Orice organism dispus în apropierea Pământului, forța gravitațională acționează F, sub influența pe care, în conformitate cu miza pentru a doua-Newton, corpul începe să se miște cu o accelerație de cădere liberă g. Ta Kim, în cadrul de referință asociat cu pământ, pentru fiecare corp de masă m dei există o forță
numita gravitație.
Conform legii INDIVIZI-cer fundamental - legea generalizate Ga-Lila, toate organismele din aceeași toamna câmpul gravitațional cu aceeași accelerație rd. Prin urmare, în această locație Pământului accelerația gravitațională este aceeași pentru toate organismele. Aceasta variază în apropierea suprafeței Pământului cu o lățime în intervalul
9780 m / s 2 la ecuator la 9832 m / s 2 la poli. Acest lucru se datorează diurn pământ Vera-scheniem în jurul axei sale, pe de o parte și pământul oblateness - pe de altă parte (raze ecuatorială și polar-ra pământ sunt, respectiv, 6378 și 6357 km). Deoarece valorile de diferență este depozite mici de g, accelerarea pas Denia, care este utilizat în rezolvarea problemelor practice, este egală cu 9,81 m / s2.
Dacă vom neglija rotația zilnică a Pământului în jurul axei sale, forța gravitațională și forța gravitațională egală între ele:
în cazul în care masa M a Pământului; distanța R între corp și centrul Pământului. Această formă de la este dată pentru cazul în care corpul se află la suprafața Pământului.
Lăsați corpul este situat la o înălțime h de la suprafața Pământului, raza r0- a Pământului, atunci
t. e. forța gravitațională departe scade suprafața pământului.
În fizică se aplică, de asemenea, conceptul de greutate corporală. greutatea corporală este menționată forța cu care corpul datorită gravitației pământ care acționează asupra suportului (sau suspensie), corpul de reținere din liberă pade-TION. Greutatea corporală este prezentată numai în cazul în cazul în care corpul se mișcă cu accelerație diferită de g, m. e. atunci când corpul cu excepția gravitației acționează alte forțe. Co-picioare corp, în care se deplasează numai prin acțiunea gravitației, se numește la starea de imponderabilitate.
Astfel, forța gravitațională acționează întotdeauna-și w apare numai în cazul în care corpul cu excepția gravitației acționează încă alte forțe, prin care corpul este accelerat și, diferind de NYM g. În cazul în care corpul se mișcă în câmpul gravitațional al Pământului cu ag accelerație. ceva de la acest organism o forță suplimentară se aplică N. satisface
t. e. în cazul în care corpul este în repaus sau se mișcă uniform, atunci a = 0 și P „= mg. În cazul în care corpul-motion se mișcă liber în câmpul gravitațional de-a lungul oricărei traiectorii-RII și în orice direcție, și a = g F „= 0 ,. E. Corpul va greutate. De exemplu, ei sunt imponderabile-corp pe mersul pe jos nava spatiala, sa medie liber în mișcare în spațiu.
9. Forțele de frecare:
frecare uscată - FTR = μN, unde p - coeficientul de frecare.
frecare vâscoasă - FTR = -μv.
10. Energie, lucrul mecanic, puterea
Energie - o măsură universală a diferitelor forme de mișcare TION și interacțiune. Diferitele forme de mișcare leagă diverse forme de energie: mecanică, termică, solenoid-ing, nucleare, etc. În unele fenomene contează mișcare nu se schimbă forma (de exemplu, corpul cald se încălzește la rece-ing), în altele - devine cote diferite. -lea (de exemplu, datorită mișcării de blană frecare nical este convertită în căldură microfonie). Cu toate acestea, este esențial ca, în toate cazurile, energia dată în sus (într-o formă sau alta), un corp la altul corp, egală cu energia primită de acesta din urmă organism.
Schimbarea mișcarea mecanică a corpului cauzată de forțele care acționează pe ea de celelalte organisme. că
caracterizează cantitativ schimbul de energie între organismele care interacționează-conductive în mecanică este introdusă în forță de muncă nyatie.
