Основы динамики

1.

ОСНОВЫ ДИНАМИКИ

2.

Динамика
Раздел механики, в котором
изучают, как взаимодействие тел
влияет на их движение, называется
динамикой.

3.

Динамика
В основе так называемой
классической или
ньютоновской механики лежат
три закона динамики,
сформулированных
И. Ньютоном в 1687 г. Эти
законы играют классическую
роль в механике и являются
(как и все физические законы)
обобщением результатов
огромного человеческого
опыта.

4.

Динамика
Тело движется только в том случае,
если его что-то движет.
Аристотель

5.

Опыты Галилея
Вывод: уменьшение скорости шара при движении по
горизонтальной плоскости обусловлено трением
между шаром и плоскостью: чем больше трение, тем
раньше останавливается шар. При уменьшении
трения шар катится всё дольше и дольше, и… если бы
трения не было совсем, шар катился бы вечно!

6.

Опыты Галилея
Сопоставив движения шара по горизонтальной плоскости с
«вечным» движением небесных тел, Галилей нашёл
разгадку непрекращающегося движения небесных тел: в
космическом пространстве просто нет «трения»!. Характер
движения планет обусловлен силой притяжения со
стороны Солнца.
Так Галилей обнаружил единство законов природы:
движение всех тел – и земных и небесных – подчиняется
одним и тем же законам.
Открытый Галилеем закон получил название закона
инерции.
Закон инерции: если на тело не действует другие тела, скорость тела
не изменяется.

7.

Явление инерции
Способность тел сохранять свою скорость неизменной,
если на них не действуют другие тела, называют
явлением инерции.

8.

Инерциальные системы отсчёта
Закон инерции с хорошей точностью выполняется в системе
отсчёта, связанной с Землёй. Но есть такие системы отсчёта
(СО), в которых закон инерции не выполняется совсем
(например, в разгоняющемся и тормозящем автомобиле
пассажиров без действия внешних сил «бросает» то назад,
то вперёд), есть такие, в которых он выполняется весьма
приближённо (например, система отсчёта, связанная с почти
равномерно движущимся поездом), и такие, в которых он
выполняется с большой точностью (например, СО,
связанная с Землёй).
Продолжая мысленно эту «цепочку», можно представить
такую СО, в которой закон инерции выполняется точно.
Системы отсчёта, в которых выполняется закон
инерции, называют инерциальными (ИСО).

9.

Первый закон Ньютона
Закон инерции получил название первого закона
Ньютона, так как Ньютон включил его в систему
основных законов механики, в качестве первого из них.
Но Ньютон признавал за Галилеем честь токрытия
закона инерции
Существуют системы отсчёта (называемые
инерциальными), относительно которых тела сохраняют
свою скорость неизменной, если на них не действуют
другие тела или действия других тел скомпенсированы.

10.

Принцип относительности Галилея
Представим себе салон самолёта, летящего с постоянной
скоростью. Если не смотреть в окно и отвлечься от звука
двигателей, невозможно определить, летит самолёт или
стоит на земле.
Таким образом, понятия покоя и движения являются
относительными: если в одной ИСО тело покоится, то в
другой ИСО, движущейся относительно первой, это же
самое тело движется с постоянной скоростью.

11.

Принцип относительности Галилея
Относительность покоя и движения – следствие того, что
все инерциальные системы отсчёта равноправны.
Принципиальную невозможность обнаружить «абсолютное
движение» можно сформулировать так:
Во всех инерциальных системах отсчёта все
механические явления протекают одинаково при
одинаковых начальных условиях.
Это утверждение получило название принципа
относительности Галилея.

12.

Сила
Согласно первому закону Ньютона, тело, не подверженное
действию других тел, движется в ИСО с постоянной
скоростью, т.е без ускорения.
Следовательно, ускорение те обусловлено их
взаимодействием друг с другом.
Взаимодействие тел описывают с помощью сил,
действующих между телами, так что
сила – это мера взаимодействия тел.
F – обозначение силы
В международной системе единиц сила измеряется в
Ньютонах (Н).
Силы являются векторными величинами – каждая сила
характеризуется модулем и направлением.
Каждая сила имеет определённую точку приложения.

13.

Силы в механике
Сила всемирного тяготения
Камень падает с ускорением потому, что его притягивает
Земля. Камень тоже притягивает Землю.
Любые два тела притягиваются
друг к другу – по той лишь одной
причине, что они имеют массу.
Эта сила притяжения называется
силой всемирного тяготения или
гравитационной силой.
Для наглядности
масштаб на рисунке не
соблюдён

14.

Закон всемирного тяготения
Две материальные точки массами m1 и m2,
находящиеся на расстоянии R друг от друга,
притягиваются с силой, прямо пропорциональной
их массам и обратно пропорциональной квадрату