أنواع الميكانيكا في الفيزياء. الميكانيكا - الميكانيكا - موضوعات في الفيزياء - كتالوج المحاضرات - الفيزياء - بعبارات بسيطة

- (ميكانيكي يوناني ، من آلة ميكانيكي). جزء من الرياضيات التطبيقية ، علم القوة والمقاومة في الآلات ؛ فن تطبيق القوة على السبب وآلات البناء. قاموس الكلمات الأجنبية المدرجة في اللغة الروسية. Chudinov A.N. ، 1910. ميكانيكا ... ... قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية

علم الميكانيكا- (من علم الميكانيك اليوناني (تكن) علم الآلات ، فن آلات البناء) ، علم الميكانيكا. حركة الأم. الأجسام والآثار التي تحدث بينهم. تحت الميكانيكية تُفهم الحركة على أنها تغيير بمرور الوقت في الوضع النسبي للأجسام أو ... موسوعة فيزيائية

علم الميكانيكا- (من الآلة اليونانية) ، علم الحركة. حتى القرن السابع عشر ، كانت المعرفة في هذا المجال تقتصر تقريبًا على الملاحظات التجريبية ، غالبًا ما تكون خاطئة. في القرن السابع عشر ، بدأت خصائص الحركة تُشتق رياضياً لأول مرة من بضعة مبادئ أساسية. موسوعة طبية كبيرة

علم الميكانيكا- ميكانيكا ، ميكانيكا ، رر. لا انثى (ميكانيكي يوناني). 1. قسم الفيزياء عقيدة الحركة والقوى. الميكانيكا النظرية والتطبيقية. 2. جهاز مخفي ، معقد ، خلفية ، جوهر الشيء (عامية). ميكانيكا صعبة. "هو كما يقولون ... القاموس التوضيحي لأوشاكوف

علم الميكانيكا- الميكانيك ، فرع من فروع الفيزياء يدرس خواص الأجسام (المواد) تحت تأثير القوى المطبقة عليها. وهي مقسمة إلى ميكانيكا صلبة وميكانيكا موائع. قسم آخر ، الإحصائيات ، يدرس خصائص الأجسام في حالة الراحة ، والديناميكيات هي حركة الأجسام. في ثابت ... العلمية والتقنية قاموس موسوعي

علم الميكانيكا- علم الحركة الميكانيكية والتفاعل الميكانيكي للأجسام المادية. [مجموعة من الشروط الموصى بها. العدد 102. الميكانيكا النظرية. أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. لجنة المصطلحات العلمية والتقنية. 1984] موضوعات نظرية ... ... دليل المترجم الفني

علم الميكانيكا الموسوعة الحديثة

علم الميكانيكا- (من الميكانيكا اليونانية مثل فن آلات البناء) علم الحركة الميكانيكية للأجسام المادية (أي التغيير في الوضع النسبي للأجسام أو أجزائها في الفضاء بمرور الوقت) والتفاعلات بينهم. في قلب الميكانيكا الكلاسيكية ... ... قاموس موسوعي كبير

علم الميكانيكا- الميكانيكا والزوجات. 1. علم الحركة في الفضاء والقوى التي تسبب هذه الحركة. النظرية م 2. فرع من التكنولوجيا يتعامل مع تطبيق مذهب الحركة والقوى لحل المشكلات العملية. البناء م التطبيقية ... ... القاموس التوضيحي لأوزيغوف

علم الميكانيكا- علم الحركة. عند دراسة الحركة ، يجب أن تدرس الميكانيكا بالضرورة الأسباب التي تنتج وتغير الحركات ، تسمى القوى ؛ يمكن للقوى أيضًا أن توازن بعضها البعض ، ويمكن اعتبار التوازن حالة خاصة للحركة ... ... موسوعة بروكهاوس وإيفرون

علم الميكانيكا- [من الميكانيكي اليوناني (تكن) فن آلات البناء] ، فرع من فروع الفيزياء يدرس الحركة الميكانيكية للأجسام الصلبة والسائلة والغازية والتفاعل بينها. فيما يسمى بالميكانيكا الكلاسيكية (أو ببساطة ... ... قاموس موسوعي مصور

كتب

• الميكانيكا ، ف. أ. أليشكيفيتش ، إل جي ديدينكو ، ف.أ.كارافاييف ، الكتاب المدرسي هو الجزء الأول من سلسلة "مقرر جامعي للفيزياء العامة" ، مخصص لطلاب التخصصات الفيزيائية بالجامعات. 0 ميزته المميزة هي ... التصنيف: ميكانيكا السلسلة: مقرر جامعي للفيزياء العامة الناشر: FIZMATLIT، شراء 1181 روبل
• ميكانيكا ، كارل بيكول ، ف الحياة اليوميةنحن محاطون ليس فقط بعدد هائل من السيارات ، ولكن أيضًا بالعديد من الهياكل ، مثل الطرق والمباني والجسور. لكي تصمم كل هذا تحتاج ...

الفيزياء هي أحد العلوم الأساسية في العلوم الطبيعية. تبدأ دراسة الفيزياء في المدرسة في الصف السابع وتستمر حتى نهاية الدراسة. بحلول هذا الوقت ، كان من المفترض أن يكون تلاميذ المدارس قد شكلوا بالفعل الجهاز الرياضي المناسب الضروري لدراسة مسار الفيزياء.

• يتكون المنهج الدراسي في الفيزياء من عدة أقسام كبيرة: الميكانيكا ، الديناميكا الكهربائية ، التذبذبات والأمواج ، البصريات ، فيزياء الكم ، الفيزياء الجزيئية والظواهر الحرارية.

موضوعات الفيزياء المدرسية

في الصف السابعهناك معرفة سطحية ومقدمة لمسار الفيزياء. الرئيسية المفاهيم الفيزيائية، يتم دراسة بنية المواد ، وكذلك قوة الضغط التي تؤثر بها المواد المختلفة على المواد الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، تمت دراسة قوانين باسكال وأرخميدس.

في الصف الثامنيتم دراسة الظواهر الفيزيائية المختلفة. يتم تقديم معلومات أولية عن المجال المغناطيسي والظواهر التي يحدث فيها. مستمر كهرباءوالقوانين الأساسية للبصريات. بشكل منفصل ، يتم تحليل الحالات الإجمالية المختلفة للمادة والعمليات التي تحدث أثناء انتقال المادة من حالة إلى أخرى.

