Механической системой материальных точек или тел называется такая их совокупность, в которой положение или движение каждой точки (или тела) зависит от положения и движения всех остальных.
Материальное абсолютно твердое тело мы также будем рассматривать как систему материальных точек, образующих это тело и связанных между собой так, что расстояния между ними не изменяются, все время остаются постоянными.
Классическим примером механической системы является солнечная система, в которой все тела связаны силами взаимного притяжения. Другим примером механической системы может служить любая машина или механизм, в которых все тела связаны шарнирами, стержнями, тросами, ремнями и т.п. (т.е. различными геометрическими связями). В этом случае на тела системы действуют силы взаимного давления или натяжения, передаваемые через связи.
Совокупность тел, между которыми нет никаких сил взаимодействия (например, группа летящих в воздухе самолетов), механическую систему не образует.
Силы, действующие на точки или тела системы, можно разделить на внешние и внутренние.
Внешними называются силы, действующие на точки системы со стороны точек или тел, не входящих в состав данной системы.
Внутренними называются силы, действующие на точки системы со стороны других точек или тел этой же системы. Будем обозначать внешние силы символом - , а внутренние - .
Как внешние, так и внутренние силы могут быть в свою очередь или активными , или реакциями связей.
Реакции связей или просто – реакции , это силы которые ограничивают движение точек системы (их координаты, скорость и др.). В статике это были силы заменяющие связи.
Активными или задаваемыми силами называются все силы, кроме реакций.
Разделение сил на внешние и внутренние является условным и зависит от того, движение какой системы тел мы рассматриваем. Например, если рассматривать движение всей солнечной системы в целом, то сила притяжения Земли к Солнцу будет внутренней; при изучении же движения Земли по её орбите вокруг Солнца та же сила будет рассматриваться как внешняя.
Внутренние силы обладают следующими свойствами:
1. Геометрическая сумма (главный вектор) всех внутренних сил системы равняется нулю.
По третьему закону динамики любые две точки системы действуют друг на друга с равными по модулю и противоположно направленными силами и , сумма которых равна нулю.
2. Сумма моментов (главный момент) всех внутренних сил системы относительно любого центра или оси равняется нулю. Если взять произвольный центр О , то . Аналогичный результат получится при вычислении моментов относительно оси. Следовательно, и для всей системы будет:
Из доказанных свойств не следует, однако, что внутренние силы взаимно уравновешиваются и не влияют на движение системы, так как эти силы приложены к разным материальным точкам или телам и могут вызывать взаимные перемещения этих точек или тел. Уравновешенными внутренние силы будут тогда, когда рассматриваемая система представляет собою абсолютно твердое тело.
Замкнутая система – это система, на которую не действуют внешние силы.
Примером физической замкнутой системы может служить горячая вода и пар в термосе. В замкнутой системе количество вещества и энергии остается неизменным. Замкнутая система является некоторой идеализацией (модельным представлением), поскольку полностью изолировать какую-то совокупность компонентов от внешних воздействий невозможно.
19.Закон сохранения импульса .
Закон сохранения импульса : Векторная сумма импульсов двух тел до взаимодействия равна векторной сумме их импульсов после взаимодействия.
Обозначим массы двух тел и и скорости до взаимодействия , а после взаимодействия (столкновения)
По третьему закон Ньютона силы, действующие на тела при их взаимодействии, равны по модулю и противоположны по направлению; поэтому их можно обозначить
Для изменений импульсов тел при их взаимодействии на основании Импульса силы можно записать так
Для первого тела:
Для второго тела:
И тогда у нас получается, что закон сохранения импульсов выглядит так:
Экспериментальные исследования взаимодействий различных тел - от планет и звезд до атомов и элементарных частиц - показали, что в любой системе взаимодействующих между собой тел при отсутствии действия сил со стороны других тел, не входящих в систему, или равны нулю, сумма импульсов тел остается неизменной.
Необходимым условием применимости закона сохранения импульса к системе взаимодействующих тел является использование инерциальной системы отсчета.
Время взаимодействия тел
Импульс 1 тела до взаимодействия
Импульс 2 тела до взаимодействия
Импульс 1 тела после взаимодействия
Импульс 2 тела после взаимодействия
Система называется замкнутой вдоль определенного направления, если проекция равнодействующей внешних сил на это направление равна нулю.
Силы взаимодействия между телами системы называются внутренними силами
Силы взаимодействия между телами системы и телами, не входящими в систему – внешними силами
При столкновении шаров:
согласно третьего закона ньютона
согласно второму закону Ньютона ,
, 
Закон сохранения импульса
Суммарный импульс замкнутой системы тел остается постоянным при любых взаимодействиях тел системы между собой
Закон сохранения импульса:
Геометрическая сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.
Импульс сохраняется и для систем микрочастиц, для которых законы Ньютона не применимы.
Закон сохранения импульса является следствием однородности пространства.
