Направление скорости всегда будет совпадать с e:

  • (9)



Разложение ускорения на нормальную и тангенциальную компоненты

  • Можно показать, что производная вектора e перпендикулярна к траектории движения



Разложение ускорения на нормальную и тангенциальную компоненты

  • Таким образом, мы разложили вектор ускорения на две составляющие:

  • вдоль траектории движения

  • перпендикулярно к траектории движения

  • и тем самым показали, что любое движение можно представить как суперпозицию поступательного и вращательного движений



Разложение ускорения на нормальную и тангенциальную компоненты



Кинематика прямолинейного движения

  • Прямолинейное движение с постоянным ускорением можно описать с помощью уравнений кинематики прямолинейного движения

  • (10)



Кинематика прямолинейного движения

  • В уравнениях (10) t – время движения, х – координата, вдоль которой происходит движение, х0 – её начальное значение (в момент t=0), vx – скорость движения, v0x – её начальное значение, ax – ускорение

  • Если направление движения не совпадает с направлением какой-либо координатной оси, то вместо каждого из уравнений (10) надо записать три подобных уравнения для проекций координаты и скорости на оси



Кинематика вращательного движения

  • Вращательное движение характеризуют угловыми величинами, имеющими линейные аналоги

  • Углы поворота вокруг трёх различных осей характеризуют пространственное положение точки

  • Угловая скорость характеризует скорость изменения положения точки



Кинематика вращательного движения

  • Угловая скорость направлена вдоль оси вращения

  • (11)

  • Модуль вектора равен углу поворота, а направление определяется по правилу правого винта

  • Угловая скорость определяется в радианах в секунду [рад/с]



Кинематика вращательного движения

  • При =const вращение называют равномерным

  • Равномерное вращение можно характеризовать периодом

  • Т=2/

  • и частотой

  • =1/Т

  • =2/Т=2



Кинематика вращательного движения

  • Угловое ускорение:

  • (12)

  • Необходимо учитывать, что угловая скорость может изменяться как по величине, так и по направлению



Связь между угловыми и линейными величинами

  • Связь между угловыми и линейными величинами даётся формулами:

  • или, в скалярном виде:

  • v=R,

  • an=2R,

  • a=R,

  • где R – наименьшее расстояние от точки до оси вращения



Кинематика вращательного движения

  • Уравнения кинематики равноускоренного вращательного движения вокруг фиксированной оси имеют вид:

  • (13)



Некоторые сведения о векторах

  • Вектором будем называть величину, характеризующуюся численным значением (модулем) и направлением в пространстве, для которой задан закон сложения (правило параллелограмма)

  • Различают коллинеарные, компланарные, свободные, скользящие и связанные векторы



Некоторые сведения о векторах

  • Для векторов определены операции сложения, умножения на число, скалярного и векторного произведений

  • Скалярное произведение двух векторов – это число:

  • где  - угол между векторами a и b



Некоторые сведения о векторах

  • Координатное представление векторов. Если начало вектора совместить с началом координат, то координаты второго конца полностью определят направление и величину вектора. Т.о. в координатном представлении вектор задаётся тройкой чисел – значениями его проекций на оси координат



Некоторые сведения о векторах

  • Запись вектора в координатном представлении:

  • Сумма векторов определяется суммами их соответствующих координат:



Некоторые сведения о векторах

  • Модуль суммы двух векторов находится по теореме косинусов:

  • Модуль векторного произведения векторов

  • Направлен вектор с перпендикулярно векторам a и b



Некоторые сведения о векторах

  • В координатном представлении векторное произведение можно записать в виде определителя:





Похожие:

