Равномерное движение точки по окружности. Кинематика твёрдого тела | Конспект

Абсолютно твёрдое тело – это тело, взаимное расположение частей которого не меняется.

Поступательное движение – это такое движение тела, при котором любая прямая, проведённая в этом теле, перемещается параллельно самой себе.

Угловая скорость при равномерном вращении – это величина, равная отношению угла поворота тела и промежутку времени, за который этот поворот произошёл.

Период – это время одного полного оборота.

Основное утверждение механики: изменение скорости тела всегда вызвано воздействием на него каких-либо тел. Примеры:

а) тележка начинает двигаться после того, как её толкнут, – результат взаимодействия тележки и человека;

б) ветки деревьев наклоняются в результате порывов ветра – результат взаимодействия ветра и дерева.

Тело может двигаться равномерно и прямолинейно, если на него не действуют другие тела.

Если же тело взаимодействует с другими телами, но действие этих тел скомпенсировано, то тело также двигается равномерно и прямолинейно или находится в состоянии покоя.

Материальная точка – это тело, размерами которого можно пренебречь по сравнению с рассматриваемыми расстояниями. Это модель реального тела. Тело рассматривается как точка, имеющая массу.

Понятием материальная точка удобно пользоваться для описания движения, так как её положение в пространстве можно задавать так же, как и положение геометрической точки.

Если движение тела поступательное, то тело мы тоже можем считать материальной точкой, так как все его точки движутся одинаково.

Брошенный камень можно считать материальной точкой в двух случаях:

1) высота его подъёма много больше размеров камня;

2) он не вращается в воздухе, а движется поступательно.

Существуют системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых тело находится в покое или движется прямолинейно и равномерно, если на него не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано.

Инерциальные системы отсчёта – системы отсчёта, относительно которых тело движется равномерно и прямолинейно, если на него не действует другое тело.

Если тело, на которое не оказывается взаимодействие извне, находящееся в данной системе отсчёта, покоится либо движется равномерно, то эта система отсчёта инерциальная.

Сила \(\overrightarrow{\mathbf{F}}\) – количественная мера взаимодействия тел.

Две силы считаются равными по модулю, если они действуют на тело в противоположных направлениях и не изменяют его скорость.

Силы складываются по правилу сложения векторов: \(\overrightarrow{F}\) = \(\overrightarrow{F_{1}}\) + \(\overrightarrow{F_{2}}\)

Чем больше сила, действующая на тело, тем больше ускорение.

Стремление тел сохранять первоначальное состояние называется явлением инерции. Примеры:

1) поезд начинает тормозить на достаточно большом расстоянии от станции;

2) птица, разогнавшись, перестаёт махать крыльями и летит по инерции.

Если тело движется прямолинейно и скорость его увеличивается, то направление действующей на него силы совпадает с направлением скорости.

Инертность – свойство тела сохранить первоначальное состояние. Масса – мера инертности тела.

Первый закон Ньютона позволяет определить те системы отсчёта, в которых справедливы законы механики, то есть определить инерциальные системы отсчёта. Именно в инерциальных системах отсчёта сила возникает в результате взаимодействия тел. То есть Первый закон Ньютона – самостоятельный и очень важный закон.

Помимо сил взаимодействия телеги и лошади, на каждое из этих тел действуют другие силы. Лошадь копытами толкает дорогу, а дорога толкает лошадь в сторону перемещения; на телегу действует сила трения, направленная в противоположную сторону.