МЕХАНИКА МЕХАНИКА ПОТОКОВ Основные определения Механика это

МЕХАНИКА, МЕХАНИКА ПОТОКОВ

Основные определения Механика это раздел физики, изучающий механическое движение материальных тел и взаимодействие этих тел. Механическое движение - изменение положения тела со временем относительно другого тела или системы тел, которые условно считают неподвижными. В механике для описания реальных тел используют упрощенные модели, такие как материальная точка или абсолютно твердое тело. Материальная точка это тело, формою и размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь. Абсолютно твердое тело это тело, деформациями которого в условиях данной задачи можно пренебречь, и расстояние между двумя точками которого всегда остается неизменным. Система отсчета это совокупность системы координат и часов, связанных с телом, относительно которого изучается движение каких-либо иных материальных точек или тел. Например, в декартовой системе координат положение точки А в данный момент времени характеризуется тремя координатами X, Y и Z.

Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела Динамика раздел механики, который изучает движение тел в связи с причинами, которые вызывают или изменяют это движения. Классическая механика основывается на понятиях массы и силы, а также на законах, которые связывают эти понятия с кинематическими величинами перемещением, скоростью и ускорением движения. В основе классической механики лежат три закона Ньютона. Первый закон Ньютона всякая материальная точка (тело)сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние. Способность тел сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инерцией. Первый закон Ньютона выполняется лишь в инерциальной системе отсчета. Сила физическая величина, которая характеризует действие одного тела на другое; следствием приложения к телу силы есть приобретение телом ускорения или деформация тела. Единица измерения силы – ньютон (Н): 1 Н = 1 кг м/с2. Второй закон Ньютона ускорение, которое приобретает материальная точка (тело), пропорционально силе, вызывающей это ускорение, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки (тела):

Продолжение Третий закон Ньютона всякое действие материальных точек (тел) друг на друга носит характер взаимодействия; силы, с которыми действуют друг на друга материальные точки (тела), всегда равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки (тела). Исаак НЬЮТОН (1642 -1727) Английский физик и математик, один из ярчайших ученых истории. Сформулировал основные концепции и законы механики, открыл закон всемирного тяготения, разработал математические методы расчетов.

Реактивное движение в природе Реактивное движение возникает во время работы реактивного двигателя, тяга которого создается реакцией (отдачей) рабочего тела, которое истекает из него. Благодаря этому сила реакции вынуждает устройство с двигателем двигаться в сторону, противоположную направлению истекания рабочего тела. Рассмотрим движение живых организмов, сопровождающееся изменением их массы. Ярким примером таких организмов в природе являются медузы, кальмары, осьминоги, некоторые моллюски и др.

Силы тяготения Закон всемирного тяготения две любые материальные точки с массами m 1 и m 2 притягиваются по направлению друг к другу с силой, пропорциональной произведению масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними: F = G m 1 m 2/r 2 G = 6, 672· 10 -11 Н м 2/кг 2 гравитационная постоянная. 2

Продолжение Взаимодействие двух тел: а – взаимодействие двух тел; б – действие сил на тело, находящееся на земной поверхности; в – зависимость веса тела от широты его местонахождения. Здесь: гр F вектор силы гравитации; цб F– вектор центробежной силы; Р – вектор силы тяжести; Fгр – сила гравитации; Fв – центробежная сила инерции; Р – вес тела, φ – географическая широта местонахождения тела, r – радиус вращения тела; R – радиус земного шара.

Гравитация и живые организмы В отличие от иных внешних стимулов гравитация существует всегда и не изменяется по величине; ее нельзя включить или выключить. Вертикальная миграция водных организмов представляет собой поведенческий механизм поисков оптимального с точки зрения их роста и репродукции положения в водной среде. Фотосинтезирующие и нефотосинтезирующие микроорганизмы используют свет в качестве внешнего стимула: при низких уровнях освещения они демонстрируют положительный фототаксис, направляясь к водной поверхности с тем, чтобы получить достаточное для жизнедеятельности солнечное излучение.

Вопросы для подготовки Что изучает механика? Кинематика? Динамика? Статика? 2. Что такое материальная точка? Абсолютно твердое тело? 3. Что такое траектория? длина пути? Перемещение? 4. Дать определение средней и мгновенной скорости. 5. Что такое ускорение? Среднее ускорение? Мгновенное ускорение? 6. Какое движение называют поступательным? Криволинейным? 7. Какое ускорение называют тангенциальным? Кормальным? полным? 8. Сформулировать первый, второй и третий закони Ньютона. 9. Что такое сила? Масса тела? В каких единицах они измеряются? 10. Сформулировать закон сохранения импульса замкнутой системы. 11. Что такое центр масс системы материальных точек? 12. Привести примеры реактивного движения в природе. 13. Что называют плотностью вещества? В каких единицах она измеряется? 14. Сформулировать закон всемирного тяготения.