Când corpul se mișcă rectiliniu și are o forță constantă F. care face un unghi a cu deplasarea la bord, activitatea acestei forțe este egală cu produsul dintre proiecția Fs forță pe direcția de deplasare (Fs = Fcos), înmulțită cu deplasarea punctului de aplicare a forței:
În general, forța poate schimba Xia ca mod, și direcția, astfel încât formula (11.1) pentru a utiliza non-lzya. În cazul în care, cu toate acestea, să ia în considerare elementele de deplasare Tarn dr, atunci forța F poate fi considerată constantă, iar mișcarea punctul său
Aplicații - drepte. forță de funcționare Elemente-tară F pentru a muta dr numit scalar
și unde - unghiul dintre vectorii F și dr; DS = | dr | - calea elementară; Fs - proiecția pro-vector al F pe dr vector (Figura 13.).
Forța de muncă în zona traiectoriei de la punctul 1 la punctul 2 este egală cu suma algebrică a lucrărilor pe secțiuni elementare infinitezimale individuale ale drumului. Această sumă-ma este integrala
Pentru a calcula această integrantă este necesar să se cunoască dependența Fs forței de cale s-a lungul căii 1 -2. Lăsați această dependență este prezentată grafic (fig. Apoi, munca necesară A se determină pe o suprafață grafic-ke hașurată a figurii. De exemplu, în cazul în care corpul se mișcă într-o linie dreaptă, forța F = const și = const, obținem
în cazul în care s - a corpului distanța parcursă
Din formula rezultă că, atunci când </2 работа силы положительна, в этом случае составляющая Fs совпадает
direcție ca mișcare vectorul viteză zheniya v (vezi. fig. 13). Dacă > / 2, forța de muncă este negativ. Când = / 2 (forță direcționată perpendicular re-deplasări) forță de operare este egală cu zero.
O unitate de lucru - jouli (J): 1 J - lucrările efectuate de forța 1 N pe o cale de 1 m (1 J = 1 N • m).
Pentru caracterizarea ratei de muncă co-consummate, a introdus conceptul de cardinalitate-Ness:
În timpul dt forța F funcționează F dr. și puterea dezvoltată de această forță la un moment dat
.. R e este produsul intern al vectorului torusului forță asupra vitezei la care punctul de mișcare al aplicării forței; N - cantitatea scalară.
putere unitate - wați (W): W 1 - putere la care în timpul funcționării se efectuează cu 1 până la 1 J (1 watt = 1 joule / sec).
energia 11.Kineticheskaya a sistemului mecanic - energia mișcării mecanice a sistemului.
F. Forța care acționează asupra corpului în staționare și determinând mișcarea sa, face Rabo, și energia unui corp de vârstă în mișcare este cantitatea de muncă cheltuită. Astfel, forța de funcționare F dA pe corpul Koto-ing pista a avut loc în timpul creșterii vitezei de la 0 la v, este de a crește energia cinetică a corpului dT, r. F.
Folosind a doua lege a lui Newton F = MDV / dt
și înmulțirea ambele părți ale egale TION pe dr mișcare. obținem
Astfel, masa m un corp în mișcare cu o viteză Xia v, are o energie cinetică
Din formula (12.1) că energia cinetică depinde de masa și viteza corpului, adică. E. Kinetic energie a sistemului este o funcție a stării sale de mișcare zheniya.
In derivarea (12.1) ipoteza sa presupus că mișcarea este considerată un sistem de referință inerțial, deoarece altfel nu ar putea fi utilizate pentru Newton-Kona. În diferite cadre de referință inerțiale care se deplasează în fiecare mente cu privire la alte viteza corpului, și, în consecință, TION, iar energia cinetică va varia. Astfel, energia cinetică-LIC depinde de alegerea sistemului de referință.
12.Potentsialnaya energie - sistem de lic-energie mecanică a corpurilor este determinată de poziția lor relativă și forțele Caracteristici de rom de interacțiune între ele.