الصف 9مكرس للقوانين الأساسية لحركة الأجسام وتفاعلها مع بعضها البعض. يتم النظر في المفاهيم الأساسية الاهتزازات الميكانيكيةوالأمواج. يتم تحليل موضوع الموجات الصوتية والصوتية بشكل منفصل. أساسيات النظرية الكهربائية حقل مغناطيسيوالموجات الكهرومغناطيسية. بالإضافة إلى ذلك ، هناك معرفة بعناصر الفيزياء النووية ودراسة بنية الذرة ونواة الذرة.

في الصف العاشرتبدأ دراسة متعمقة للميكانيكا (الحركية والديناميات) وقوانين الحفظ. تعتبر الأنواع الرئيسية للقوى الميكانيكية. هناك دراسة متعمقة للظواهر الحرارية ، يتم دراسة النظرية الحركية الجزيئية والقوانين الأساسية للديناميكا الحرارية. تتكرر أساسيات الديناميكا الكهربائية ومنهجية: الكهرباء الساكنة ، قوانين التيار الكهربائي المباشر والتيار الكهربائي في الوسائط المختلفة.

الصف 11مخصص لدراسة المجال المغناطيسي وظاهرة الحث الكهرومغناطيسي. تدرس بالتفصيل أنواع مختلفةالذبذبات والأمواج: ميكانيكية وكهرومغناطيسية. هناك تعميق للمعرفة من قسم البصريات. تم الأخذ بعين الاعتبار عناصر نظرية النسبية وفيزياء الكم.

• يوجد أدناه قائمة بالصفوف من 7 إلى 11. تحتوي كل درجة على موضوعات فيزياء كتبها مدرسونا. يمكن استخدام هذه المواد من قبل كل من الطلاب وأولياء أمورهم ، وكذلك معلمي المدارس والمعلمين.

معادلات الحركة

قانون نيوتن الثاني

قانون نيوتن الثاني: في الأنظمة المرجعية بالقصور الذاتي ، يتناسب تسارع نقطة مادية طرديًا مع مجموع متجه للقوى المؤثرة على نقطة المادة ، ويتناسب عكسًا مع كتلتها.

قانون نيوتن الثالث

قانون نيوتن الثالث: في الأطر المرجعية بالقصور الذاتي ، أي عمل لنقطة مادية (أولى) على أخرى (ثانية) يكون مصحوبًا بتأثير النقطة المادية الثانية على الأولى ، أي أن لها طبيعة التفاعل ؛ دائمًا ما تكون القوى التي تتفاعل معها النقاط المادية متساوية في القيمة المطلقة ، وموجهة بشكل معاكس ، وتعمل على طول الخط المستقيم الذي يربط بين هذه النقاط ، وهي قوى من نفس الطبيعة ويتم تطبيقها على نقاط مادية مختلفة.

مبدأ النسبية في جاليليو

مبدأ غاليليو للنسبية: لا يمكن لأي تجارب ميكانيكية يتم إجراؤها داخل نظام بالقصور الذاتي أن تحدد ما إذا كان هذا النظام في حالة راحة أو في حركة منتظمة ومستقيمة. في جميع الأطر المرجعية بالقصور الذاتي ، فإن قوانين الميكانيكا هي نفسها.

• وزن الجسم - القوة التي يضغط بها الجسم على الدعامة.

قانون هوك

قانون هوك: بالنسبة للتشوهات الصغيرة بما فيه الكفاية ، فإن القوة المرنة تتناسب مع مقدار تشوه الجسم ويتم توجيهها في الاتجاه المعاكس للتشوه.

نبض

• زخم الجسم (النقطة المادية) هو كمية متجهية تساوي حاصل ضرب كتلة الجسم (نقطة المادة) وسرعتها.
• اندفاع نظام الجسم(النقاط المادية) - مجموع متجه لنبضات جميع النقاط.
• إن اندفاع القوة هو نتاج القوة ووقت عملها (أو التكامل مع مرور الوقت ، إذا تغيرت القوة بمرور الوقت).
• قانون الحفاظ على الزخم: في الإطار المرجعي بالقصور الذاتي ، يتم الحفاظ على زخم النظام المغلق.

• تغيير زخم نظام النقاط المادية- في إطار مرجعي بالقصور الذاتي ، يكون معدل تغير زخم النظام الميكانيكي مساويًا لمجموع متجه للقوى الخارجية التي تعمل على النقاط المادية للنظام.

مركز الكتلة

مركز الكتلة هو نقطة تخيلية C ، يميز موقعها توزيع كتل هذا النظام.

• قانون حركة مركز الكتلة - في الأطر المرجعية بالقصور الذاتي ، يتحرك مركز كتلة النظام كنقطة مادية ، حيث توجد كتلة النظام بأكمله والتي عليها قوة تساوي المجموع الهندسي للجميع القوى الخارجية التي تعمل على نظام الأفعال.

; ;

• مركز نظام الكتلة هو إطار مرجعي يتحرك انتقاليًا في إطار بالقصور الذاتي ، يكون مركز كتلة النظام الميكانيكي ثابتًا بالنسبة له.

العمل ، الطاقة ، الطاقة

• عمل القوة يساوي حاصل ضرب مقياس القوة في الإزاحة في جيب تمام الزاوية بينهما.
• القوة - نسبة العمل إلى الوقت الذي تم فيه إنجاز هذا العمل.
• الطاقة الحركية هي قيمة تساوي نصف حاصل ضرب كتلة الجسم ومربع سرعته.
• تسمى القيمة التي تساوي ناتج كتلة الجسم بارتفاع الجسم فوق سطح الأرض الطاقة الكامنة للجسم في مجال الجاذبية.
• القوى المحافظة هي القوى التي لا يعتمد عملها على المسار الذي تسلكه نقطة مادية. يعتمد على فقطمن التحرك.
• الطاقة الميكانيكية للنظام- قيمة مساوية لمجموع الطاقات الحركية والمحتملة للنظام.
• في نظام مغلق تعمل فيه القوى المحافظة فقط ، يتم الحفاظ على الطاقة الميكانيكية.
• السرعة الكونية الثانية هي السرعة اللازمة لنقطة ما لمغادرة مجال جاذبية الأرض وتصبح قمرًا صناعيًا للشمس.

