Кафедра физики МГТУ им. Н.Э. Баумана (ФН-4)

http:// fn.bmstu.ru
? 2 СЕМЕСТР
? Часть 1 - Физические основы механики
? Часть 2- Основы молекулярной
физики и термодинамики
? Лектор - Афонин Александр Михайлович
? afonin@mx.bmstu.ru
1

Учебный план семестра
? В 1 неделю - 1 лекция и 1 семинар/1 лабораторная
работа (2 часа)
? Контрольные мероприятия
? по лекциям
- рубежный контроль на 9/10 неделе
? по семинарам
- домашнее задание - 12 неделя
? по лаб. работам - защита после их выполнения
?
Выполнение всех контрольных мероприятий
составляет допуск к ЭКЗАМЕНУ.
?

ПОВТОРНО ОБУЧАЮЩИЕСЯ ДОЛЖНЫ НЕ ПОЗДНЕЕ 22
ФЕВРАЛЯ
ЯВИТЬСЯ К ЗАМ. ЗАВ. КАФЕДРОЙ Беззубову Ю.И. для решения
вопросов, связанных с перезачетом.
?

2

Учебные пособия для 2 семестра

?

Пособия подготовлены преподавателями кафедры физики

3

Лекция 2.

Закон сохранения импульса

4

Динамика частицы (материальной точки)

?

Рассмотрением причин изменения состояния
движения занимается часть механики, называемая
динамикой. Ее основой служат три закона
Ньютона, применяемые для описания движения
частицы. С точки зрения построения динамики
они играют такую же роль, как и аксиомы
Евклида в геометрии. Существенное отличие
состоит в том, что законы Ньютона основаны на
обобщении
экспериментальных
фактов
и
наблюдений за окружающим нас материальным
миром.

?

5

1 закон Ньютона

?

В кинематике, где только описываются движения и
не рассматриваются причины, их вызывающие, нет
никакой принципиальной разницы между различными
системами отсчета. Все они равноправны. Иначе
обстоит дело в динамике.
?
Здесь есть существенное различие между разными
системами отсчета и преимущества одного класса
систем отсчета по сравнению с другим.

6

1 закон Ньютона

?

Из опыта следует, что ускорение частицы в
некоторой произвольной системе отсчета может иметь
своей причиной действие на данную частицу каких-то
других частиц, так и свойства самой системы отсчета.

?

Систему отсчета называют инерциальной,
если частица, не подверженная действию
никаких других тел, движется относительно
такой системы отсчета прямолинейно и
равномерно, т. е. с постоянной скоростью , или,
как говорят, по инерции (в частном случае
частица покоится относительно нее).
7

1 закон Ньютона

?

Первый закон классической механики
- закон инерции Галилея – Ньютона:
существуют инерциальные системы
отсчета, в которых при отсутствии
воздействия других частиц частица
сохраняет стационарное состояние
движения: движется равномерно и
прямолинейно (в частном случае покоится).

8

1 закон Ньютона

?

?

Первоначальными опытами было установлено, что ИСО
является Земля. Последующие более точные опыты показали, что
эта система отсчета не совсем инерциальная: были обнаружены
ускорения, существование которых нельзя объяснить действием
каких-либо определенных тел – необходимо учитывать вращение
Земли и ее движение вокруг Солнца (опыт Фуко по сохранению
неизменной плоскости качания маятника с шаровым подвесом без
трения и все аналогичные ему). Заметим, что во многих случаях
систему отсчета, связанную с Землей, можно считать практически
инерциальной.

Наблюдения астрономов за планетами показали
инерциальность гелиоцентрической системы отсчета
(система Коперника, в честь Николая Коперника, 14731543), связанной с центром Солнца и “неподвижными”
звездами.
9

1 закон Ньютона

?

Принцип относительности Галилея: все
инерциальные системы эквивалентны друг
другу по своим механическим свойствам.
? Это значит, что никакими механическими
опытами, проводимыми внутри данной
инерциальной системы, нельзя установить,
покоится эта система отсчета или движется.
? Во всех инерциальных системах отсчета
свойства пространства и времени одинаковы,
одинаковы также и все законы механики. Это
утверждение - один из важнейших принципов
классической механики.
10

1 закон Ньютона

?

Также любая другая система отсчета, движущаяся
равномерно и прямолинейно относительно
гелиоцентрической системы, является инерциальной.
?
Существует не одна, а бесчисленное множество
инерциальных систем отсчета, движущихся
относительно друг друга прямолинейно и равномерно.
?
Системы отсчета, движущиеся с ускорением
относительно инерциальных систем, называют
неинерциальными.

11

1 закон Ньютона

?

Важной особенностью инерциальных систем отсчета является
наличие свойств симметрии времени и пространства.
?
Опыт убеждает, что в этих системах отсчета время однородно, а
пространство однородно и изотропно. Свойства симметрии пространства
и времени тесно связаны с законами сохранения и определяют, что их
должно быть три.
?
Однородность времени заключается в том, что протекание

физических явлений (в одних и тех же условиях) в разное время их
наблюдения одинаково. Иначе говоря, различные моменты времени
эквивалентны друг другу по своим физическим свойствам.
?
Однородность и изотропность пространства заключаются в
том, что свойства пространства одинаковы в различных точках
(однородность), а в каждой точке одинаковы во всех направлениях
(изотропность).
? Примечание. По отношению к неинерциальным системам отсчета
пространство не является однородным и изотропным.

12

1 закон Ньютона

?

13

1 закон Ньютона

?

14

1 закон Ньютона

?

15

2 закон Ньютона

?

16

2 закон Ньютона

?

17

2 закон Ньютона

?

18

2 закон Ньютона

?

19

2 закон Ньютона

?

20

3 закон Ньютона

?

21

3 закон Ньютона

?

22

Система частиц (2 или более частицы)

?

Если рассматривается задача о 3
или более частицах (их движении), то
еще во второй половине XIX века была
доказана теорема о принципиальной
неразрешимости такой задачи (подобно
тому, как при создании теории групп в
начале XIX века, француз Эварист Галуа
доказал теорему о неразрешимости
алгебраических уравнений степени 5 и
выше в радикалах).
23

Система частиц (2 или более частицы)

?

24

Система частиц (2 или более частицы)

?

25

Импульс частицы и системы частиц

?

26

Импульс частицы и системы частиц

?

27

Импульс частицы и системы частиц

?

28

Импульс частицы и системы частиц

?

29

Импульс частицы и системы частиц

?

30

Импульс частицы и системы частиц

?

31

Импульс частицы и системы частиц

?

32

Импульс частицы и системы частиц

?

33

Центр масс системы частиц

34

Центр масс системы частиц

35

Центр масс системы частиц

?

Центр масс системы С - это точка
приложения импульса системы.

36

Центр масс системы частиц

?

37

Центр масс системы частиц

?

38

Центр масс системы частиц

?

39






Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.