Реферат по дисциплине Физика Тема Механика (оценка)
Механиканың негізгі түсініктері мен әдістері
жүктеу/скачать 270,77 Kb.
|
| Механиканың негізгі түсініктері мен әдістері
Классикалық механиканың заңдары инерциялық немесе галилеялық деп аталатын анықтамалық жүйелерге қатысты (қосымшаны қараңыз). Ньютон механикасы әділ болатын шектерде уақытты кеңістікке қарамастан қарастыруға болады. Уақыт аралықтары барлық есеп жүйелерінде бірдей, егер олардың салыстырмалы жылдамдығы жарық жылдамдығымен салыстырғанда аз болса, олардың өзара қозғалысы қандай болса да. Қозғалыстың негізгі кинематикалық шаралары – бұл векторлық сипатқа ие жылдамдық, өйткені ол уақыт өте келе жолдың өзгеру жылдамдығын ғана емес, сонымен қатар қозғалыс бағытын да, үдеуді де анықтайды-уақыт бойынша жылдамдық векторының өлшемі болып табылатын вектор. Қатты дененің айналмалы қозғалысының өлшемдері бұрыштық жылдамдық пен бұрыштық үдеу векторлары болып табылады. The серпімді дененің статикасы негізгі мәні-қозғалыс векторы және оған сәйкес келетін деформация тензоры , оның ішінде салыстырмалы ұзартулар мен сдысу ұғымдары. Механиканың негізінде Ньютонның келесі заңдары жатыр. Ньютонның бірінші заңы немесе инерция заңы басқа денелерден оқшаулану жағдайында немесе сыртқы әсерлердің тепе-теңдігі жағдайында денелердің қозғалысын сипаттайды. Бұл заңда былай делінген: әрбір дене тыныштық күйін немесе қолданылатын күштер оны осы күйді өзгертуге мәжбүр еткенше біркелкі және түзу қозғалысты сақтайды. Бірінші заң инерциялық 3 анықтамалық жүйелерді анықтауға қызмет етуі мүмкін.Ньютонның екінші заңы, нүктеге қолданылатын күш пен осы күштің қозғалыс мөлшерінің өзгеруі арасындағы сандық байланысты орната отырып, былай делінген: қозғалыстың өзгеруі қолданылатын күшке пропорционалды түрде жүреді және сол күштің әрекет ету сызығының бағытында жүреді. Осы Заңға сәйкес, материалдық нүктенің үдеуі оған қолданылатын күшке пропорционалды: берілген F күші дененің үдеуін азайтады, оның инерттілігі соғұрлым көп болады. Инерцияның өлшемі-масса. Ньютонның екінші заңы бойынша күш материалдық нүктенің массасының оның үдеуіне көбейтіндісіне пропорционал; күш бірлігін дұрыс таңдағанда соңғысы а үдеуіне m нүктесінің массасының көбейтіндісімен көрсетілуі мүмкін: F = ma. Бұл векторлық теңдік материалдық нүкте динамикасының негізгі теңдеуін білдіреді. Үшінші заңында Ньютон былай дейді: әрекет әрқашан оған тең және қарама-қарсы бағытталған қарсылыққа сәйкес келеді, яғни екі дененің бір-біріне әсері әрқашан тең және бір түзу бойымен қарама-қарсы бағытта бағытталған. Ньютонның алғашқы екі заңы бір материалдық нүктеге қатысты болса, үшінші заң нүктелер жүйесі үшін негізгі болып табылады. Динамиканың осы үш негізгі заңдарымен қатар күштердің әрекетінің Тәуелсіздік заңы бар, ол былай тұжырымдалады: егер материалдық нүктеге бірнеше күш әсер етсе, онда нүктенің үдеуі нүкте әр күштің әсерінен болатын үдеулерден тұрады. Күштердің Тәуелсіздік Заңы күштердің параллелограмм ережесіне әкеледі. Бұрын аталған ұғымдардан басқа механикада қозғалыс пен әрекеттің басқа шаралары қолданылады. Ең бастысы-қозғалыс өлшемдері: векторлық-жылдамдық векторындағы массаның көбейтіндісіне тең p = mv қозғалыс мөлшері және скалярлық – кинетикалық энергия Ek = 1/2 mv2, жылдамдық квадратындағы масса көбейтіндісінің жартысына тең. Қатты 4 дененің айналмалы қозғалысы жағдайында оның инерциялық қасиеттері дененің әр нүктесінде осы нүктеден өтетін үш оське қатысты инерция моменттері мен центрифугалық моменттерді анықтайтын Инерция тензорымен беріледі. Қатты дененің айналмалы қозғалысының өлшемі бұрыштық жылдамдықтағы Инерция моментінің көбейтіндісіне тең қозғалыс мөлшерінің момент векторы болып табылады. Күштердің әрекет ету шаралары: векторлық - Fdt күшінің элементар импульсі (оның әрекет ету уақытының элементіндегі күштің көбейтіндісі), ал скалярлық - F*dr элементар жұмысы (күш векторларының скалярлық көбейтіндісі және позиция нүктесінің элементар қозғалысы); айналмалы қозғалыста әсер ету моменті әсер ету шарасы болып табылады. Үздіксіз орта динамикасындағы қозғалыстың негізгі шаралары үздіксіз бөлінген шамалар болып табылады және сәйкесінше олардың таралу функцияларымен беріледі. Сонымен, тығыздық массаның таралуын анықтайды; күштер олардың беттік немесе көлемдік таралуымен беріледі. Оған қолданылатын сыртқы күштер тудыратын үздіксіз ортаның қозғалысы ортада кернеу күйінің пайда болуына әкеледі, әр нүктеде қалыпты және тангенциалды кернеулер жиынтығымен сипатталады, бірыңғай физикалық шама – кернеу тензоры . Берілген нүктедегі үш қалыпты кернеудің арифметикалық орташа мәні қысымды анықтайды. Қатты ортаның тепе-теңдігі мен қозғалысын зерттеу кернеу тензоры мен деформация тензоры немесе деформация жылдамдығы арасындағы байланыс заңдарына негізделген. Бұл Гук заңы сызықты серпімді дененің статикасы және тұтқыр сұйықтық динамикасындағы Ньютон заңы (қосымшаны қараңыз). Бұл заңдар қарапайымдылар; нақты денелерде болатын құбылыстарды дәлірек сипаттайтын басқа қатынастар орнатылды. Дененің қозғалысы мен кернеуінің алдыңғы тарихын, жорғалау, релаксация теорияларын және басқаларын ескеретін теориялар бар. Материалдық нүктенің немесе материалдық нүктелер жүйесінің қозғалыс 5 шаралары мен күштердің әсер ету шаралары арасындағы қатынастар жалпы динамика теоремаларында кездеседі: қозғалыс мөлшері, қозғалыс моменттері және кинетикалық энергия. Бұл теоремалар материалдық нүктелердің дискретті жүйесінің де, қатты ортаның да қозғалыс қасиеттерін білдіреді. Материалдық нүктелердің еркін емес жүйесінің тепе – теңдігі мен қозғалысын қарастырғанда, яғни алдын – ала берілген шектеулерге бағынатын жүйе-механикалық байланыстар, механиканың жалпы принциптерін-мүмкін қозғалыстар принципін және Д'Аламбер принципін қолдану өте маңызды. Материалдық нүктелер жүйесіне қолдануда мүмкін болатын қозғалыстар принципі келесідей: материалдық нүктелер жүйесінің стационарлық және идеалды байланыстармен тепе-теңдігі үшін жүйенің кез-келген ықтимал қозғалысы кезінде жүйеге әсер ететін барлық белсенді күштердің қарапайым жұмыстарының қосындысы нөлге тең болуы керек (босатылмайтын байланыстар үшін ) немесе нөлге тең немесе нөлден аз болуы керек (үшін байланыстарды босату). Д'Аламберттің бос материалдық нүкте принципі былай дейді: уақыттың әр сәтінде нүктеге қолданылатын күштер оларға Инерция Күшін қосу арқылы теңестірілуі мүмкін. жүктеу/скачать 270,77 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|