Să corpurile de reacție transportate etsya de câmpurile de forță (de exemplu, măsoară domeniul forțelor elastice câmpului forțelor gravitaționale-TION), caracterizat prin aceea că activitatea desfășurată de către o forță de-E atunci când se deplasează corpul unui polo-zheniya la altul, indiferent de plus, o traiectorie se mișcă produ-zoshlo, dar numai pe pozițiile inițiale și finale. Astfel de domenii de legare de potențial și puterea dei le stvuyuschie - conservatoare. În cazul în care activitatea desfășurată de forța depinde de calea corpului de la un punct la altul, o astfel de forță se numește disipativ; exemplul ei este si la frecare.
Corpul este într-un domeniu potențial de forțe are potențialul energetic II. Lucrul forțele conservatoare din elementele-tară (infinitezimale) schimbă configurația sistemului este egală cu creșterea energiei potențiale, luat cu semnul minus, deoarece locul de muncă se face în detrimentul pierderii de energie potențială:
munca dA este exprimat ca un produs scalar al forței F asupra mișcării și dr expresia (12.2) poate fi scrisă ca
Prin urmare, în cazul în care funcția P (r), cu formula (12.3) poate fi găsit forța F în mărime și direcție.
Energia potențială poate fi determinată din (12.3) ca
unde C - .. constantă de integrare, adică, energia potențială este determinat cu o anumită constantă arbitrară este. Acest lucru, cu toate acestea, nu afectează legile fizice, deoarece acestea conțin sau diferență în energiile potențiale ale celor două poziții ale corpului sau P derivat pe coordonate. Prin urmare, potențialul de energie-ing corp în anumite poziții definite evaluat considerate a fi zero (nivel de referință ai Biranne zero), iar energia corpului în alte poziții relative de numărare la nivelul zero. Pentru forțele conservatoare
sau în formă de vector
-gradP F = (12.4) unde
(I, j, k - vectorii unitare ale coordonatelor-axele). Vector definit expresie-niem (12,5), se numește gradientul ska lyara P.
Pentru el, de asemenea, desemnarea P utilizat împreună cu grad de desemnare P. ( «nabla") se referă la vectorul simbolic este numit-mea operatoromGamiltonaili nabla-operatorul:
Forma particulară a funcției P depinde de natura câmpului de forță. De exemplu, într-un potențial energetic al unui corp de masă m, sub-nyatogo o înălțime h deasupra suprafeței Terr-Do, este egal cu
în cazul în care înălțimea h este măsurată de la nivelul zero pentru care P0 = 0. Expresia (12,7) rezultă direct din faptul că energia potențială este egală cu forța de gravitație, atunci când corpul este lăsat să cadă de la o înălțime h la suprafața Pământului.
Deoarece originea este aleasă la întâmplare, energia potențială poate avea o valoare negativă (energie-ki cinetică este întotdeauna pozitiv pe!>. Presupunând că un zero, situată pe suprafața solului a corpului energia potențială, energia potențială a corpului situată în partea inferioară a arborelui (adâncimea h '), P = -mgh'.
Noi găsim energia potențială a corpului deformată elastic (arc). forța elastică este proporțională cu deformare-mațiile:
în care Fxupr- proiecție forță elastică pe axa x; k - coeficientul de elasticitate (un arc - duritate) și minus sign-AUC arată că Fxupr direcționată invers față de deformare x.
Potrivit treia legea lui Newton, forța de deformare-miruyuschaya este egală cu forța elastică modulo și o direcție opusă pe, adică. E.
și munca totală
Este de a crește energia potențială a arcului. Astfel, energia potențială a corpului deformată elastic
Energia potențială a sistemului, sub-BNO energia cinetică este un sistem de stare funcție-TION. Depinde numai la configurația sistemului și sa pus-TION în ceea ce privește organismele externe.
Energia mecanică totală a sistemului, am - energia mișcării mecanice și de interacțiune:
t. e. egală cu suma cinetic și potențial de valorificării potențialului energetic.