Второй закон Ньютона для точечного тела, движущегося по окружности.

С учетом () и () вращающий момент тела

(5.8)

или

Это выражение представляет собой аналог второго закона Ньютона для вращательного движения, из которого следует, что угловое ускорение твердого тела при вращении вокруг неподвижной оси прямопропорционально вращающему моменту и обратно пропорционально моменту инерции Относительно этой оси. Из этого выражения следует, что момент инерции U является мерой его инертности во вращательном движении вокруг неподвижной оси. В случае поступательного движения мерой инертности, как известно, является масса тела.

Приведите примеры и укажите силы, обуславливающие центростремительное ускорение.

Вращение планет, где в качестве центростремительной силы выступает сила тяжести. Никакой центробежной силы там нет. Центробежная сила это фиктивная сила которую вводят для простоты расчетов, когда проще производить расчеты в неинерциальной системе.

http://scibio.ru/fizika/mekhanika/krivolinejnoe_dvizhenie/primery_sily.html

1.6

Третий закон Ньютона. Примеры.

Два тела, взаимодействующие между собой, всегда действуют друг на друга с силами, векторы которых равны по модулю, противоположны по направлению и лежат на одной прямой.

1. Делая шаг, мы действуем на землю с силой, направленной вниз. От действия нашей силы участок земли под ступнёй деформируется, и возникающие в результате этого упругие силы земли действуют на ступню вверх. Стоя на земле, мы давим на неё вниз с силой, равной силой тяжести, а она в ответ действует на нас с точно такой же силой, направленной вверх.

2. Наглядным примером, иллюстрирующим третий закон Ньютона, может служить плавание человека в воде, когда он движется вперёд, толкая назад воду руками и ногами. Каждый раз, когда он с силой толкает воду назад, такая же по величине сила действует на него вперёд со стороны воды.

3. Взаимодействующие тела действуют друг на друга с равными по величине силами не только при непосредственном контакте, но и на расстоянии. Земля с помощью сил гравитации притягивает Луну с точно такой же силой, с какой Луна притягивает Землю.

Закон сохранения импульса. Реактивное движение.

В замкнутой системе векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

Рассмотрим какие-либо два взаимодействующих тела, входящих в состав замкнутой системы.

Силы взаимодействия между этими телами обозначим.

По третьему закону Ньютона Если эти тела взаимодействуют в течение времени t, то импульсы сил взаимодействия одинаковы по модулю и направлены в противоположные стороны:

 

Применим к этим телам второй закон Ньютона:

где и – импульсы тел в начальный момент времени, и импульсы тел в конце взаимодействия. Из этих соотношений следует:

Реактивное движение — это движение, которое возникает при отделении от тела некоторой его части с определенной скоростью.

1.7.

Момент силы относительно оси

Момент силы - это векторная величина, определяется по формуле

 

Направление вектора момента силы определяется следующим образом. Представляем в какую сторону сила пытается повернуть (тащить) тело относительно точки О, если тело с точкой О закреплены осью. Если по часовой стрелки, то вектор имеет знак "+", если против часовой, тогда знак "-".

 

 

Момент силы реакции опоры отрицательный, так как сила реакции опоры "поворачивает" тело против часовой стрелки

 

 

Момент силы тяжести положительный, так как сила тяжести "поворачивает" тело по часовой стрелки

 

 

Если точка О выбрана на теле момент силы реакции опоры и силы трения положительные, так как силы "поворачивают" тело по часовой стрелки

Плечо силы.

Плечо силы - это длина перпендикуляра из некоторой вымышленной точки О к силе. Вымышленный центр, точку О, будем выбирать произвольно, моменты каждой силы определяем относительно этой точки. Нельзя для определения моментов одних сил выбрать одну точку О, а для нахождения моментов других сил выбрать ее в другом месте!

Выбираем точку О в произвольном месте, больше ее местоположение не изменяем. Тогда плечо силы тяжести - это длина перпендикуляра (отрезок d) на рисунке