Лекции по физике. Механика Основные понятия механики. Кинематика Список учебной литературы И. В. Савельев. Курс общей физики. Т механика и молекулярная физика iconЛекции по физике Раздел Классическая и релятивистская механика Темы лекций Кинематика поступательного и вращательного движений
Савельев И. В. Курс общей физики: т механика. Молекулярная физика. М.: Наука, 1987. 496 с
Лекции по физике. Механика Основные понятия механики. Кинематика Список учебной литературы И. В. Савельев. Курс общей физики. Т механика и молекулярная физика iconЛекция 1 Основные понятия и определения теоретической механики Лекция 2 Виды связей и реакции связей Лекция 3 Момент силы относительно точки Лекция 4 Кинематика точки
Теоретическая механика это наука о наиболее общих законах механиче­ского движения и равновесия материальных объектов
Лекции по физике. Механика Основные понятия механики. Кинематика Список учебной литературы И. В. Савельев. Курс общей физики. Т механика и молекулярная физика iconТеоретическая механика Автор: к т. н., доцент каф. Стэа
Целью занятия является изучение основных понятий аналитической механики Материал занятия содержит основные определения и расчетные...
Лекции по физике. Механика Основные понятия механики. Кинематика Список учебной литературы И. В. Савельев. Курс общей физики. Т механика и молекулярная физика iconМеханика – раздел физики, в котором изучается механическое движение Механика – раздел физики, в котором изучается механическое движение
Ньютоновская (классическая) механика изучает механическое движение тел со скоростями много меньше скорости света в вкакууме
Лекции по физике. Механика Основные понятия механики. Кинематика Список учебной литературы И. В. Савельев. Курс общей физики. Т механика и молекулярная физика iconСборник задач по общему курсу физики. М.: Наука, 1990. Трофимова Т. И., Павлова З. Г. Сборник задач по курсу физики с решениями. М.: Высшая школа, 2000, 2012
Предмет физики как основы естественнонаучных знаний. Единицы измерения физических величин. Механика. Кинематика. Динамика
Лекции по физике. Механика Основные понятия механики. Кинематика Список учебной литературы И. В. Савельев. Курс общей физики. Т механика и молекулярная физика iconЛекции по физике. Молекулярная физика и основы термодинамики Явления переноса Явления переноса
Согласно нулевому принципу Т. Д. неравновесные изолированные системы приходят к состоянию Т. Д. равновесия, характеризуемому общей...
Лекции по физике. Механика Основные понятия механики. Кинематика Список учебной литературы И. В. Савельев. Курс общей физики. Т механика и молекулярная физика iconЛекции по физике. Молекулярная физика и основы термодинамики Основные газовые законы. Идеальный газ. Кинетическая теория газов Основные газовые законы Закон Дальтона
Закон Авогадро: одинаковые количества газов при одинаковых температуре и давлении занимают одинаковый объём
Лекции по физике. Механика Основные понятия механики. Кинематика Список учебной литературы И. В. Савельев. Курс общей физики. Т механика и молекулярная физика iconТеоретическая механика Автор: к т. н., доцент каф. Стэа
Целью занятия является изучение основных понятий и определений аналитической механики Материал занятия содержит основные определения...
Лекции по физике. Механика Основные понятия механики. Кинематика Список учебной литературы И. В. Савельев. Курс общей физики. Т механика и молекулярная физика iconЛекции по физике. Механика Законы сохранения. Энергия, импульс и момент импульса механической системы. Условия равновесия Законы сохранения
Лекции по физике. Механика Законы сохранения. Энергия, импульс и момент импульса механической системы. Условия равновесия
Лекции по физике. Механика Основные понятия механики. Кинематика Список учебной литературы И. В. Савельев. Курс общей физики. Т механика и молекулярная физика iconЛекции по физике. Механика Динамика вращательного движения. Гироскопы. Неинерциальные системы отсчёта Динамика вращательного движения
Лекции по физике. Механика Динамика вращательного движения. Гироскопы. Неинерциальные системы отсчёта
Разместите кнопку на своём сайте:
hnu.docdat.com


База данных защищена авторским правом ©hnu.docdat.com 2012
обратиться к администрации
hnu.docdat.com
Главная страница