Примером проявления закона сохранения импульса является реактивное движение. Оно наблюдается в природе (движение осьминога) и очень широко в технике (водометный катер, огнестрельное оружие, движение ракет и маневрирование космических кораблей)
Импульсом системы тел называется векторная сумма импульсов тел, входящих в систему.
Удар – это кратковременное взаимодействие тел, приводящее к упругой или пластической деформации тел, к резкому изменению скоростей тел и появлению больших сил взаимодействия. Удар называется центральным, если вектора скоростей проходят через центр масс тел.
Под столкновением в физике понимают взаимодействие тел при их относительном перемещении. Для классификации результатов этого взаимодействия вводят понятие абсолютно неупругого и абсолютно упругого ударов
Абсолютно неупругий удар – столкновение, после которого тела движутся с одинаковой скорость как единой целое.
Энергия при этом не сохраняется
Абсолютно упругий удар – столкновение, при котором деформация тел оказывается обратимой, т.е. исчезающей после прекращения взаимодействия.
Энергия при таком ударе сохраняется.
При нецентральном абсолютно упругом столкновении одинаковых шаров они разлетаются под углом 90о друг к другу.
При упругом центральном ударе покоящийся шар приобретает большую скорость, чем при неупругом ударе, при котором часть энергии расходуется на деформацию шара.
Скорости тел после абсолютно упругого удара зависят от соотношения массы этих тел.
РАКЕТЫ (уч.10кл. стр.128-129)
Закон сохранения импульса.(см.выше)
Реактивное движение. Определение. Примеры
Устройство ракеты.
Изменение массы ракеты при полете.
Уравнение движения ракеты ДОПОЛНИТЬ
Реактивное движение – движение возникающее при отделении от тела с некоторой скоростью какой-либо его части.
ДАТЬ ДРУГОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕАКТИВНОГО ДВИЖЕНИЯ
m1- масса топлива, m2 – масса ракеты
Скорость истечения реактивной струи можно считать постоянной.
По мере расходования топлива общая масса уменьшается и соответственно увеличивается скорость (согласно закону сохранения импульса)
Реактивная сила, появляющаяся вследствие истечения горячих газов, приложена к ракете и направлена противоположно скорости реактивной струи. Эта сила определяется расходом топлива в единицу времени и скоростью истечения газов относительно ракеты.
ДАТЬ УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ РАКЕТЫ ЧЕРЕЗ ИМПУЛЬСЫ С УЧЕТОМ РАСХОДА ТОПЛИВА
Большая заслуга в развитии теории реактивного движения принадлежит К.Э.Циолковскому.
Он разработал теорию полета тела переменной массы (ракеты) в однородном поле тяготения и рассчитал запасы топлива, необходимые для преодоления силы земного притяжения; основы теории жидкостного реактивного двигателя, а так же элементы его конструкции; теорию многоступенчатых ракет, причем предложил два варианта: параллельный (несколько реактивных двигателей работают одновременно) и последовательный (реактивные двигатели работают друг за другом).
К.Э.Циолковский строго научно доказал возможность полета в космос с помощью ракет с жидкостным реактивным двигателем, предложил специальные траектории посадки космических аппаратов на Землю, выдвинул идею создания межпланетных орбитальных станций и подробно рассмотрел условия жизни и жизнеобеспечения на них.
Технические идеи Циолковского находят применение при создании современной ракетно-космической техники.
Движение с помощью реактивной струи, по закону сохранения импульса, лежит в основе гидрореактивного двигателя. В основе движения многих морских моллюсков (осьминогов, медуз, кальмаров, каракатиц) также лежит реактивный принцип.
МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА (уч.10кл. стр.134)
Работа как пространственная характеристика силы.
Определение работы. Единицы измерения
Геометрический смысл работы
Зависимость знака работы от взаимной ориентации силы и перемещения
Работа сил реакции, трения, тяжести
Суммарная работы нескольких сил
Не зависимость работы силы тяжести от траектории перемещения
Перейти на страницу: 18
При расчёте скорости полёта, исходя из опытных данных, используется закон сохранения момента импульса при неупругом ударе и закон сохранения полной механической энергии после его завершения.
2. Скорость.Физический смысл. Средняя и мгновенная скорость поступательной величины.Единицы измерения
Скорость - физическая величина, характеризующая движение тела в пространстве. Физический смысл - Изменение координаты в единицу времени.
Средняя скорость движения характеризует быстроту изменения пути во времени. Мгновенная скорость (обычно используется термин скорость ) характеризует быстроту изменения радиуса-вектора материальной точки во времени. Единицы измерения: Километр в час, Метр в секунду
3. Механическая система
Механическая система - это совокупность взаимодействующих другу с другом и с внешними телами материальных точек, движение которых подчиняется согласно законам классической механики.
4. Импульс тела.Единица измерения
Импульс тела - это физическая векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость. Измеряется кг*м/с
5. Полный импульс механической системы
закон сохранения импульса в замкнутой системе, который формулируют так: полный импульс замкнутой системы тел остается постоянным при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.
6.замкнута механическая система
Замкнутой механической системой точек мы называем такую систему, в которой движение частиц обусловлено только силами взаимодействия, или внутренними силами
7.Закон сохранения импульса замкнутой механической системы в общем виде и его применение для данной работы
p=p 1 +p 2 =const.
Формула выражает закон сохранения импульса в замкнутой системе , который формулируют так: полный импульс замкнутой системы тел остается постоянным при любых взаимодействиях тел этой системы между собой. Иными словами, внутренние силы не могут изменить полного импульса системы ни по модулю, ни по направлению.
8.понятие энергии.кинетическая энергия тела.единицы измерения
Энергия - общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. кинетической энергией называется величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости. =Дж
9. потенциальная энергия тела,поднятого над поверхностью земли.потенциальная энергия сжатой пружины
Потенциальная энергия - энергия взаимодействия тел или частей тела
Величина mgh - это потенциальная энергия тела, поднятого на высоту h над нулевым уровнем.
это потенциальная энергия сжатой пружины
10.закон сохранения механической энергии.условия его выполнения.применение этого закона на данной работы
Если в замкнутой системе не действуют силы, трения и силы сопротивления, то сумма кинетической и потенциальной энергии всех тел системы остается величиной постоянной .
11.упругий и неупругий удары
- абсолютно упругий , при котором полная механическая энергия сохраняется, то есть внутренняя энергия частиц не меняется. Во взаимодействующихтелах не остается деформаций.
Абсолютно неупругий ,при котором частицы «слипаются», двигаясь дальше как единое целое или покоясь. Кинетическая энергия частично или полностью превращается во внутреннюю.
12 вывод расчетной формулы
При соударении пули с маятником справедлив закон сохранения импульса
где m – масса пули, M – масса маятника, v – скорость пули, V – скорость маятника непосредственно после удара.
В термодинамике постулируется (как результат обобщения опыта), что изолированная система постепенно приходит в состояние термодинамического равновесия, из которого самопроизвольно выйти не может (нулевое начало термодинамики).
Адиабатически изолированная система - термодинамическая система , которая не обменивается с окружающей средой ни теплотой, ни веществом. Изменение внутренней энергии такой системы равно производимой над ней работе. Всякий процесс в адиабатически изолированной системе называется адиабатическим процессом .
На практике адиабатическая изоляция достигается заключением системы в адиабатическую оболочку (например, сосуд Дьюара).
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Замкнутая система тел" в других словарях:
- (генная инженерия) в генной инженерии система осуществления генно инженерной деятельности, при которой генетические модификации вносятся в организм или генно инженерно модифицированные организмы, обрабатываются, культивируются, хранятся,… … Википедия
ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА - (1) в механике система тел, на которые не действуют внешние силы, т. е. силы, приложенные со стороны других, не входящих в рассматриваемую систему тел; (2) в термодинамике система тел, которая не обменивается с внешней средой ни энергией, ни… … Большая политехническая энциклопедия
1) 3. с. в механике система тел, на к рые не действуют внеш. силы, т. е. силы, прилож. со стороны др., не входящих в рассматриваемую систему тел. 2) 3. с. в термодинамике система тел, к рая не обменивается с внеш. средой ни энергией, ни в вом. Др …
Классическая электродинамика Магнитное поле соленоида Электричество · Магнетизм Электростатика Закон Кулона … Википедия
Совокупность тел, могущих обмениваться между собой и с др. телами (внешней средой) энергией и в вом. Для Т. с. справедливы законы термодинамики. Т. с. является любая система, обладающая очень большим числом степеней свободы (напр., система,… … Большой энциклопедический политехнический словарь
МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА - МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА. Содержание: I. Сравнительная анатомия..........387 II. Мышцы и их вспомогательные аппараты. 372 III. Классификация мышц............375 IV. Вариации мышц...............378 V. Методика исследования мышц на хрупе. . 380 VI.… …
Наука о наиб. общих св вах макроскопич. физ. систем, находящихся в состоянии термодинамич. равновесия, и о процессах перехода между этими состояниями. Т. строится на основе фундам. принципов (начал), к рые явл. обобщением многочисл. наблюдений и… … Физическая энциклопедия
Задачи повышенной трудности, предлагающиеся школьникам на физических олимпиадах различного уровня. По определению, знаний, содержащихся в стандартном школьном курсе физики и математики, должно быть достаточно для решения таких задач. Трудность же … Википедия
КРОВЕНОСНЫЕ СОСУДЫ - КРОВЕНОСНЫЕ СОСУДЫ. Содержание: I. Эмбриология................. 389 П. Общий анатомический очерк......... 397 Артериальная система........... 397 Венозная система...... ....... 406 Таблица артерий............. 411 Таблица вен................… … Большая медицинская энциклопедия
Q, Q Размерность T I … Википедия
