Динамические характеристики поступательного движения

1. 
   Масса _– мера инертности тела, характеризует способность тела сопротивляться изменению состояния движения (покой, равномерное прямолинейное движение, вращение и т.д.). Обозначается , единица измерения: кг
   
2. 
   Сила – векторная величина, характеризующая действие на данное тело другого тела или поля. Обозначение , единица измерения – Ньютон (Н).
   
3. 
   Импульс (количество движения) _– векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость. Обозначается , единица измерения кг м/с.
   

Динамические характеристики вращательного движения

1. 
   Момент инерции _– мера инертности тела, характеризует способность тела сопротивляться изменению состояния вращения. Определяется не только массой тела, но и расстоянием каждой его точки до оси вращения. Обозначается I, единица измерения: кг м²
   
2. 
   Момент силы – векторная величина, характеризующая вращающее действие силы на данное тело. Момент силы относительно данной оси вращения является векторным произведением радиус-вектора , проведенного от оси вращения до точки приложения силы, на вектор силы . Модуль рассчитывается как произведение величины силы на плечо действия силы (длина перпендикуляра, опущенного от оси вращения на линию действия силы). Обозначение , единица измерения: Н м. Вектор момента силы направлен по оси вращения, направление определяется по правого винта (правилу буравчика).
   
3. 
   Момент импульса материальной точки относительно точки О _– векторная величина, равная векторному произведению радиус-вектора и вектора импульса . Обозначается , единица измерения кг м²/с. Проекция вектора момента импульса относительно точки О на ось вращения , проходящую через эту точку, называется моментом импульса относительно оси и является скалярной величиной.
   

---

Таблица 1.1. Динамическое описание движения

Поступательное движение	Вращательное движение
Динамические характеристики движения
Сила	r Момент силы M  rF sin(rˆ;F)
Массаm	Момент инерции m
Импульс	Момент импульса
Основной закон динамики (второй закон Ньютона)
	=
Работа и кинетическая энергия
Работа

Замкнутая система тел – совокупность тел, не взаимодействующих с внешними телами. Закон сохранения импульса: в замкнутой системе импульс системы (полный вектор) остается постоянным несмотря на то, что импульсы отдельных частиц могут меняться при их взаимодействии

---

(1.7)

Закон сохранения момента импульса: суммарный вектор момента импульса замкнутой системы не изменяется с течением времени

(1.8)

Теорема о кинетической энергии: изменение кинетической энергии системы происходит за счет работы внешних и внутренних сил, действующих на тела системы:

(1.9)

Центр масс механической системы (центр инерции) – геометрическая точка, для которой сумма произведений масс всех материальных точек, образующих механическую систему, на их радиус векторы, проведенные из этой точки, равна нулю. Центр масс характеризует движение системы как целого.



Теорема Кенига: Кинетическая энергия системы равна сумме кинетической энергии поступательного движения системы суммарной массой m со скоростью движения центра масс и вращательного движения системы относительно оси, проходящей через центр масс

(1.11)

Закон сохранения механической энергии: механическая энергия замкнутой системы не изменяется, если все внутренние силы консервативны (их работа не зависит от формы траектории и определяется только начальной и конечной точками).

(1.12)

Мощность – производная по времени от работы, по смыслу – скорость, с которой совершается работа. Мощность может быть найдена как скалярное произведение силы на скорость движения тела:

(1.13)

Поскольку работа равна изменению энергии системы, то мощность равна производной энергии по времени.

(1.14)

2. ЭЛЕКТРОСТАТИКА

Любое заряженное тело создает в пространстве вокруг себя электрическое поле и может взаимодействовать с внешним электромагнитным полем. Основное свойство электрического поля, отличающее его от других полей: оно действует на помещенные в него электрические заряды с силой, пропорциональной величине заряда и не зависящей от скорости движения заряда. Поле, создаваемое неподвижными зарядами, называется

---

электростатическим. Знание характеристик электрического поля требуется при работе с линиями связи, антеннами, резонаторами, полупроводниковыми приборами и другими устройствами

Электростатика – раздел, в котором изучаются свойства электрического поля, созданного неподвижными зарядами.

