Методические указания. Краткие теоретические сведения

Динамика

Краткие теоретические сведения

1. Уравнение движения материальной точки (второй закон Ньютона)

· в векторной форме , или

при m = const, , где – векторная сумма внешних сил, действующих на материальную точку; m – масса; – ускорение;

– импульс; N – число внешних сил действующих на точку.

· В координатной форме (скалярной): , , , где под знаком суммы стоят проекции сил на соответствующие оси координат.

2. Cила упругости ,

где – коэффициент упругости (жесткость в случае пружины); x – абсолютная деформация.

3. Сила гравитационного взаимодействия ,

где G – гравитационная постоянная;

и – массы взаимодействующих тел, рассматриваемых как материальные точки;

– расстояние между ними.

4. Сила трения скольжения , г

де m – коэффициент трения скольжения; N – сила нормальной реакции.

Методические указания

При решение задач данного раздела используются законы Ньютона. При этом особое внимание надо уделять анализу сил, действующих на рассматриваемое тело. Он должен включать: происхождение сил – в результате взаимодействия с каким телом возникла данная сила; природу сил – тяготение, упругость, трение; характер – от каких величин и как зависит данная сила.

Уравнение второго закона Ньютона следует записывать в векторной форме, а затем проецировать его на оси системы координат, выбранной в зависимости от условий задачи.

Законы Ньютона справедливы только для инерциальных систем отсчета. Почти во всех рассматриваемых задачах систему отсчета, связанную с Землей, можно считать инерциальной, если пренебрегать ее ускорением относительно системы неподвижных звезд. Отсюда вытекает ограничение в выборе системы отсчета: она не должна иметь ускорения относительно Земли.

При описании движения тел, связанных между собой, второй закон Ньютона целесообразно применять к каждому телу в отдельности, установив предварительно связь между координатами и кинематическими параметрами этих тел. При этом часто приходится накладывать дополнительные условия на характер связей.