Точка приложения силы тяжести наз. центром тяжести тела.

Как найти центр тяжести любого тела неправильной формы?

Подвесить тело за разные точки и чертить отвесные линии. Центр тяжести всегда будет находиться под точкой подвеса, т.е. на пересечении вертикальных линий от разных точек подвеса.

Устойчивость

Зачем знать где находится центр тяжести?

От положения центра тяжести зависит устойчивость тела (сохр. своего положения равновесия).

Вывод: чем ниже расположен центр тяжести тела, тем оно более устойчиво.

Тело теряет равновесие, когда точка центра тяжести выходит за пределы площади опоры тела.

Вывод: чем шире площадь опоры, тем более устойчиво тело.

Виды равновесия

Равновесие называется:

устойчивым, если при малом отклонении тело возвращается в исходное положение (неваляшка, шарик на нити);

неустойчивым — если отдаляется от него (человек, бутылка на столе),

безразличным — если тело остается в равновесии (шарик или тележка на горизонтальной плоскости).

Общая закономерность: центр тяжести тела всегда стремится занять наиболее низкое положение.

 

 

Вес. Невесомость. Перегрузка

Вес (P) – сила, с которой тело действует на опору или подвес вследствие своего гравитационного притяжения.

1) Если тело покоится: P=mg;

 

2) Если тело движется с ускорением вверх: P=m(g+a);

Вывод: чем больше ускорение, тем больше вес.

 

3) Если тело движется с ускорением вниз: P=m(g-a);

если a=g, то P=0 (состояние невесомости).

Невесомость (отсутствие веса, P=0) достигается при свободном падении (движении только под действием силы тяжести).

 

П

P0 – вес неподвижного тела, Н P – вес при его движении, Н

ерегрузка(Q) – увеличение веса тела, вызванное движением с ускорением.

При перегрузке увеличивается вес внутренних органов, которые давят друг на друга, вызывая боль. Кровь становится тяжелее и отливает от головы, что приводит к потере сознания. Длительные перегрузки большой величины приводят к летальным исходам.

Максимальная длительная перегрузка, которую может выдержать обычный нетренированный человек без потери сознания Q=6 (или 6g).

 

 

Импульс тела. Импульс силы

 

; ; ;

 

Импульс тела – физическая векторная величина, совпадающая по направлению со скоростью тела в данный момент времени и равная произведению массы тела на его скорость.

2-ой закон Ньютона: изменение импульса тела равно произведению результирующей всех сил, приложенных к телу, на время ее действия.

Сила, действующая на тело, обратно пропорциональна времени ее действия.

Т.е. чем дольше действует сила по передаче количества движения, тем меньшее эта сила.

Закон сохранения импульса

Не все задачи в механике можно решить, используя законы Ньютона. К таким задачам можно отнести расчет скорости тел после соударения и расчет текущей скорости тела у которого меняется масса. Для описания подобных взаимодействий сущ. закон сохранения импульса (ЗСИ).

Система тел называется замкнутой, если взаимодействующие между собой тела, не взаимодействуют с другими телами.

Закон сохранения импульса (ЗСИ) (три определения):

1) Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему тел, остается постоянной при любых взаимодействиях внутри системы.

2) Геометрическая сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых движениях и взаимодействиях тел системы.

3) В замкнутой системе тел: сумма импульсов тел до взаимодействия равна сумме импульсов тел после взаимодействия.

– скорости тел до взаимодействия;

– скорости тел после взаимодействия;

– массы тел.

Работа силы. Мощность

 

Механическая работа – процесс перемещения тела под действием силы.

Признаки совершения работы:

1) наличие силы, действующей на тело

2) перемещение тела или частей тела

– механическая работа, Дж (Джоуль); – сила, H; – угол между и .

 

A>0, если направление и совпадают (сост. острый угол)

A<0, если направление и составляют тупой угол (90< <180)

A=0, если ⟘ (составляют угол 90˚)

 

Мощность – работа, совершенная за ед. времени.

– мощность, Вт (Ватт); – механическая работа, Дж; – промежуток времени, с.

– сила, H; – скорость, м/с; – угол между Fи .

 

 

 

Механическая энергия

 

Энергия – физ. величина, определяющая способность тела совершать работу.

Мех. энергия

E – энергия, Дж.

 

Кинетическая – энергия движущегося тела

Потенциальная – энергия взаимодействия тел или частей тела

 

поднятого над Землей тела

– масса, кг; – скорость, м/с.

деформации

 

– жесткость, Н/м; – смещение, м.

– высота подъема тела, м; – смещение, м.

 

 

Теорема об изменении кинетической энергии:

Изменение кинетической энергии тела равно работе результирующей всех сил, приложенных к нему.

 

 

Закон сохранения механической энергии

 

Рассмотрим падение упругого шара:

переходит в

По мере падения шара его уменьш. (т.к. уменьш. высота), а его увелич., (т.к. увелич. скорость падения) т.е.

Врезаясь, шар деформируется. Ек шара переходит в Еп деформации шара и стола

переходит в

Затем, разжимаясь силами упругости, шар снова подпрыгивает вверх, при этом переход энергии происходит по той же схеме, но в обратном направлении (цикл перехода энергии из одного вида в другой повторяется снова и снова).

/b P8xsM/hU0oFPeyqM1p8h5bfD1bqKZ5cfS3f/BQAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEA0h3i0eEAAAAL AQAADwAAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbEyPQUvDQBCF74L/YRnBm91sNLWN2ZRS1FMp2AribZpMk9Ds bshuk/TfO570+JiP977JVpNpxUC9b5zVoGYRCLKFKxtbafg8vD0sQPiAtsTWWdJwJQ+r/PYmw7R0 o/2gYR8qwSXWp6ihDqFLpfRFTQb9zHVk+XZyvcHAsa9k2ePI5aaVcRTNpcHG8kKNHW1qKs77i9Hw PuK4flSvw/Z82ly/D8nua6tI6/u7af0CItAU/mD41Wd1yNnp6C629KLlrBZzRjXEz9ESBBNPSaxA HDUkSxWDzDP5/4f8BwAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAAIQC2gziS/gAAAOEBAAATAAAAAAAAAAAA AAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADj9If/WAAAAlAEAAAsA AAAAAAAAAAAAAAAALwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAPoIDoPMBQAAdB0AAA4A AAAAAAAAAAAAAAAALgIAAGRycy9lMm9Eb2MueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhANId4tHhAAAACwEA AA8AAAAAAAAAAAAAAAAAJggAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPMAAAA0CQAAAAA= ">

h

а) полет шара

 

б) момент удара о поверхность

 

Закон сохранения механической энергии: В любой момент времени сумма кинетической и потенциальной энергий тела будет оставаться постоянной величиной, если система замкнута.

Закон сохр. энергии (в общем виде): Энергия не может исчезнуть в никуда (или появиться из ниоткуда), а может только перейти из одного вида в другой или от одного тела к другому.

Если энергия не будет уходить из системы наружу (на нагрев при деформации, на преодоление сопротивления среды и т.д.), то такой переход энергий будет длиться вечно. В этом и есть суть закона сохранения механической энергии.