Известны два типа электрических зарядов: положительные и отрицательные. Величина заряда измеряется в Кулонах (Кл). Заряд какого-либо тела или системы может изменяться только порциями (квантами). Минимальная порция соответствует элементарному заряду и равна модулю заряда электрона . В электрически изолированных системах, в которых отсутствует обмен заряженными телами с окружающей средой, всегда выполняется закон сохранения электрического заряда: суммарный заряд электрически изолированной системы остается постоянным, какие бы процессы ни происходили в системе.

Точечные электрические заряды (размерами которых в условиях данной задачи можно пренебречь) взаимодействуют между собой по закону Кулона, где модуль силы Кулона:

(2.1)

В векторной форме закон Кулона:

(2.2)

Сила Кулона направлена вдоль линии, соединяющей заряды, а коэффициент k зависит от системы единиц измерения. В СИ , где

- электрическая постоянная, а - относительная диэлектрическая проницаемость среды, – расстояние между зарядами.



а) б) в)

Рис. 2.1 Взаимодействие разноименных (а) и одноименных зарядов (б, в) Разноименные заряды притягиваются друг к другу (Рис. 2.1 а), одноименные – отталкиваются (Рис.2.1 б, в).

Основные характеристики электростатического поля

Взаимодействие зарядов осуществляется посредством электрического поля. Электрическое поле обнаруживается по его действию на электрический заряд, причем сила действия электрического поля не зависит от скорости движения заряда.

---

1) Силовая характеристика электрического поля: напряженность электрического поля , численно равная силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля.

(2.3)

Вектор напряженности начинается в рассматриваемой точке и сонаправлен с вектором силы, действующий на пробный положительный заряд, помещенный в эту точку поля.

Для вектора напряженности выполняется принцип суперпозиции, следующий из принципа независимости сил: напряженность поля в данной точке, созданная несколькими источниками, равна геометрической (векторной) сумме векторов напряженности, созданных каждым источником в отдельности.

(2.4)

Если известен вектор напряженности в данной точке, то сила, действующая на заряд, помещенный в эту точку, равна

(2.5)

Направление силы и направление напряженности совпадают, если заряд положительный. Если заряд отрицательный, то сила действует против вектора напряженности.

2) Энергетическая характеристика электростатического поля: потенциал.

Потенциал – скалярная величина, численно равная потенциальной энергии единичного положительного заряда, помещенного в данную точку поля.

(2.6)

Потенциал может иметь положительное и отрицательное значение. Поскольку значение потенциальной энергии определяется с точностью до некоторой постоянной, то и потенциал определяется с точностью до некоторой постоянной. Принято считать, что потенциал поля в точке, находящейся бесконечно далеко от источника, равен нулю. Потенциал поля, созданного несколькими зарядами в данной точке, равен алгебраической сумме потенциалов, созданных в данной точке каждым зарядом в отдельности

(2.7)

3) Разность потенциалов определяется работой поля, необходимой для перемещения заряда в электростатическом поле из одной точки в другую:

(2.8)

4) Вектор электростатической индукции (электростатического смещения) - также силовая характеристика электростатического поля, не зависящий от свойств среды

---

Смотрите также файлы

• Задание 1 Определять сущность экономической безопасности как научной категории.docx

• Список педагогов мбоу сош 2 с. Самашки, прошедших кпк в 20202022 уч гг.docx

• Определите преимущества и недостатки использования стратегической ориентации на проектную форму организации и оплаты труда производственного персонала, заполнив для этого соответствующие графы таблицы.docx

• Халмуратов Азизбек Халмуратович москва 2023 Практическое занятие.docx

• Отчёт по статьям Статья 2.pdf