Закон всемирного тяготения. Между любыми двумя МТ действует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная произведению масс этих точек и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними. Первое экспериментальное доказательство этого закона и измерение гравитационной постоянной G провел Кавендиш с помощью оригинальных крутильных весов. G=6. 67 10 -11 Нм 2/кг 2 На любое тело вблизи Земли действует сила тяжести: g- ускорение свободного падения, изменяющееся от 9. 78 м/с2 на экваторе Земли до 9. 832 м/с2 на полюсах. Считая Землю инерциальной СО, приравняем силу тяжести силе гравитационного взаимодействия: где m – масса тела, М- масса Земли, R 0 - ее радиус, h – высота над ее поверхностью. Сила тяжести с ростом высоты уменьшается. Лекция 3. Фундаментальные силы в механике 1
Вес тела. Невесомость Весом тела называется сила, с которой тело вследствие тяготения к Земле действует на опору или подвес, удерживающую тело от свободного падения. Отличия веса от силы тяжести: 1. Разные точки приложения этих сил: вес приложен к опоре, а сила тяжести – к центру масс тела. 2. Сила тяжести действует всегда, а вес проявляется только при действии других сил, вследствие чего тело движется с ускорением неравным g. Если тело покоится (его ускорение в вертикальном направлении а=0), то вес тела численно равен силе тяжести, действующей на него. Если тело движется ускоренно вниз (его ускорение в вертикальном направлении а), то вес тела меньше силы тяжести, действующей на него. При а=g вес равен нулю – состояние невесомости. Если тело движется ускоренно вверх (его ускорение в вертикальном направлении а), то вес тела больше силы тяжести, действующей на него - состояние перегрузки. Лекция 3. Фундаментальные силы в механике 2
Сила трения. Всякое тело, движущееся по горизонтальной поверхности при отсутствии действия на него других сил, со временем замедляет свое движение. Это обусловлено наличием силы трения, в результате чего механическая энергия превращается во внутреннюю энергию соприкасающихся поверхностей. Различают внешнее (сухое) и внутреннее (вязкое) трение. Внешнее возникает в плоскости касания двух соприкасающихся тел при их относительном перемещении. Если тела неподвижны, то имеется трение покоя. В зависимости от характера перемещения различают трение скольжения, качения или верчения. Внутреннее трение – между частями одного и того же тела, скорости которых меняются от слоя к слою. Трения покоя отсутствует. Замена сухого на вязкое трение существенно снижает механические потери. Пример: в технике смазка трущихся поверхностей маслом, в суставах – специальная внутрисуставная жидкость. Лекция 3. Фундаментальные силы в механике 3
Особенности сухого трения. Лекция 3. Фундаментальные силы в механике 4
Сила упругости. Под действием приложенных к реальному телу сил оно деформируется. Если после прекращения действия силы тело восстанавливает свои размеры и форму, то деформация упругая. Рассмотрим пружину длиной l 0 в недеформированном состоянии. Приложим к концам пружины силы F 1=-F 2 После достижения равновесия пружина удлиняется на Dl, внешние силы уравновесятся силой упругости. При малых деформациях выполняется закон Гука: При деформациях упругого стержня изменение длины характеризуют относительным удлинением: Воздействие внешней силы описывается нормальным механическим напряжением: Тогда закон Гука можно записать: где – коэффициент упругой податливости, E – модуль Юнга. Лекция 3. Фундаментальные силы в механике 5
Сила упругости. При деформации сдвига возникает тангенциальное механическое напряжение: Деформация сдвига характеризуется относительным сдвигом: Для упругих деформаций сдвига угол мал и относительный сдвиг пропорционален тангенциальному напряжению: где G - модуль сдвига. Кривая механических напряжений: П – предел пропорциональности; У – предел упругости; Т – предел текучести; Р – точка разрыва. Лекция 3. Фундаментальные силы в механике 6
Скачать презентацию Закон всемирного тяготения Между любыми двумя МТ действует
Механика лекция 3.ppt