Физика за инженери 2020

Както вече знаем, механиката се дели на кинематика и динамика. Кинематиката описва геометричните свойства на движението на телата, без да засяга въпроса за причините, предизвикващи движението, без да отговаря на въпроса защо телата се движат по един или друг начин (праволинейно, по о
к
ръжност, равномерно и т.н.).
Динамиката изучава движенията на
т
елата от гледна точ
ка на причините, които обуславят различните видове движения.
Наред с основните кинематични величини – път, ско
рост, ускорение, в динамиката имаме работа и с ф
и
зичните величини – мас
а, сила, импулс. Латинската дума dynamis означава
сила.
Ние за сега ще говорим само за динамика на материална точка. Когато говорим за тяло ще подразбираме, че то
може да бъде третирано като материална точка.
Основните положения в динамиката са формулирани от Нютон в неговия труд
“Математични нача
ла на естествената
филосо
фия” (1687 г.) във вид на три принципа.

Първи принцип (закон) на механиката (на Нютон) – закон за инерцията
Първият принцип на Нютон може да се формулира по следния начин:
Всяко тяло, изолирано от всякакво
в
ъншно въздействие, се намира в покой или се движи прНие за сега ще говорим само за динамика на материална точка. Когато говорим за тяло ще подразбираме, че то може да бъде третирано като материална точка.
Основните положения в динамиката са формулирани от Нютон в неговия труд “Математични начала на естествената философия” (1687 г.) във вид на три принципа.

Първи принцип (закон) на механиката (на Нютон) – закон за инерцията
Първият принцип на Нютон може да се формулира по следния начин:
Всяк
о тяло, изолирано от всякакво външно въздействие, се намира в покой или се движи праволинейно
и равномерно (закон за инерцията).
Всеки би казал, че валидността на този закон е очевидна. Но ние трябва да отбележим, че в науката преди Нютон е господствала системата на Аристотел, според която в отсъствие на външни сили всяко тя
ППърви принцип (закон) на механиката (на Нютон) – закон за инерцията
Първият принцип на Нютон може да се формулира по следния начин:
Всяко тяло, изолирано от всякакво външно въздействие, се намира в покой или се движи праволинейно и равномерно (закон за инерцията).
ВсекиПървият принцип на Нютон може да се формулира по следния начин:
Всяко тяло, изолирано от всякакво външно въздействие, се намира в покой или

се движи праволинейно и равномерно (закон за инерцията).
Всеки би казал, че валидността на този закон е очевидна. В
с
яко тяло, изолирано от всякакво външно въздействие, се намира в покой или се движи праволинейно и равномерно (закон за инерцията).
Всеки би казал, че валидността на този закон е очевидна. Но ние трябва да отбележим, че в науката
п
реди Нютон е господствала системата на Аристотел, според която в отсъствие на външни сили всяко тяло трябва да премине в състояние на покой. На пръв поглед това съвпада с нашия ежедневен опит. Например, след изключване на мотора на колата, тя намалява скоростта си до пълното спиране. Ние знаем, обВсеки би казал, че валидността на този закон е очевидна. Но ние трябва да отбележим, че в науката преди Нютон е господствала системата на Аристотел, според която в отсъствие на външни сили всяко тяло трябва да премине в състояние на покой. На пръв поглед това съвпада с нашия ежедневен опит. Например, след изключване на мотора на колата, тя намалява скоростта си до пълното спиране. Ние знаем, обаче, че в дадения случай действат силите на съпротивление на въздуха и на пътната настилка.
Фундаменталният факт, че праволинейното и равномерно движение е също толкова “ест
естве
но” състояние на телата, както и покоят, за поддържането на които не е необходимо никакво възд
ейст
вие е формулиран най-напред от Галилей, а по-късно приет от Нютон за първи принцип на механиката, с което се поставя началото на формирането на физиката кат
о наука в с
ъв
ременния смисъл
на това понятие.
Нека си зададем въпроса: Спрямо кое тяло (коя отправна система) се установява състоянието на покой или равномерно праволинейно движение, за което става дума в първия принцип на Нютон? Самият Нютон е смятал, че става дума за някакво абсолютно про
странство.
То
й е писал:
“
Абсолютното пространство по своята същност, безотносително към какв
ото и да било нещо външно, остава винаги еднакво и неподвижно… Абсолютното движение е преместване на тялото от едно абсолютно негово място на друго”.
Наблюденията показват, че първият принцип на Нютон не е в сила по отношение на всяка отправна система. Нека поставим тяло в равномерно праволинейно движещ се спрямо Земята вагон. Ако върху тялото не се оказва никакво въздействие, то ще бъде неподвижно спрямо вагона
. Ако вагонът направи заво
й или се ускори, тялото няма да остане в
покой, въпреки
че върху него не действа никаква сила, т.е. ако за отправна система изберем движещия се с ускорение влак законът за инерцията няма да бъде в сила.
Отправни системи, в които е в сила законът за инерцията се наричат инерциални отправни системи.
Фундаменталният факт, че праволинейното и равномерно движение е също толкова “естествено” състояние на телата, както и покоят, за поддържането на които не е необходимо никакво въздействие е формулиран най-напред от Галилей, а по-късно приет от Нютон за първи принцип на механиката, с което се поставя началото на формирането на физиката като наука в съвременния смисъл на това понятие.
Нека си зададем въпроса: Спрямо кое тяло (коя отправна система) се установява състоянието на покой или равномерно праволинейно движение, за което става дума в първия принцип на Нютон? Сами
ят Нютон е смятал, че става дум
а
за няк
акво абсолютно пространство. Той е писал:
“Абсолютното пространство по своята същност, безотносително към каквото и да било нещо външно, остава винаги еднакво
и неподв
ижно… Абсолютното движен
ие е преместване на тялото от едно абсолютно негово място на друго”.
Наблюденията показват, че първият принцип на Нютон не е в сила по отношение на всяка отправна система. Нека поставим тяло в равномерно праволинейно движещ се спрямо Земята вагон. Ако върху тялото не се оказва никакво въздействие, то ще бъде неподвижно спрямо вагона. Ако вагонът направи завой или се ускори, тялото няма да остане в покой, въпреки че върху него не действа никаква сила, т.е. ако за отправна система изберем движещия се с ускорение влак законът за инерцията няма да бъде в сила.
Отправни системи, в които е в сила законът за инерцията се наричат инерциални отправни системи.
Следователно в закона за инерцията се съдържа и постулата за съществуване на Нека си зададем въпроса: Спрямо кое тяло (коя отправна система) се установява състоянието на покой или равномерно праволинейно движение, за което става дума в първия принцип на Нютон? Самият Нютон е смятал, че става дума за някакво абсолютно пространство. Той е писал:
“Абсолютното пространство по своята същност, безотносително към каквото и да било нещо външно, остава винаги еднакво и неподвижно… Абсолютното движение е преместване на тялото от едно абсолютно негово място на друго”.
Наблюденията п
оказват, че първият принцип на Нютон не е в сила по отношение на всяка отправна система. Нека поставим тяло в равномерно праволинейно движещ се спрямо Земята вагон. Ако върху тялото не се оказва никакво въздействие, то ще бъде неподвижно спрямо вагона. Ако вагонът направи завой или се ускори, тялото няма да остане в покой, въпреки че върху н
его не действа никаква сила, т.е. ако за отправна система изберем движе
щия се с ускорение влак законът за инерцията няма да бъде в сила.
Отправни системи, в които е
в
с
и
ла

