1 / 28

Курс общей физики проф. Тюрин Юрий Иванович

Томский политехнический университет ЕНМФ. Курс общей физики проф. Тюрин Юрий Иванович. Адрес: пр. Ленина, 43 , г.Томск, Россия, 634034 tyurin@fnsm.tpu.edu.ru , Тел. 8-3822-563-621 Факс 8-3822-563- 403. Сегодня: понедельник, 17 ноября 2014 г. Лекция 3. Содержание лекции:.

Download Presentation

Курс общей физики проф. Тюрин Юрий Иванович

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Томский политехнический университет ЕНМФ Курс общей физики проф. Тюрин Юрий Иванович Адрес: пр. Ленина, 43, г.Томск, Россия, 634034 tyurin@fnsm.tpu.edu.ru, Тел. 8-3822-563-621 Факс 8-3822-563-403

  2. Сегодня: понедельник, 17 ноября 2014 г. Лекция 3 Содержание лекции: • Введение • Инерциальные системы • отсчета. • Первый закон Ньютона • 2. Второй закон Ньютона. Основные понятия • 3. Третий закон Ньютона • 4. Свойства пространства-времени иуравнения классической динамики. Тема: КЛАССИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА. ЗАКОНЫНЬЮТОНА

  3. Глава 2. КЛАССИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА. ЗАКОНЫ НЬЮТОНА2.1. Введение Динамика (от греческого dynamis  сила) – раздел механики, посвященный изучению движения материальных тел под действием приложенных к ним сил. В основе классической динамики лежат законы Ньютона, из которых получаются все уравнения и теоремы, необходимые для решения задач динамики. Как и другие принципы, лежащие в основе физики, они являются обобщением опытных фактов.

  4. 2.2. Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона

  5. r2 = r1 + vt

  6. 2.3. Второй закон Ньютона. Основные понятия

  7. 2.4. Третий закон Ньютона

  8. 2.5. Свойства пространства-времени и уравнения классической динамики.

  9. 2.6. закон сохранения импульса Рассмотрим физическую систему, состоящую из двух взаимодействующих материальных точек массами m1 и m2 с координатами r1 иr2. Откуда следует соотношение  импульс системы двух взаимодействующих точек при отсутствии внешних сил остается постоянным: р1 + р2 = const. Закон сохранения импульса есть следствие однородности пространства. Третий закон Ньютона позволяет выполнить переход от описания движения отдельной материальной точки к механике системы материальных точек. Силы, действующие на материальные точки системы, можно разделить на внутренние и внешние. Внутренние силы взаимодействия между материальными точками самой системы.

  10. Внешние силы  это силы, с которыми на материальные точки системы действуют внешние тела. Согласно третьему закону Ньютона Fjk+ Fkj = 0, поэтому геометрическая сумма всех внутренних сил равна нулю: F1(i) + F2(i) +…+ Fn(i) = 0 (iintrinsic внутренний), где Fn(i) полная внутренняя сила, действующая на n-ю материальную точку. Пусть F1(e),F2(e) ,…, Fn(e)внешние силы (eextrinsicвнешний), действующие на материальные точки системы. На основании второго закона Ньютона имеем . Сложив эти уравнения, получаем

  11. - суммарный импульс всей системы, равнодействующая всех внешних сил, действующих на систему. Если геометрическая сумма всех внешних сил равна нулю, то и, следовательно, р = const. То есть, если геометрическая сумма всех внешних сил, действующих на систему, равна нулю, то импульс системы сохраняется со временем. Требование попарного равенства величин всех внутренних сил Fjk = Fkjявляется излишне сильным для доказательства закона сохранения импульса. Достаточно условия равенства нулю геометрических сумм всех внутренних сил в системе. Закон сохранения импульса является фундаментальным законом природы, не знающим исключений. И он в этом смысле не является следствием законов Ньютона.

  12. 2.7Движение центра масс Пусть геометрическая сумма внешних сил, действующая на систему материальных точекотлична от нуля и движение описывается уравнением Домножим и разделим правую часть этого равенства на m = m1 + m2 +…+ mn общую массу системы Воображаемая точка массой m с радиус-вектором Rц.м называется центром масс или центром инерции системы (рис. 3.10) Две массы M1 и M2, расположенные на оси x в точках с координатами x1 и x2, обладают центром масс, расположенным в точке с координатой

  13. Центр масс системы движется как материальная точка, в которой сосредоточена вся масса системы, а действующая сила равна геометрической сумме всех внешних сил, действующих на систему, теорема о движении центра масс. Если система замкнута, • то F(e) = 0. В этом случае имеем • центр масс замкнутой системы движется равномерно и прямолинейно. Это соотношение выражает замечательное свойство центра масс: скорость центра масс постоянна в отсутствие внешних сил. . В отсутствие внешних сил скорость центра масс постоянна. Здесь подразумевается радиоактивное ядро, обладающее скоростью перед распадом

  14. Первый закон Ньютона, или закон инерции говорит о том, что существуют системы отсчета, где свободная материальная точка сохраняет состояние покоя или движется без ускорения. Такие системы отсчета называются инерциальными. Второй закон Ньютона справедлив только в инерциальных системах отсчета и утверждает, что действующая на материальную точку сила определяет скорость изменения импульса материальной точки. Третий закон Ньютона отражает тот факт, что сила есть результат взаимодействия тел, и устанавливает, что действию есть всегда равное и противоположное противодействие. До Ньютона не было представления о том, что эти три закона являются основой всей механики. Только Ньютон, исследуя и анализируя движения всевозможных тел, указал, что все сколь угодно сложные механические явления подчинены трем законам динамики.

  15. 2.6 Реактивное движение тел переменной массы Принцип движения ракеты основан на законе сохранения импульса. Ракета с топливом представляет замкнутую систему. Сгорая, газы с большой скоростью истекают из сопла ракеты и воздействуют на ракету, сообщая ей ускорение. Импульс такой системы не изменяется со временем. Поэтому ракета должна начать двигаться в сторону, противоположную истечению газов. Пусть m(t), v(t),mv(t)  масса, скорость и импульс ракеты в момент времени t. Спустя время dt масса ракеты уменьшится на dm, скорость увеличится на dv, а импульс ракеты станет равным (m dm)(v + dv). Импульс газов, образовавшихся за время dt, равенvГdmГ, где vГ скорость истечения газов. Изменение импульса системы равно: (m dm)(v + dv) + vГdmГ – mv = Fdt.

  16. Пусть на ракету не действуют внешние силы: F = 0. Уравнение движения ракеты примет в таком случае вид: vГv = vотн скорость газовой струи относительно ракеты v = vотн или . Последнее соотношение получено К.Э. Циолковским (1857  1935) и называется формулой Циолковского. Для сообщения ракете первой космической скорости v = 8 км/с, при скорости газовой струи vотн = 1 км/с необходимо (m0/m) = 3000. Практически вся масса ракет приходится на топливо. При vотн = 2 км/с (m0/m) = 5,5, а при vотн = 4 км/с (m0/m) =7,4.

  17. Лекция окончена Нажмите клавишу <ESC> для выхода

More Related