Сила упругости. Закон гука: виды деформации тела.

Сила упругости — сила, возникающая при деформации тела и противодействующая этой деформации.

Закон Гука: сила упругости, возникающая в теле при его деформации, прямо пропорциональна величине этой деформации

Наиболее простые виды деформации тела в целом:

· растяжение

· сжатие

· сдвиг

· изгиб

· кручение

 

Закон всемирного тяготения. Энергия. Закон сохранения энергии в механике.

Энергия есть универсальная мера всех форм движения материи. В механике различают два вида энергии: потенциальную и кинетическую.

Закон всемирного тяготения: все тела взаимодействуют друг с другом с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Закон сохранения энергии в механике -полная механическая энергия замкнутой системы тел, между которыми действуют только консервативные силы, остаётся постоянной.

Потенциальная энергия консервативных сил: потенциальная энергия и её связь с работой консервативных сил.

Потенциальная энергия – это механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними.

Работа консервативных сил не зависит от траектории и по любому замкнутому пути равна нулю. Изменение потенциальной энергии, равное по величине работе, тоже не будет зависеть от траектории и по любому замкнутому пути будет равным нулю. Следовательно, запас потенциальной энергии, как возможной работы консервативных сил, определяется только начальной и конечной конфигурациями системы.

 

Абсолютно упругий/неупругий центральный удар.

Абсолютно упругий удар — модель соударения, при которой полная кинетическая энергия системы сохраняется.

Абсолютно неупругий удар — удар, в результате которого компоненты скоростей тел, нормальные площадке касания, становятся равными. Если удар был центральным (скорости были перпендикулярны касательной плоскости), то тела соединяются и продолжают дальнейшее своё движение как единое тело.

 

Взаимосвязь между потенциальной энергией и силой взаимодействия: сила – градиент потенциальной энергии. Понятия потенциальной ямы и потенциального барьера.

Потенциа́льный барье́р — область пространства, разделяющая две другие области с различными или одинаковыми потенциальными энергиями. Характеризуется «высотой» — минимальной энергией классической частицы, необходимой для преодоления барьера.

Потенциальная яма – область пространства, где присутствует локальный минимум потенциальной энергии частицы.

 

Потенциальное поле. Характеристики и свойства гравитационного поля. Принцип суперпозиции полей.

Потенциальное поле -это поле, в котором работа силы не зависит от формы пути, а зависит лишь от положений начальной и конечной точек траектории, а силы, действующие в нем - консервативными. В потенциальном поле работа сил по любому замкнутому контуру равна нулю.

Принцип суперпозиции — один из самых общих законов во многих разделах физики. В самой простой формулировке принцип суперпозиции гласит: результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть просто сумма результатов воздействия каждой из сил.

Наиболее известен принцип суперпозиции в электростатике, в которой он утверждает, что напряженность электростатического поля, создаваемого в данной точке системой зарядов, есть сумма напряженностей полей отдельных зарядов.

 

Неинерциальная система отсчёта: силы инерции, второй закон ньютона в неинерциальной системе, динамика абсолютно твёрдого тела.

 

Неинерциальная система отсчёта — всякая система отсчета, движущаяся с ускорением относительно инерциальной системы отсчёта.

 

Сила инерции — векторная величина, равная произведению массы материальной точки на её ускорение и направленная противоположно ускорению. Частными случаями такой силы инерции являются центробежная сила и сила Кориолиса. Кроме того, силу инерции применяют для формальной возможности записывать уравнения динамики как более простые уравнения статики.

 

Теоремы динамики для простейших видов движения твёрдого тела: динамика поступательного движения тела, динамика вращательного движения тела вокруг неподвижной оси.

Поступательным движением ТТ называется такое движение, при котором любая прямая,

жестко связанная с телом, остается при (перемещении) движении его параллельной самой себе.

Для описания поступательного движения ТТ достаточно знать, как движется одна из его

точек. Все остальные точки движутся таким же образом.

 

Примеры расчёта осевых моментов инерции.

Моментом инерции механической системы относительно неподвижной оси («осевой момент инерции») называется величина Ja, равная сумме произведений масс всех n материальных точек системы на квадраты их расстояний до оси:

где:

mi — масса i-й точки,

ri — расстояние от i-й точки до оси.

Уравнение динамики вращательного движения относительно оси.

При вращении твердого тела относительно неподвижной оси все его точки движутся с одинаковыми угловыми скоростями и одинаковыми угловыми ускорениями.

 

Iε = M.