Силата е векторна величина – характеризира се с големина, посока и приложна точка. Когато едно тяло се движи само постъпателно (не се върти и не се деформира), не е съществено в коя негова точка е приложена силата. Засега ние ще разглеждаме само постъпателни движения и без ограничени
е
на общността можем да смятаме, че приложната точка на всички
с
или действащи на тя
лото е една и съща, например, центъра на инерция на тялото – понятие, което прецизно ще дефинираме по-нататък.
Ако тялото е еднородно, центъра на инерция съвпа
д
а с геометричния центъ
р на тялото. Засега ние можем да си мислим, че взе
маме предвид само еднородни тела, така че да нямаме проблеми с понятието център на масите и да третираме телата,
като материални точки, върху които действат силите. Големините на различните сили могат да се сравняват по ускоренията,
които те създават
на едно и също тя
ло. Кол
кото по-голямо е ускорението, толкова по-голяма
е силата.

Маса
От опита е и
звестно, че физичните тела притежават свойството да се “противопоставят” на всеки опит да се из
мени тяхната скорост, т.е. те притежават свойството инертност, при което при еднакви
ММаса
От опита е изОт опита е известно, че физичните тела притежават
с
войството да се “противопоставят” на всеки опит да се измени тяхната
скорост, т.е. те притежават свойството инертност, при което при
еднакви

ВВтори принцип (закон) на механиката (на Нютон)
Големината на ускорението EMBED Equation.3 , получено от дадено тял
о (материална точка) под действието на сила EMBED Equation.3 Големината на ускорението EMBED Equation.3 , получено от дадено тяло (материална точка) под действието на сила EMBED Equation.3 , е право пропорционална на големината на тази сила и обратно пропорционална на масата на тялото m. Посоката на ускорението съвпада с посоката на действащата сила,
където k е коефициент на пропорционалност. В системата СИ коефициентът k = 1. Следователно, в системата СИ вторият закон на Нютон гласи
Измерителната единица за силата в системата СИ е Нютон [N]
N = kg.m /s2.
Вторият принцип на Нютон е верен само в инерциални отправни системи.
Не бива да бързаме да направим заключението, че законът за инерцията е частен случай от втория принцип на Нютон, защото вторият принцип на Нютон е

верен само в инерциални отправни системи, постулатът за съществуването на които фактически се съдържа, както вече отбелязахме, в първия принцип.
В механиката е в сила принципът за независимост на действащите върху дадено тяло (материална точка) сили, т.е. за всяка от силите действащи върху една материална точка е в сила вторият закон на Нютон. От друга страна, ние можем да разл EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 ,
къде

Регистрирайте се за пълен достъп

Физика за инженери 2020

0 коментара