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

الموسوعة السوفيتية الكبرى - معلومات عامةعند النظر في تأثير تصميم الدبابة على خصائصها القتالية الرئيسية ، يجب أولاً تحديد: ما هي خصائصها القتالية وما هي. القتال الرئيسي ... ... موسوعة التكنولوجيا

سديم السرطان علم الفلك هو علم الكون الذي يدرس الموقع والحركة والبنية والأصل و ... ويكيبيديا

المجموعة التي يتم تعريف العملية عليها تسمى. الضرب ومرضية خاصة. الشروط (البديهيات المجموعة): في G. هناك عنصر واحد ؛ لكل عنصر من عناصر الرسم البياني معكوس ؛ عملية الضرب ترابطية. نشأ مفهوم G. ... ... موسوعة فيزيائية

"Mendeleev" يعيد التوجيه هنا ؛ انظر أيضا معاني أخرى. ديمتري إيفانوفيتش مينديليف دي آي مينديلي ... ويكيبيديا

علم الميكانيكا

الصيغ الحركية:

معادلات الحركة

حركة ميكانيكية

حركة ميكانيكيةيسمى التغيير في موضع الجسم (في الفضاء) بالنسبة للأجسام الأخرى (بمرور الوقت).

نسبية الحركة. نظام مرجعي

لوصف الحركة الميكانيكية للجسم (النقطة) ، تحتاج إلى معرفة إحداثياته ​​في أي وقت. لتحديد الإحداثيات ، حدد - هيئة مرجعيةوالتواصل معه نظام الإحداثيات. غالبًا ما يكون الجسم المرجعي هو الأرض ، والتي ترتبط بنظام إحداثيات ديكارت مستطيل الشكل. لتحديد موضع نقطة ما في أي وقت ، يجب أيضًا تعيين أصل مرجع الوقت.

نظام الإحداثيات والجسم المرجعي الذي يرتبط به وجهاز قياس شكل الوقت نظام مرجعي، المتعلقة بحركة الجسم.

نقطة مادية

يسمى الجسم الذي يمكن إهمال أبعاده في ظل ظروف حركة معينة نقطة مادية.

يمكن اعتبار الجسم كنقطة مادية إذا كانت أبعاده صغيرة مقارنة بالمسافة التي يقطعها ، أو مقارنة بالمسافات منه إلى الأجسام الأخرى.

المسار ، المسار ، الحركة

مسار الحركةيسمى الخط الذي يتحرك على طوله الجسم. طول المسار يسمى الطريقة التي سافرنا بها. طريقهي كمية مادية قياسية يمكن أن تكون موجبة فقط.

متحركيسمى المتجه الذي يربط بين نقطتي البداية والنهاية للمسار.

حركة الجسم ، وفيها جميع نقاطه هذه اللحظةالوقت يتحرك في نفس الطريقة ، يسمى حركة تقدمية. لوصف الحركة متعدية الجسم ، يكفي اختيار نقطة واحدة ووصف حركتها.

تسمى الحركة التي تكون فيها مسارات جميع نقاط الجسم عبارة عن دوائر بمراكز على خط مستقيم واحد وتكون جميع مستويات الدوائر متعامدة على هذا الخط المستقيم حركة دورانية.

المتر والثاني

لتحديد إحداثيات جسم ، من الضروري أن تكون قادرًا على قياس المسافة على خط مستقيم بين نقطتين. تتكون أي عملية لقياس كمية مادية في مقارنة الكمية المقاسة بوحدة قياس هذه الكمية.

وحدة الطول في النظام الدولي للوحدات (SI) هي متر. المتر هو ما يقارب 1/40.000.000 من خط الزوال للأرض. وفقًا للفكرة الحديثة ، فإن المتر هو المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ في 1 / 299،792،458 من الثانية.

لقياس الوقت ، يتم تحديد بعض عمليات التكرار بشكل دوري. يتم قبول وحدة الوقت في SI ثانيا. الثانية تساوي 9،192،631،770 فترات إشعاع لذرة السيزيوم أثناء الانتقال بين مستويين من البنية فائقة الدقة للحالة الأرضية.

في النظام الدولي للوحدات ، يعتبر الطول والوقت مستقلين عن الكميات الأخرى. تسمى هذه الكميات رئيسي.

سرعة فورية

للحصول على خاصية كمية لعملية حركة الجسم ، يتم تقديم مفهوم سرعة الحركة.

سرعة لحظيةللحركة الانتقالية للجسم في الوقت t هي نسبة إزاحة صغيرة جدًا s إلى فترة زمنية صغيرة t حدث خلالها هذا الإزاحة:

;
.

السرعة اللحظية هي كمية متجهة. يتم دائمًا توجيه السرعة اللحظية للحركة بشكل عرضي إلى المسار في اتجاه حركة الجسم.

وحدة السرعة 1 م / ث. يساوي متر في الثانية سرعة نقطة تتحرك بشكل مستقيم ومستقيم ، حيث تتحرك النقطة عندها مسافة 1 متر في زمن قدره ثانية واحدة.

التسريع

التسريعتسمى كمية فيزيائية متجهة تساوي نسبة تغيير طفيف جدًا في متجه السرعة إلى فترة زمنية صغيرة حدث خلالها هذا التغيير ، أي هو مقياس لمعدل تغير السرعة:

;
.

المتر في الثانية في الثانية هو مثل هذا التسارع الذي تتغير فيه سرعة جسم يتحرك في خط مستقيم وتتغير بشكل منتظم بمقدار 1 م / ث في زمن قدره ثانية واحدة.

يتزامن اتجاه متجه التسارع مع اتجاه متجه تغير السرعة (
) بقيم صغيرة جدًا للفاصل الزمني الذي تتغير فيه السرعة.

إذا تحرك الجسم في خط مستقيم وزادت سرعته ، فإن اتجاه متجه التسارع يتزامن مع اتجاه متجه السرعة ؛ عندما تنخفض السرعة ، فإنها تكون معاكسة لاتجاه متجه السرعة.

عند التحرك على طول مسار منحني ، يتغير اتجاه متجه السرعة في عملية الحركة ، ويمكن توجيه متجه التسارع في أي زاوية إلى متجه السرعة.

