Dinamika: osnovni zakoni in opis

V dinamiki so osnovni zakoni, ki jih je ugotovil Newton, dokazali obstoj referenčnega okvira, inercialni. V zvezi s tem se telesa premikajo po enotnem in pravilnem redu ali pa so mirovali. Pod pogojem, da ni prizadetih nobenih drugih teles ali kadar je kompenzirana. Na teh položajih je pomen Newtonovega prvega zakona.

Iz zgodovine

Galileo je prevzel takšno pravilnost. Naredil je poskus z ladjo, v skladu s katero se steklene kroglice lahko hitreje zvijejo. Če se sprosti, se bo zavihal in ustavil le, če doseže drugo stran plovila na isti višini, kot je bila spuščena. Če vzamete bolj podolgovato plovilo, bo rezultat enak.

Če si predstavljate neskončno dolg posodo, ki nima drugega roba, se bo premikala s stalnimi hitrostmi, ki so pravilne in enakomerne, neskončno časa, saj druga roba preprosto manjka. Če si predstavljate neskončno dolg kontejner, ki nima drugega roba, se bo kroglica premikala s konstantno hitrostjo, rectilinearly in enakomerno neskončno število krat, saj drugi rob preprosto manjka.

To opazovanje je znanstveniku omogočilo, da je ugotovilo, da je to naravno stanje predmetov. Gibanje je prav tako naravno kot počitek. Pred tem se je verjel, da je vsako gibanje posledica delovanja sile.

Novejše študije

Predstavljajmo si padalca, ki se hitro skokne. Katere sile delujejo na njem? Najprej je sila teže, ki črpa človeka na zemljo.

Drugič, to je sila zračne upornosti, ki nasprotuje sili teže. Ko so ti dve sili enaki, padalec padne s konstantno hitrostjo.

Zaključki iz primerov

Lahko rečemo, da se v takem referenčnem okviru manifestira temeljna lastnost. Če upoštevamo telo v njem, ki je ne vpliva na silo, ali če je to dejanje kompenzirano, potem telo bodisi počiva ali se gibanje pojavi na enak način, ko je hitrost konstantna na eni črti. Temeljni zakoni dinamike se manifestirajo prav v opisanem procesu.

Analiza Newtonovega drugega zakona

Razmislite o kolesarju, na katerem dve sili delujejo vodoravno:

• pritiskanje pedal;
• odpornost zraka in trenje.

Ko sta ti dve sili enaki, je njihovo skupno delovanje nič. Potem se v skladu z Newtonovim prvim zakonom kolo premika enakomerno in enakomerno.

Kaj se zgodi, če kolesar pritisne pedale težje? Nato se bo F (r) povečal in se bo začel pospešek. Če odstranimo to silo, ostane samo nasprotna sila upora F (conf), ki povzroči pojemek gibanja.

Potrditev drugega zakona dinamike

Newton je trdil, da so jakosti enake masi, pomnoženi s pospeševanjem. To pomeni, da se obravnavajo primeri, ko pride do posledične sile in ni ravnovesja. F (enak) je vsota vseh uporabljenih sil.

Potem sledi, da je (pospešek) = F (enak) / m

Iz tega sledi, da gre za silo, ki povzroči pospešek, in ne obratno. V prisotnosti sile je tudi pospešek.

Primer:

Vzemi avtobus, katerega masa je 2000 kg. Na tem vozilu se vodoravno nahajajo dve sili:

• potisk motorja;
• odpornost zraka in trenje.

Naj bo potisna sila motorja 3000 N, sila upora pa 2500 N. Za uporabo drugega zakona Newtona je racionalen, bo treba najti indeks rezultirajoče sile.

F (enak) = 500 N na desno, saj ima sila smer.

Zato sledi, da je pospešek sila, deljena z množico, saj dinamika govorijo po svojih osnovnih zakonih.

Da bi rešili probleme z uporabo Newtonovega drugega zakona, je pomembno natančno določiti to rezultantno silo.

Dokaz veljavnosti Newtonovih zakonov

Poglejmo si primer s škatlo. Ko leži na mizi, na ta predmet deluje več sil:

• težo;
• reakcija podpore.

Če pritisnete polje na desni, se bo pojavila trenja med njim in mizo. Izračunali bomo rezultantno silo in pospešek.

Vertikalne sile so uravnotežene in kompenzirajo drug drugega. Navpična sila je nič. Dejanja desne in leve sile, katerih razlika kaže prednost pred desno. Pospešek škatle se lahko izračuna tako, da se masa tega predmeta deli s pomočjo razlike s silo.

Razmišljanje prvih dveh izjav Newtona je pomagalo oblikovati pravilo osnovnega zakona dinamike gibanja.

Tretji zakon Newton

Osnovni zakon o dinamiki v primeru rotacijskega gibanja je dejstvo, da je ukrep enak nasprotovanju. Ko eno telo privlači ali odbija drugo, privlači in odbija od prvega z isto silo.

Predstavljajte si avto, ki vstopi v steno s hitrostjo. V tem primeru stroj stisne na debelino stene z določeno silo. Stena reagira in enako vpliva na vozilo.

Posledično, ko stroj potisne steno naprej, slednji potisne avtomobil nazaj. Učinek teh sil je popolnoma drugačen. Stena ostane v istem položaju, prevoz pa je manj srečen. Razlog za ta učinek je pomembna razlika v masi:

a = F / m

Stena ima majhno maso in velik pospešek. In obratno, glede na avto. Ko interakcijo dveh teles, obstajata dve sili, ki morajo izpolnjevati zahteve:

• biti enakovredni;
• nasprotno v smeri;
• biti pritrjeni na različna telesa;
• imajo enako naravo.

Izkušnje s balonom

Osnovni zakon dinamike telesa je mogoče obravnavati z uporabo napihljivega kroglice. Če jo spustite, bo žoga potisnila zrak iz šobe, ki pomaga premikati naprej. To bo dokazilo Newtonovega tretjega zakona. Je preprosta, vendar pogosto povzroča težave pri iskanju rešitev za probleme.

O dinamiki rotacijskega gibanja

Poznavanje osnovnega zakona dinamike trdnega telesa nam omogoča, da upoštevamo zakone rotacijskega gibanja. Za to je treba opozoriti na rešitev osnovnih problemov mehanike, kadar je kadarkoli mogoče označiti položaj telesa v prostoru v primerjavi z drugimi telesi.

V tem primeru govorimo o enodimenzionalnem gibanju. Znano je, da je nekakšno gibanje, pri katerem se vsaka točka premika vzdolž osi vrtenja.

V tem primeru se različne točke telesa gibljejo pri različnih hitrostih po različnih poteh. V tem primeru ostajajo osi in koti vrtenja pogosti. Glede na vrtilno gibanje je bolje domnevati, da je glavna naloga mehanike rešena, če bi bilo mogoče v vsakem trenutku določiti kot vrtenja telesa.

To bo uporaba temeljnega zakona dinamike glede na rotacijsko telo.

Kako izračunati pospešek telesa?

Osnovni zakon dinamike rotacijskega gibanja telesa zahteva določitev tistih sil, ki vplivajo na to. Če poznate te podatke, lahko uporabite Newtonov drugi zakon in kadar koli poiščete pospešek telesa.

Poznavanje takšnih podatkov in uporaba zakonov kinematike lahko najdete koordinate telesa v tem trenutku. To je tehnologija za reševanje osnovne problematike mehanike. Ponovno ga preoblikujemo v vrtilno gibanje, ki se gibljejo v nasprotni smeri od želenega rezultata. Da bi določili vrednost kota vrtenja telesa kadarkoli, je treba opozoriti na kinematiko rotacijskega gibanja, ki vključuje kotni pospešek.

Obstaja enačba, ki omogoča odgovor na vprašanje, kaj bo kotni pospešek.

Če želite ustvariti takšno enačbo, morate zapomniti zakone kinematike rotacijsko gibanje. Če se pričakuje vrsta gibanja značilna hitrost, isti koncept, če upoštevamo vrtilne parametrov gibanja so kotna hitrost - fizikalna količina, ki opredeljuje, kako povezati kota, s katerim se telo zavrti za določeno časovno obdobje na časovni potek tega razmerja.

Kotno hitrost je treba pomnožiti z razdaljo od osi vrtenja do točke zanimanja. Najpreprostejša oblika vrtenja je enakomerna, če se istočasno telo vrti enakomerno brez pospeševanja.

Na telesu, ki se enakomerno vrti, ima vsaka točka svojo hitrost gibanja. In se spreminja v smeri s centripetalnimi indikatorji pospeška.

Smer tega delovanja poteka vzdolž tangentnega polmera do središča kroga.

Neenakomerna rotacija - ta indikator razmerja, s katerim se spreminja kotna hitrost za časovno obdobje glede na trajanje tega intervala.

Zato sledi zakon o spremembi kotne hitrosti:

W (t) = Wo + Et

Komponenta pospeška se lahko usmeri ne le vzdolž polmera, ampak tudi po tangenti. To je pomembno upoštevati pri postopku merjenja.

Povzemimo rezultate

V skladu z osnovnimi dinamičnimi zakoni telo izvaja gibanje na enoten in pravilen način do trenutka, ko na njej delujejo druge sile. Če je telo v mirovanju, se bo nadaljevalo do vpliva sile na njega.

Iz tega sledi, da je gibanje naravno za telo kot za ostale. Če želite spremeniti to ali to stanje, je treba za telo uporabiti določeno silo.Druga točka temeljnega zakona o dinamiki pravi, da posledična sila povzroči pospešek. Če je F (enak) = 0, bo številka pospeška tudi ničla. V tem primeru so kazalniki hitrosti tudi konstantni ali ničli.

Iz tega sledi, da se pravilo prve Newtonove zakonodaje gladko pretaka v drugo. Za učenjake iz XVII. Stoletja so bili ti dokazi največje odkritje.

S pomočjo Newtonovega tretjega zakona je mogoče uspešno rešiti probleme iz poglavja "Dinamika".