Чем меньше изменяется скорость тела при взаимодействии с другими телами, тем ближе его движение к равномерному прямолинейному движению по инерции. Такое тело называют более инертным.
Тема: «Основы динамики»
Первый закон Ньютона (закон инерции). Первый закон Ньютона постулирует существование особого класса систем отсчета. В этих системах отсчета материальная точка (тело), не подверженное внешним воздействиям (такое тело называется свободным), находится в покое или движется равномерно и прямолинейно. Системы отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона, называются инерциальными. В инерциальных системах отсчета явления природы описываются наиболее простыми уравнениями.
Если существует хотя бы одна инерциальная система отсчета, в которой свободные тела покоятся или движутся равномерно и прямолинейно, то существует и бесконечное множество таких систем. Действительно, если в одной инерциальной системе отсчета свободное тело движется с постоянной скоростью и, то в системе отсчета, движущейся с постоянной скоростью v0 относительно первой, это свободное тело будет также иметь постоянную скорость, равную v1 = v0 + v.
Таким образом из первого закона Ньютона следует, что может двигаться как при наличии, так и при отсутствии внешнего воздействия.
Взаимодействие тел. Причиной изменения скорости движения тела всегда является его взаимодействие с другими телами. После выключения двигателя автомобиль постепенно замедляет свое движение и останавливается. Основная причина изменения скорости движения автомобиля — взаимодействие его колес с дорожным покрытием.
Неподвижно лежащий на земле мяч никогда сам собой не приходит в движение. Скорость мяча изменяется только в результате действия на него других тел, например ноги футболиста. При взаимодействии двух тел всегда изменяются скорости и первого, и второго тела, т. е. оба тела приобретают ускорения. Модули ускорений двух взаимодействующих тел могут быть различными, но их отношение оказывается постоянным при любых взаимодействиях: (1)
Инертность тел. Постоянство отношения модулей ускорений двух тел при любых их взаимодействиях показывает, что тела обладают каким-то свойством, от которого зависит их ускорение при взаимодействиях с другими телами. Ускорение тела равно отношению изменения его скорости к времени, за которое произошло это изменение: . Так как время действия тел друг на друга одинаково, изменение скорости больше у того тела, которое приобретает большее ускорение.
Чем меньше изменяется скорость тела при взаимодействии с другими телами, тем ближе его движение к равномерному прямолинейному движению по инерции. Такое тело называют более инертным.
Свойством инертности обладают все тела. Оно состоит в том, что для изменения скорости тела при взаимодействии его с любыми другими телами требуется некоторое время.
Масса тела.Свойство тела, от которого зависит его ускорение при взаимодействии с другими телами, называется инертностью. Количественной мерой инертности тела является масса тела. Чем большей массой обладает тело, тем меньшее ускорение оно получает при взаимодействии.Поэтому в физике принято, что отношение масс взаимодействующих тел равно обратному отношению модулей их ускорений: (2)
За единицу массы в Международной системе принята масса специального эталона, изготовленного из сплава платины и иридия. Масса этого эталона называется килограммом (кг).
Массу mт любого тела можно найти, осуществив взаимодействие этого тела с эталоном массой mэт. По определению понятия массы отношение масс взаимодействующих тел равно обратному отношению модулей их ускорений (2). Измерив модули ускорений ат тела и аэт эталона, можно найти отношение массы тела т, к массе эталона.
(3).Отношение массы тела mт к массе эталона mэт равно отношению модуля ускорения эталона аэт к модулю ускорения тела ат при их взаимодействии.Масса тела может быть выражена через массу эталона: . (4)Плотность вещества. Отношение массы m тела к его объему V называется плотностью вещества: Плотность выражается в килограммах на кубический метр, единицей плотности.
Сила и ускорение. В инерциальных системах отсчета любое изменение скорости тела происходит под действием других тел. Описывая действие одного тела на другое, мы часто говорим о слабом, сильном или очень сильном действии. Но значение слов «сильный удар», «слабый удар», например, при описании действия клюшки хоккеиста на шайбу совершенно неопределенно, пока нет количественной меры действия одного тела на другое. В физике для количественного выражения действия одного тела на другое вводится понятие «сила».
Когда нужно знать ускорение только одного из двух взаимодействующих тел и можно не рассматривать второе тело, то влияние одного тела на другое, вызывающее возникновение ускорения, называют силой, действующей на тело.
Взаимодействие тел может приводить к различным изменениям их скоростей как по модулю, так и по направлению. Поэтому сила характеризуется не только числом, но и направлением.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|