حركة مستقيمة منتظمة ومتسرعة بشكل منتظم

التحرك بسرعة ثابتة يسمى حركة مستقيمة موحدة. في الحركة المستقيمة المنتظمة ، يتحرك الجسم في خط مستقيم ويغطي نفس المسار لأي فترات زمنية متساوية.

تسمى الحركة التي يقوم فيها الجسم بحركات غير متكافئة في فترات زمنية متساوية حركة متفاوتة. مع مثل هذه الحركة ، تتغير سرعة الجسم مع مرور الوقت.

متساويتسمى هذه الحركة التي تتغير فيها سرعة الجسم لأي فترات زمنية متساوية بنفس المقدار ، أي حركة مع تسارع مستمر.

متسارعتسمى الحركة المتغيرة المنتظمة ، حيث يزداد حجم السرعة. بنفس القدر من البطء- حركة متغيرة بشكل منتظم ، حيث يتناقص مقدار السرعة.

إضافة السرعات

ضع في اعتبارك حركة الجسم في نظام إحداثيات متحرك. اسمحوا ان - حركة الجسم في نظام إحداثيات متحرك ، - حركة نظام الإحداثيات المتحرك بالنسبة إلى النظام الثابت ، إذن - حركة الجسم في نظام إحداثيات ثابت تساوي:

.

إذا تم تنفيذ الحركات في وقت واحد ، فعندئذٍ:

.

في هذا الطريق

.

لقد وجدنا أن سرعة جسم بالنسبة إلى إطار مرجعي ثابت تساوي مجموع سرعة جسم في إطار مرجعي متحرك وسرعة إطار مرجعي متحرك بالنسبة إلى إطار ثابت. هذا البيان يسمى القانون الكلاسيكي لإضافة السرعات.

الرسوم البيانية لاعتماد الكميات الحركية في الوقت المناسب
في حركة موحدة ومتسرعة

بحركة موحدة:

الرسم البياني للسرعة - الخط المستقيم y = b ؛

الرسم البياني للتسريع - الخط المستقيم y = 0 ؛

مخطط الإزاحة هو خط مستقيم y = kx + b.

بحركة متسارعة بشكل موحد:

الرسم البياني للسرعة - الخط المستقيم y = kx + b ؛

الرسم البياني للتسريع - الخط المستقيم y = b ؛

الرسم البياني للحركة - القطع المكافئ:

• إذا كانت a> 0 ، تتفرع ؛

  كلما زاد التسارع ، ضاق الفروع ؛

  يتزامن الرأس مع اللحظة التي تكون فيها سرعة الجسم صفرًا ؛

  عادة ما يمر من خلال الأصل.

السقوط الحر للجثث. تسارع الجاذبية

السقوط الحر هو حركة الجسم عندما تؤثر عليه قوة الجاذبية فقط.

في حالة السقوط الحر ، تتجه عجلة الجسم رأسيًا لأسفل وتساوي تقريبًا 9.8 م / ث 2. هذا التسارع يسمى تسارع السقوط الحرونفس الشيء بالنسبة لجميع الهيئات.

الحركة الدائرية المنتظمة

مع الحركة المنتظمة في دائرة ، تكون قيمة السرعة ثابتة ، ويتغير اتجاهها في عملية الحركة. يتم دائمًا توجيه السرعة اللحظية للجسم بشكل عرضي إلى مسار الحركة.

لأن إذا كان اتجاه السرعة يتغير باستمرار أثناء الحركة المنتظمة في دائرة ، فإن هذه الحركة دائمًا ما يتم تسريعها بشكل منتظم.

الفترة الزمنية التي يقوم فيها الجسم بثورة كاملة عندما يتحرك في دائرة تسمى الفترة:

.

لأن محيط s يساوي 2R ، فترة الدوران لحركة منتظمة لجسم بسرعة v على طول دائرة نصف قطرها R تساوي:

.

يُطلق على مقلوب فترة الثورة تواتر الثورة ويوضح عدد الثورات التي يقوم بها الجسم في دائرة لكل وحدة زمنية:

.

السرعة الزاوية هي نسبة الزاوية التي من خلالها يتحول الجسم إلى وقت الدوران:

.

السرعة الزاوية تساوي عدديًا عدد الدورات في ثانيتين ونصف.

التسارع بالحركة المنتظمة للأجسام في دائرة (تسارع الجاذبية)

عندما يتحرك الجسم بشكل موحد في دائرة ، يتحرك الجسم بتسارع الجاذبية. دعنا نحدد هذه التسارع.

يتم توجيه العجلة في نفس اتجاه التغير في السرعة ، لذلك يتم توجيه العجلة نحو مركز الدائرة. افتراض مهم: الزاوية صغيرة جدًا بحيث يتطابق طول الوتر AB مع طول القوس:

ضلعان متناسبان والزاوية بينهما. بالتالي:

هي وحدة التسريع الجاذبة.

أساسيات الديناميكيات

قانون نيوتن الأول. أنظمة مرجعية بالقصور الذاتي.
مبدأ النسبية في جاليليو

يبقى أي جسم بلا حراك حتى تتصرف عليه أجسام أخرى. يستمر الجسم الذي يتحرك بسرعة معينة في التحرك بشكل موحد وفي خط مستقيم حتى تعمل أجسام أخرى عليه. كان العالم الإيطالي جاليليو جاليلي أول من توصل إلى مثل هذه الاستنتاجات حول قوانين حركة الأجسام.

تسمى ظاهرة الحفاظ على سرعة الجسم في غياب المؤثرات الخارجية التعطيل.

كل راحة وحركة الأجسام نسبي. يمكن أن يكون نفس الجسم في حالة راحة في إطار مرجعي واحد ويتحرك مع التسارع في إطار آخر. ولكن هناك أطر مرجعية من هذا القبيل فيما يتعلق بالأجسام المتحركة متعدية الأطراف التي تحافظ على سرعتها ثابتة إذا لم تتصرف عليها هيئات أخرى. يسمى هذا البيان قانون نيوتن الأول (قانون القصور الذاتي).

تسمى الأنظمة المرجعية ، بالنسبة إلى الجسم في حالة عدم وجود تأثيرات خارجية في خط مستقيم وموحد أنظمة مرجعية بالقصور الذاتي.

