Учебное пособие: Кінематика і динаміка матеріальної точки

Динаміка матеріальної точки. Закони Ньютона.

Інерціальні системи відліку. Принцип відносності

Галілея. -… хвил.

Висновки та відповіді на питання -… хвил.

Навчально-матеріальне забезпечення

Лектор

Організаційно-методичні вказівки до проведення лекції

Перевіряється наявність курсантів та оголошується тема, мета та питання, що вивчаються, дається література.

Пояснити, що механічним рухом називається зміна положення тіла (або його частин) з часом відносно інших тіл. Рух тіл завжди відносний.

Звернути увагу, що при криволінійному русі завдяки зміні напрямку швидкості тіло має нормальне прискорення, а якщо змінюється модуль швидкості, тіло має тангенціальне прискорення.

Пояснити, що основна задача механіки розв’язується за допомогою 3-х основних законів динаміки. Сформулювати і визначити закони Ньютона та принцип відносності Галілея.

Вступ

Прискорення та початкові умови повністю визначають закон руху матеріальної точки. Подальший розвиток науки показав, що в мікросвіті неможливо задати такі початкові умови, які, як і в ньютонівській механіці, повністю визначили б траєкторію мікрочастинки.

Динаміка матеріальної точки базується на трьох основних законах, сформульованих уперше І. Ньютоном.

За допомогою законів Ньютона вирішуються усі задачі динаміки. Закони Ньютона дозволяють звести динамічні задачі до кінематичних.

Згідно з принципом відносності Галілея у всіх інерціальних системах відліку закони механіки однаково справедливі.

І. Форми руху матерії. Поняття механічного руху. Уявлення про властивості простору і часу в класичній механіці

Діалектичний матеріалізм розглядає рух як важливий атрибут, спосіб існування матерії. Рух включає в себе всі процеси, які відбуваються в природі і суспільстві. В загальному вигляді рух - це зміни взагалі, всяка взаємодія матеріальних об’єктів.

Рух матерії різноманітний по своєму прояву і існує в різноманітних формах. Взагалі розглядають три групи руху матерії:

в неорганічній природі;

в живій природі;

в суспільстві.

В кожній і з цих груп є множина форм руху матерії, що пов’язано з невичерпаністю матерії.

До форм руху матерії неорганічної природи відносяться:

просторові переміщення різних тіл; рух елементарних частинок і полів - електромагнітні, гравітаційні, ядерні взаємодії, процеси перетворення атомів і молекул, враховуючи і хімічну форму руху, зміна в структурі макроскопічних тіл - теплові процеси, зміна агрегатних станів, звукові коливання і інші; зміна космічних систем різних порядків - планет, зірок, галактики і інших.

В живій природі - це різноманітні прояви життя: обмін речовин, процеси, відбиваючі зовнішні умови і інші.

Суспільні форми руху включають в себе різноманітні форми прояву діяльності людей від матеріального способу виробництва до людської свідомості.

Закони механічних рухів були в значній мірі пояснені Галілеєм (1564-1642рр) і остаточно сформульовані Ньютоном (1642-1727рр). Механіка Галілея - Ньютона одержала назву класичної механіки.

Згідно Ньютонівської концепції простір - це пусте „вмістилище" подій, рівномірно протікаючи від минулого до майбутнього. Простір і час є абсолютною системою відліку. Таке поняття простору і часу не протирічило класичній механіці і уявленням про евклідову геометрію як універсальну. З точки зору класичної механіки можна було говорити про довжину тіла, не вказуючи, в якій системі відліку ці події розглядаються. Основою, правда, яка явно не формулювалася, для такої точки зору була впевненість в існуванні скільки завгодно швидших сигналів.

ІІ. Кінематика матеріальної точки. нормальне і тангенціальне прискорення

Механіка - це розділ фізики, в якому вивчається найпростіша форма руху матерії - механічний рух, тобто переміщення одних тіл відносно других тіл (або одних частин тіла відносно других його частин). Механічний рух виникає в результаті взаємодії даного тіла з другими тілами.

Питання про взаємодію (природа сил діючих на тіла) виходить за рамки механіки. Взаємодія тіл вивчається в розділах фізики: молекулярної фізики, електродинаміки та ін.

Основна задача механіки полягає в тому, щоб, знаючи сили, діючі на тіло, визначити положення (координати) цього тіла в любий проміжок часу. Це пряма задача механіки. Оберненою задачею є знаходження сил, які спричинили цей рух.