Толмачева Нелла Дмитриевна доцент кафедры общей физики

Сегодня: понедельник, 9 мая 2016 г.
Толмачева Нелла Дмитриевна
доцент кафедры общей физики
Академик А.Ф. Иоффе (1880 – 1960),
российский физик, определил физику,
как науку, изучающую общие свойства и
законы движения вещества и поля.
Физика и другие науки
Ричард Фейнман
Физика – это самая
фундаментальная,
самая всеобъемлющая из всех наук:
огромным было её влияние на все
развитие науки.
Понятие механики, модели в
механике
Механика – часть физики, которая
изучает закономерности механического
движения и причины, вызывающие или
изменяющие это движение.
Механическое движение – это
изменение с течением времени взаимного
расположения тел или их частей.
Механика - статика, кинематика и
динамика
.
Галилео Галилей
(Galileo Galilei)
Родился
15 февраля 1564
Пиза (Pisa)
Италия
Умер
8 января 1642
Арчетри (Arcetri)
Италия
астроном, философ и физик.
Важнейшие роботы
улучшение телескопа;
астрономические
наблюдения;
первый закон движения
Исаак Ньютон
(Isaac Newton)
Родился
4 января 1643
Вулсторп (Woolsthorpe)
Англия
Умер
31 марта 1727
Лондон (London)
Англия
физик, математик, астроном,
алхимик и философ
Важнейшие работы
закон всемирного тяготения
дифференциальное и
интегральное исчисления
изобрел зеркальный телескоп
развил корпускулярную теорию света
Альберт Эйнштейн
(Albert Einstein)
Родился
14 марта 1879
Ульм (Ulm)
Германия
Умер
18 апреля 1955
Принцетон (Princeton )
США (New Jersey)
величайший ученый 20 века
Важнейшие работы:
теория относительности;
квантовая и статистическая
механика; космология
Нобелевская премия по
физике 1921
физические модели:
1.абсолютно
твердое
2.материальная точка.
тело
2.2. Система отсчета, тело отсчета
Всякое движение относительно.
Для описания движения вводится система
отсчета
Уравнения движения
Рассмотрим движение материальной
точки относительно некоторой СО K
Пусть за некоторый промежуток
времени материальная точка
переместилась
из точки
пространства M1 в точку M2
Z
М1
L
Соединим начало координат с точками
M1 и M 2
K
- это радиус-векторы r(t1) и r(t2)
------------------------------------------------
Уравнения движения, описывающие
положение материальной точки),
можно записать в векторном виде
или в координатной форме
 
r  r (t )
 x  x(t )

 y  y (t )
 z  z (t )

М2
X
O
r(t1)
r(t2)
Y
 
r  r t   xi  yj  zk ,
Кинематика материальной точки
Траектория. Путь. Перемещение.
  
r  r  r   x  x i   y  y  j   z  z k ;

Δ r  Δxi  Δyj  Δzk ;

Δ r  Δx  Δy  Δz .


Δr dr

  lim  .
Δt dt
2
1
0
2
Δt 0
0
2
2
0
Проекция вектора скорости на оси
координат
dx
 
dt
x
dy
dz
υ y  ; υz  .
dt
dt
dx dy dz

   i  j  k  i  j  k,
dt dt
dt
x
y
z
Модуль вектора скорости:
    
2
2
x
y
2
z
Ускорение. Нормальное и
тангенциальное ускорения
Быстрота изменения скорости по
времени
и
направлению
характеризуются ускорением:

 d
a
dt
При произвольном движении
an
Z
точки имеем:
a
n

 
a (t )  a  an
М
K
O
X
τ
L
aτ
v
r(t)
Y


a a  .
r
2
n
dυ
aτ 
dt
n
a a a
2
2

n
Типы ускорений
Чтобы более наглядно представить свойства
введенных составляющих полного ускорения,
рассмотрим примеры движений частицы, при которых
эти составляющие возникают
Частица движется прямолинейно
vr
ar
aτ
vn
a
Частица движется по дуге окружности
r
an
Вспомним несколько полезных формул:
При равномерном движении
t
S    dt   t
0
При движении с постоянным ускорением
2
at
S  υ 0t 
.
2
    at
0
Обратная
задача
кинематики
заключается в том, что по известному
значению ускорения a(t) найти скорость точки
и восстановить траекторию движения r(t).
t2
 (t )   (t )   a(t )dt
0
t1
t2
r (t )  r (t )   (t )dt.
0
t1
Вращательное движение вокруг
неподвижной оси
Пусть абсолютно твердое
тело вращается вокруг
неподвижной оси ОО'

 dφ
ω
dt
dφ
ω .
dt
Связь линейной и угловой скорости
,
dr Rdφ
υ 
 ωR
dt
dt
Период Т – промежуток времени, в
течение которого тело совершает полный
оборот (т.е. поворот на угол φ  2π )
2π
Т ;
ω
Частота ν – число оборотов тела за 1 сек.
1
ν .
Т
Угловая скорость
2π
ω
 2 πν;
Т

 dω
ε
dt

ε


ε


ε
Выразим нормальное и тангенциальное
ускорения точки М через угловую скорость и
угловое ускорение:
dυ d
dω
aτ 
 (ωR)  R
 Rε;
dt dt
dt
a  R ;

υ
2
an 
 ω R.
R
2
Формулы простейших случаев вращения
тела вокруг неподвижной оси:
- равномерное вращение ε  0; ω  const;
φ  φ0  ωt ;
- равнопеременное
вращение
ω  ω 0  εt
εt
φ  ω 0t 
2
2
ε  const ;
Обратите внимание.
Все
кинематические
параметры,
характеризующие
вращательное
движение (угловое ускорение, угловая
скорость и угол поворота)
направлены вдоль оси
вращения.