يمكن أن يكون هناك عدد كبير بشكل تعسفي من الأطر المرجعية بالقصور الذاتي ، أي أي إطار مرجعي يتحرك بشكل موحد ومستقيم فيما يتعلق بالقصور الذاتي هو أيضًا بالقصور الذاتي. لا توجد أطر مرجعية حقيقية (مطلقة) بالقصور الذاتي.

وزن

إن سبب تغيير سرعة حركة الأجسام دائمًا هو تفاعلها مع الأجسام الأخرى.

عندما يتفاعل جسمان ، تتغير سرعات كلا الجسمين الأول والثاني دائمًا ، أي. كلا الجسمين يكتسبان التسارع. يمكن أن تكون تسارعات جسمين متفاعلين مختلفة ، فهي تعتمد على خمول الجسد.

التعطيل- قدرة الجسم على الحفاظ على حالته في الحركة (السكون). كلما زاد القصور الذاتي للجسم ، قلت التسارع الذي سيكتسبه عند التفاعل مع الأجسام الأخرى ، وكلما اقتربت حركته من الحركة المستقيمة المنتظمة عن طريق القصور الذاتي.

وزن- الكمية الفيزيائية التي تميز قصور الجسم. كلما زادت كتلة الجسم ، قلت التسارع الذي يتلقاه أثناء التفاعل.

وحدة الكتلة في النظام الدولي للوحدات هي الكيلوجرام: [م] = 1 كجم.

الخضوع ل

في الأطر المرجعية بالقصور الذاتي ، يحدث أي تغيير في سرعة الجسم تحت تأثير الهيئات الأخرى. الخضوع لهو تعبير كمي لعمل جسم على آخر.

الخضوع ل- كمية فيزيائية متجهة ، اتجاه عجلة الجسم ، التي تسببها هذه القوة ، تؤخذ على أنها اتجاهها. القوة دائما لها نقطة تطبيق.

في النظام الدولي للوحدات ، وحدة القوة هي القوة التي تضفي تسارعًا قدره 1 م / ث 2 على جسم كتلته 1 كجم. هذه الوحدة تسمى نيوتن:

.

قانون نيوتن الثاني

القوة المؤثرة على الجسم تساوي حاصل ضرب كتلة الجسم والتسارع الناتج عن هذه القوة:

.

وبالتالي ، فإن تسارع الجسم يتناسب طرديًا مع القوة المؤثرة على الجسم ويتناسب عكسًا مع كتلته:

.

إضافة القوات

مع العمل المتزامن لعدة قوى على جسم واحد ، يتحرك الجسم بعجلة ، وهي مجموع متجه للتسارع الذي سينشأ تحت تأثير كل قوة على حدة. تضاف القوى المؤثرة على الجسم ، المطبقة على نقطة واحدة ، وفقًا لقاعدة إضافة المتجهات.

يسمى مجموع المتجهات لجميع القوى التي تعمل في وقت واحد على الجسم القوة الناتجة.

يسمى الخط المستقيم الذي يمر عبر متجه القوة بخط عمل القوة. إذا تم تطبيق القوى على نقاط مختلفة من الجسم ولم تعمل بشكل متوازي مع بعضها البعض ، فسيتم تطبيق الناتج على نقطة تقاطع خطوط عمل القوى. إذا كانت القوى تعمل بالتوازي مع بعضها البعض ، فلا فائدة من تطبيق القوة الناتجة ، ويتم تحديد خط عملها من خلال الصيغة:
(انظر الصورة).

لحظة القوة. حالة توازن الرافعة

العلامة الرئيسية لتفاعل الأجسام في الديناميات هي حدوث التسارع. ومع ذلك ، غالبًا ما يكون من الضروري معرفة الظروف التي يكون فيها الجسم ، الذي يتم التصرف بناءً عليه من قبل عدة قوى مختلفة ، في حالة توازن.

هناك نوعان من الحركة الميكانيكية - الترجمة والتناوب.

إذا كانت مسارات الحركة لجميع نقاط الجسم هي نفسها ، فإن الحركة تدريجي. إذا كانت مسارات جميع نقاط الجسم عبارة عن أقواس لدوائر متحدة المركز (دوائر بمركز واحد - نقطة الدوران) ، فإن الحركة تكون دورانية.

توازن الأجسام غير الدوارة: الجسم غير الدوار يكون في حالة توازن إذا كان المجموع الهندسي للقوى المطبقة على الجسم يساوي صفرًا.

توازن الجسم مع محور دوران ثابت

إذا كان خط عمل القوة المطبقة على الجسم يمر عبر محور دوران الجسم ، فإن هذه القوة تتم موازنتها بالقوة المرنة من جانب محور الدوران.

إذا كان خط عمل القوة لا يعبر محور الدوران ، فلا يمكن موازنة هذه القوة بالقوة المرنة من جانب محور الدوران ، ويدور الجسم حول المحور.

يمكن إيقاف دوران الجسم حول محور تحت تأثير قوة واحدة بفعل قوة ثانية. تظهر التجربة أنه إذا تسببت قوتان بشكل منفصل في دوران الجسم في اتجاهين متعاكسين ، فعندئذٍ من خلال عملهما المتزامن يكون الجسم في حالة توازن إذا تم استيفاء الشرط:

,
حيث d 1 و d 2 هما أقصر مسافتين من خطوط عمل القوتين F 1 و F 2. تسمى المسافة d كتف القوة، وحاصل ضرب معامل القوة بواسطة الذراع هو لحظة القوة:

.

إذا تم تخصيص إشارة موجبة إلى لحظات القوى التي تجعل الجسم يدور حول محور في اتجاه عقارب الساعة ، وإشارة سلبية إلى لحظات القوى التي تتسبب في دوران عكس اتجاه عقارب الساعة ، فيمكن أن تكون حالة التوازن لجسم ذي محور دوران صيغت على شكل قواعد اللحظة: يكون الجسم ذو المحور الثابت للدوران في حالة توازن إذا كان المجموع الجبري للحظات جميع القوى المطبقة على الجسم حول هذا المحور هو صفر:

وحدة عزم الدوران في النظام الدولي للوحدات هي لحظة قوة مقدارها 1 نيوتن ، يقع خط عملها على مسافة 1 متر من محور الدوران. هذه الوحدة تسمى نيوتن متر.

