Лекция 6. Введение в динамику

Основные вопросы

Предмет динамики. Основные понятия и определения. Законы Галилея-Ньютона. Инерциальная система отсчета. Задачи динамики.

6.1. Предмет динамики. Основные понятия

Динамикой называется раздел теоретической механики, изучающий механическое движение материальных тел под действием приложенных к ним сил.

Объектами динамического исследования являются:

· движение материальных точек;

· движение системы материальных точек, расположенных дискретно;

· движение твердых тел.

Материальной точкой называется материальное тело, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи.

В динамике за материальную точку можно принимать не только тело исчезающее малых размеров, но и тело конечных (и даже больших) размеров, у которого движения отдельных точек мало отличаются друг от друга.

В частности, в динамике поступательно движущееся тело можно принимать за материальную точку, имеющую массу, равную массе всего тела.

Если размерами движущегося тела пренебречь нельзя, то можно мысленно разбить тело на отдельные малые, по сравнению с характерными расстояниями задачи, части и принять их за материальные точки. То есть любое тело или комбинацию связанных между собой тел можно рассматривать как совокупность материальных точек. При этом движение каждой точки зависит от положения и движения остальных.

Выделенная совокупность взаимодействующих между собой материальных точек называется механической системой материальных точек или просто системой.

Абсолютно твердое тело можно рассматривать как систему материальных точек, расстояние между которыми не изменяются во время движения, т.е. как неизменяемую систему.

Задачи динамики

В динамике механическое движение тела рассматривается в связи с физическими факторами, определяющими характер этого движения. В этом отличие динамики от кинематики, где движение рассматривается только с геометрической стороны.

Множество частных задач динамики можно разбить на две основные группы, свести к двум основным задачам.

Для свободной материальной точки:

Первая задача динамики. Известно движение данной материальной точки или данной системы. Требуется определить силы, действующие на эту точку или эту систему.

Вторая задача динамики (обратная первой). Известны силы, действующие на данную материальную точку или данную систему. Требуется определить движение этой точки или этой системы.

Для несвободной материальной точки, т.е. точки, на которую наложены связи, вынуждающие точку двигаться по заданной поверхности или кривой:

Первая задача динамики состоит в том, чтобы, зная движение точки и действующие на нее силы, определить реакции связи.

Вторая задача – зная действующие на точку силы, определить закон движения точки и реакции наложенных связей.

Для установления связи между движением материальных тел и факторами, определяющими его характер, в динамике пользуются рядом физических понятий (масса, количество движения, работа, энергия и т. д.). Количественные соотношения между различными физическими величинами, связанными с механическим движением материальных тел, устанавливаются в динамике путем математических выводов из основных законов классической механики. Эти законы служат фундаментом, на котором строится все содержание динамики.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: