Движение по окружности с постоянной по модулю скорости. Центростремительное Ускорение

Равномерное движение точки по окружности - движение точки с постоянной по модулю скоростью (v=const) по траектории, представляющей собой окружность. Но, т.к. скорость всегда направлена по касательной к траектории движения, то по направлению она изменяется. Значит равномерное движение по окружности – ускоренное движение. Точка совершает перемещение с постоянной по модулю скоростью, следовательно:.

 

В этом случае скорость точки называется линейной скоростью (ℓ–длина дуги). Вектор линейной скорости направлен по касательной к окружности в данной точке.

f - угол поворота

угловая скорость показывает, на какой угол поворачивается точка при равномерном движении по окружности за единицу времени. Единица измерения в СИ - рад/с.

Период - физическая величина, показывающая, чему равно время, за которое точка совершает один полный оборот. Если обозначить N – число оборотов, а Т – период, то: .

Единица измерения в СИ – с. Т.к. за период точка поворачивается на угол 2π, то .

Частота – количество оборотов, которое совершила точка за единицу времени: .

 

Единица измерения в СИ – Гц (герц). Частота равна одному герцу, если за 1 секунду точка совершает один полный оборот (1Гц=1с^-1). Частота и период – взаимно обратные величины: . Следовательно: .

Центростремительное ускорение — компонента ускорения точки, характеризующая изменение направления вектора скорости для траектории с кривизной.

 

Динамика

Исо. Первый закон Ньютона

Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых тело(при отсутствии внешних взаимодействий) покоится или сохраняет состояние равномерного прямолинейного движения

Инертность — свойство тела в большей или меньшей степени препятствовать изменению своей скорости относительно инерциальной системы отсчёта при воздействии на него внешних сил. Мерой инертности в физике выступает инертная масса.

2) Принцип относительности Галилея

Принцип относительности Галилея: во всех инерциальных системах отсчёта все механические процессы протекают одинаково (если начальные условия для всех тел одинаковы). В системе отсчёта, приведенной в состояние покоя или равномерного прямолинейного движения относительно инерциальной системы отсчёта (условно — «покоящейся»), все процессы протекают точно так же, как и в покоящейся системе.

 

Масса тела

Масса (инертная) характеризует свойства инертности тел

,  ,

[m]=1 кг, эталон – сплав иридия с платиной.

1 кг=1 дм³(H₂O) t^o=4^oC

Свойства массы:

1. Масса всегда неотрицательна (положительна, кроме фотонов)

2. В классической физике масса тела не зависит от его состояния и от скорости его веществ

3. Масса – величина аддитивная, т.е. масса тела равна сумме масс веществ, его составляющих.

4. Масса замкнутой системы остается неизменной при любых процессах, происходящих в этой системе(закон сохранения массы)

4) Плотность вещества

Пло́тность — скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму

Плотность (плотность однородного тела или средняя плотность неоднородного) находится по формуле:

где m — масса тела, V — его объём

• При вычисления плотности газов эта формула может быть записана и в виде:

 

Как правило, при уменьшении температуры плотность увеличивается, хотя встречаются вещества, чья плотность ведёт себя иначе, например, вода, бронза и чугун. Так, плотность воды имеет максимальное значение при 4 °C и уменьшается как с повышением, так и с понижением температуры относительно этого числа.

При изменении агрегатного состояния плотность вещества меняется скачкообразно

Сила

Сила – количественная мера взаимодействия

Си́ла — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел, а также полей. Приложенная к массивному телу сила является причиной изменения его скорости или возникновения в нём деформаций.

Характеристики:

1. Направление

2. Модуль

3. Точка приложения

Прямую, вдоль которой направлен вектор силы, называют линией действия силы

Принцип суперпозиции сил

Действие каждой силы не зависит от действия других, то есть каждая сила сообщает телу такое ускорение, какое она сообщила бы в отсутствие действия других сил. Это утверждение носит название принципа независимости действия сил (принцип суперпозиции).

Второй закон Ньютона

Второй закон Ньютона – основной закон динамики поступательного движения.

произведение массы тела на его ускорение равно действующей на тело силе (равнодействующей)

В инерциальных системах ускорение, приобретаемое материальной точкой (телом), прямо пропорционально вызывающей его силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки (тела).

Замечания:

1. Справедлив только для и.с.о.

2. Сила – равнодействующая

3. Скорость много меньше скорости света

[F]= =1Н

Третий закон Ньютона

Третий закон Ньютона: силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны.

Отношение модулей ускорений взаимодействующих тел определяется обратным отношением масс и не зависит от природы действующих сил.

Замечания:

1. Силы, о которых идет речь, одной природы

2. Они приложены к разным телам, поэтому не могут уравновесить друг друга

3. За счет внутренних сил система в целом не может приобрести ускорение