الشرط العام لتوازن الجسم: يكون الجسم في حالة توازن إذا كان المجموع الهندسي لجميع القوى المطبقة عليه والمجموع الجبري للحظات هذه القوى حول محور الدوران يساوي صفرًا.

في ظل هذه الحالة ، لا يكون الجسد بالضرورة في حالة راحة. يمكن أن تتحرك بشكل موحد ومستقيم أو تدور.

أنواع التوازن

التوازن يسمى مستمر، إذا عاد الجسم إلى حالته الأصلية من التوازن بعد تأثيرات خارجية صغيرة. يحدث هذا إذا ، مع إزاحة طفيفة للجسم في أي اتجاه من الموضع الأولي ، تصبح نتيجة القوى المؤثرة على الجسم غير صفرية ويتم توجيهها نحو وضع التوازن.

التوازن يسمى غير مستقر، إذا كان هناك إزاحة صغيرة للجسم من وضع التوازن ، فإن ناتج القوى المطبقة عليه يكون غير صفري ويتم توجيهه من وضع التوازن.

التوازن يسمى غير مبال، إذا ، مع عمليات إزاحة صغيرة للجسم من موضعه الأصلي ، فإن نتيجة القوى المطبقة على الجسم تظل مساوية للصفر.

مركز الجاذبية

مركز الجاذبيةتسمى النقطة التي يمر من خلالها نتيجة الجاذبية في أي مكان من الجسم.

قانون نيوتن الثالث

تعمل الأجسام على بعضها البعض بقوى على طول خط مستقيم واحد ، متساويان في المقدار ومعاكسان في الاتجاه.هذه القوى لها نفس الطبيعة الفيزيائية ؛ هم مرتبطون بأجسام مختلفة وبالتالي لا يعوضون بعضهم البعض.

قوة مرنة. قانون هوك

قوة مرنةينشأ نتيجة تشوه الجسم ويتم توجيهه في الاتجاه المعاكس للتشوه.

بالنسبة للتشوهات الصغيرة مقارنة بأبعاد الأجسام ، فإن القوة المرنة تتناسب طرديًا مع حجم التشوه المطلق للجسم. في الإسقاط على اتجاه التشوه ، القوة المرنة تساوي

,
حيث x هي الانفعال المطلق ، k هي عامل الصلابة.

تم وضع هذا القانون بشكل تجريبي من قبل العالم الإنجليزي روبرت هوك ويسمى قانون هوك:

تتناسب القوة المرنة الناتجة عن تشوه الجسم مع استطالة الجسم وتوجه في الاتجاه المعاكس لاتجاه حركة جسيمات الجسم أثناء التشوه.

يُطلق على معامل التناسب في قانون هوك اسم صلابة الجسم. يعتمد ذلك على شكل الجسم وأبعاده وعلى المادة التي صنع منها (يتناقص مع زيادة الطول وتناقص مساحة المقطع العرضي - انظر الفيزياء الجزيئية).

في C ، يتم التعبير عن الصلابة كـ نيوتن لكل متر:
.

تميل القوة المرنة إلى استعادة شكل الجسم المعرض للتشوه ، ويتم تطبيقها على الجسم الذي يسبب هذا التشوه.

طبيعة القوة المرنة كهرومغناطيسية ، لأن تنشأ القوة المرنة نتيجة رغبة القوى الكهرومغناطيسية التي تعمل بين ذرات المادة في إعادة ذرات المادة إلى موقعها الأصلي عندما يتغير موقعها المتبادل نتيجة للتشوه.

رد فعل مرن للدعم ، الخيط ، التعليق- القوة السلبية التي تعمل دائمًا بشكل عمودي على سطح الدعم.

قوة الإحتكاك. معامل الاحتكاك الانزلاقي

قوة الإحتكاكيحدث عندما يتلامس سطح جسمين ويمنعهما دائمًا من الحركة المتبادلة.

القوة الناشئة عند حدود الاتصال بين الجثث في حالة عدم وجود الحركة النسبيةمسمى قوة الاحتكاك الساكن. قوة الاحتكاك الساكن هي قوة مرنة ، وهي تساوي في الوحدة القوة الخارجية الموجهة بشكل عرضي إلى سطح التلامس للأجسام ، وعكسها في الاتجاه.

عندما يتحرك جسم فوق سطح آخر ، انزلاق الاحتكاك.

قوة الاحتكاك لها طبيعة كهرومغناطيسية ، لأن ينشأ بسبب وجود قوى التفاعل بين جزيئات وذرات الأجسام الملامسة - القوى الكهرومغناطيسية.

تتناسب قوة الاحتكاك الانزلاقي طرديًا مع قوة الضغط الطبيعي (أو التفاعل المرن للدعم) ولا تعتمد على مساحة سطح التلامس للأجسام (قانون كولوم):

، أين  هي معامل الاحتكاك.

يعتمد معامل الاحتكاك على تضاريس السطح ويكون دائمًا أقل من الوحدة: "من الأسهل تحريكه من التمزق".

قوى الجاذبية. قانون الجاذبية الكونية.
قوة الجاذبية

وفقًا لقوانين نيوتن ، فإن حركة الجسم بالتسارع ممكنة فقط تحت تأثير القوة. لأن تتحرك الأجسام المتساقطة مع تسارع موجه نحو الأسفل ، ثم تتأثر بقوة الانجذاب إلى الأرض. ولكن ليس فقط الأرض لها خاصية التصرف على جميع الأجسام بقوة الجاذبية. اقترح إسحاق نيوتن أن قوى الجذب تعمل بين جميع الأجسام. هذه القوى تسمى القوات الجاذبية أو الجاذبيةالقوات.

بعد تمديد القوانين المعمول بها - اعتماد قوة جذب الأجسام إلى الأرض على المسافات بين الأجسام وعلى كتل الأجسام المتفاعلة ، التي تم الحصول عليها نتيجة للملاحظات - اكتشف نيوتن في عام 1682 قانون الجاذبية: تنجذب جميع الأجسام إلى بعضها البعض ، وتتناسب قوة الجاذبية العامة طرديًا مع ناتج كتل الأجسام وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة بينهما:

.

يتم توجيه نواقل قوى الجاذبية العامة على طول الخط المستقيم الذي يربط بين الأجسام. يسمى عامل التناسب G ثابت الجاذبية (ثابت الجاذبية العام)ويساوي

.

الجاذبيةتسمى قوة الجاذبية المؤثرة من الأرض على جميع الأجسام:

.

اسمحوا ان
هي كتلة الأرض ، و
هو نصف قطر الأرض. ضع في اعتبارك اعتماد تسارع السقوط الحر على ارتفاع الارتفاع فوق سطح الأرض:

وزن الجسم. انعدام الوزن

وزن الجسم -القوة التي يضغط بها الجسم على دعامة أو تعليق بسبب انجذاب هذا الجسم إلى الأرض. يتم تطبيق وزن الجسم على الدعامة (التعليق). يعتمد مقدار وزن الجسم على كيفية تحرك الجسم مع الدعم (التعليق).

وزن الجسم ، أي القوة التي يعمل بها الجسم على الدعم ، والقوة المرنة التي يعمل بها الدعم على الجسم ، وفقًا لقانون نيوتن الثالث ، متساوية في القيمة المطلقة ومعاكسة في الاتجاه.

إذا كان الجسم في وضع السكون على دعامة أفقية أو يتحرك بشكل موحد ، فإن قوة الجاذبية وقوة المرونة من جانب الدعم فقط هي التي تؤثر عليه ، وبالتالي فإن وزن الجسم يساوي قوة الجاذبية (لكن هذه القوى يتم تطبيقها على هيئات مختلفة):

.

مع الحركة المتسارعة ، لن يكون وزن الجسم مساويًا لقوة الجاذبية. ضع في اعتبارك حركة جسم كتلته م تحت تأثير الجاذبية والمرونة مع التسارع. وفقًا لقانون نيوتن الثاني:

إذا كانت عجلة الجسم موجهة إلى أسفل ، فإن وزن الجسم يكون أقل من قوة الجاذبية ؛ إذا كانت عجلة الجسم موجهة لأعلى ، فإن كل الأجسام تكون أكبر من قوة الجاذبية.

تسمى الزيادة في وزن الجسم الناتجة عن الحركة المتسارعة للدعم أو التعليق الزائد.

إذا كان الجسم يتساقط بحرية ، فمن الصيغة * يتبع ذلك وزن الجسم صفر. يسمى اختفاء الوزن أثناء حركة الدعامة مع تسارع السقوط الحر انعدام الوزن.

تُلاحظ حالة انعدام الوزن في طائرة أو مركبة فضائية عندما تتحرك مع تسارع السقوط الحر ، بغض النظر عن سرعة حركتها. خارج الغلاف الجوي للأرض ، عندما يتم إيقاف تشغيل المحركات النفاثة ، تعمل قوة الجاذبية العامة فقط على المركبة الفضائية. تحت تأثير هذه القوة ، تتحرك المركبة الفضائية وجميع الأجسام الموجودة فيها بنفس التسارع ؛ لذلك ، لوحظت ظاهرة انعدام الوزن في السفينة.

حركة الجسم تحت تأثير الجاذبية. حركة الأقمار الصناعية. السرعة الكونية الأولى

إذا كان معامل إزاحة الجسم أقل بكثير من المسافة إلى مركز الأرض ، فيمكن اعتبار قوة الجاذبية العامة أثناء الحركة ثابتة ، ويتم تسريع حركة الجسم بشكل منتظم. أبسط حالة لحركة جسم تحت تأثير الجاذبية هي السقوط الحر بسرعة ابتدائية صفرية. في هذه الحالة ، يتحرك الجسم مع تسارع السقوط الحر باتجاه مركز الأرض. إذا كانت هناك سرعة ابتدائية غير موجهة عموديًا ، فإن الجسم يتحرك على طول مسار منحني (القطع المكافئ ، إذا لم تؤخذ مقاومة الهواء في الاعتبار).

عند سرعة ابتدائية معينة ، يمكن لجسم يُلقى عرضيًا على سطح الأرض ، تحت تأثير الجاذبية في حالة عدم وجود غلاف جوي ، أن يتحرك في دائرة حول الأرض دون أن يسقط عليها ودون الابتعاد عنها. هذه السرعة تسمى السرعة الكونية الأولىوالجسد يتحرك بهذه الطريقة - ساتل الأرض الاصطناعية (AES).

دعونا نحدد السرعة الكونية الأولى للأرض. إذا كان جسم تحت تأثير الجاذبية يتحرك حول الأرض بشكل منتظم في دائرة ، فإن تسارع السقوط الحر هو تسارع الجاذبية:

.

ومن ثم فإن السرعة الكونية الأولى هي

.

يتم تحديد السرعة الكونية الأولى لأي جرم سماوي بنفس الطريقة. يمكن إيجاد تسارع السقوط الحر على مسافة R من مركز جرم سماوي باستخدام قانون نيوتن الثاني وقانون الجاذبية العامة:

.

إذن ، السرعة الكونية الأولى على مسافة R من مركز جرم سماوي كتلته M هي

.

لإطلاق قمر صناعي في مدار قريب من الأرض ، يجب أولاً إخراجه من الغلاف الجوي. لذلك ، تنطلق سفن الفضاء عموديًا. على ارتفاع 200 - 300 كم من سطح الأرض ، حيث يكون الغلاف الجوي مخلخلاً وليس له أي تأثير تقريبًا على حركة القمر الصناعي ، يدور الصاروخ ويبلغ القمر الصناعي بالسرعة الكونية الأولى في الاتجاه العمودي عمودي.

قوانين الحفظ في الميكانيكا

زخم الجسم

وفقًا لقانون نيوتن الثاني ، لا يمكن تغيير سرعة الجسم إلا نتيجة تفاعله مع الأجسام الأخرى ، أي تحت تأثير القوة. دع القوة F تؤثر على جسم كتلته m خلال الوقت t وتتغير سرعتها من v o إلى v. ثم بناءً على قانون نيوتن الثاني:

.

قيمة
مسمى زخم القوة. الدافع للقوة هو كمية مادية متجهة تساوي حاصل ضرب القوة ووقت عملها. يتزامن اتجاه زخم القوة مع اتجاه القوة.

.

– زخم الجسم (الزخم)هي كمية فيزيائية متجهة تساوي حاصل ضرب كتلة الجسم وسرعتها. يتزامن اتجاه زخم الجسم مع اتجاه السرعة.

زخم القوة المؤثرة على الجسم يساوي التغير في زخم الجسم.

قانون الحفاظ على الزخم

دعونا نكتشف كيف تتغير نبضات جسدين أثناء تفاعلهما. دعونا نشير إلى سرعات الأجسام ذات الكتلة m 1 و m 2 قبل التفاعل و ، وبعد التفاعل - من خلال و .

وفقًا لقانون نيوتن الثالث ، فإن القوى المؤثرة على الأجسام أثناء تفاعلها متساوية في القيمة المطلقة ومعاكسة في الاتجاه ؛ لذلك يمكن الإشارة إلى من بواسطة F و –F. ثم:

وبالتالي ، فإن مجموع متجه لعزم جسمين قبل التفاعل يساوي المجموع المتجه لعزمهما بعد التفاعل.

تظهر التجارب أنه في أي نظام من الهيئات يتفاعل مع بعضها البعض ، في غياب تأثير القوى من الهيئات الأخرى غير المدرجة في النظام ، - في نظام مغلق- يبقى المجموع الهندسي لعزم الأجسام ثابتًا. إن زخم نظام مغلق من الأجسام هو قيمة ثابتة - قانون الحفاظ على الزخم (ص).

الدفع النفاث

في المحرك النفاث ، عندما يتم حرق الوقود ، تتشكل الغازات التي يتم تسخينها درجة حرارة عالية، والتي يتم إخراجها من فوهة المحرك. يتفاعل المحرك والغازات المنبعثة منه مع بعضهما البعض. بناء على s.s.i. في حالة عدم وجود قوى خارجية ، يظل مجموع نواقل الزخم للأجسام المتفاعلة ثابتًا. قبل بدء تشغيل المحرك ، كان زخم المحرك والوقود يساوي صفرًا ، وبالتالي ، بعد تشغيل المحرك ، يكون مجموع متجهات زخم الصاروخ وزخم الغازات المتدفقة يساوي صفرًا:

.

هذه الصيغة قابلة للتطبيق لحساب سرعة المحرك ، مع الأخذ في الاعتبار حدوث تغيير طفيف في كتلته نتيجة احتراق الوقود.

المحرك النفاث له خاصية مميزة: فهو لا يحتاج إلى الأرض أو الماء أو الهواء للتحرك. يتحرك نتيجة التفاعل مع الغازات المتكونة أثناء احتراق الوقود. لذلك ، يمكن للمحرك النفاث التحرك في الفضاء الخارجي الخالي من الهواء.

عمل ميكانيكي

عمل ميكانيكيهي كمية مادية قياسية مساوية لمنتج معامل القوة ومعامل الإزاحة لنقطة تطبيق القوة وجيب الزاوية بين اتجاه القوة واتجاه الحركة (الناتج القياسي لمتجهات القوة ونقطة إزاحته):

.

يقاس العمل بالجول. 1 جول هو الشغل الذي تقوم به قوة مقدارها 1 نيوتن عندما تتحرك نقطة تطبيقها بمقدار متر واحد في اتجاه القوة:

.

يمكن أن يكون العمل موجبًا أو سالبًا أو صفرًا:

 = 0  A = FS> 0 ؛

0 <  < 90  A > 0;

 = 90  A = 0 ؛

90 درجة<  < 180 A < 0;

 = 180  A = –FS< 0.

لا تعمل القوة التي تعمل بشكل عمودي على الإزاحة.

قوة

قوةهو العمل المنجز لكل وحدة زمنية.

- متوسط ​​القوة.

. 1 واط هي القوة التي يتم بها 1 J من الشغل في ثانية واحدة.

قوة فورية:

.

الطاقة الحركية

لنقم بإنشاء علاقة بين عمل قوة ثابتة وتغير في سرعة الجسم. دعونا نفكر في الحالة التي تؤثر فيها قوة ثابتة على الجسم ويتزامن اتجاه القوة مع اتجاه حركة الجسم:

. *

كمية فيزيائية تساوي نصف حاصل ضرب كتلة الجسم وسرعتها تسمى الطاقة الحركيةجثث:

.

ثم من الصيغة *:
- نظرية الطاقة الحركية: إن التغير في الطاقة الحركية للجسم يساوي عمل كل القوى المؤثرة على الجسم.

الطاقة الحركية إيجابية دائمًا ، أي. يعتمد على اختيار النظام المرجعي.

الخلاصة: في الفيزياء ، القيمة المطلقة للطاقة بشكل عام ، والطاقة الحركية بشكل خاص ، لا معنى لها. يمكن أن يكون فقط اختلاف في الطاقة أو تغيير في الطاقة.

الطاقة هي قدرة الجسم على القيام بعمل. العمل هو مقياس لتغيير الطاقة.

الطاقة الكامنة

الطاقة الكامنة- هذه هي طاقة تفاعل الأجسام ، وتعتمد على ترتيبها المتبادل.

عمل الجاذبية (الطاقة الكامنة للجسم في مجال الجاذبية)

إذا تحرك الجسم إلى أعلى ، يكون الشغل الذي تقوم به الجاذبية سالبًا ؛ لأسفل موجب.

لا يعتمد عمل الجاذبية على مسار الجسم ، ولكنه يعتمد فقط على فرق الارتفاع (على التغيير في موضع الجسم فوق سطح الأرض).

عمل الجاذبية في حلقة مغلقة يساوي صفرًا.

تسمى القوى التي يكون عملها في حلقة مغلقة هو صفر محتمل (متحفظ). في الميكانيكا ، الجاذبية والقوة المرنة هي جهد (في الديناميكا الكهربائية - قوة كولوم) ، غير محتملة - قوة الاحتكاك (في الديناميكا الكهربائية - أمبير ، قوة لورنتز).

الطاقة الكامنة للجسم في مجال الجاذبية:
.

دائمًا ما يساوي عمل القوة الكامنة فقدان الطاقة الكامنة:

.

عمل القوة المرنة (الطاقة الكامنة لجسم مشوه بشكل مرن)

/ * إذا تغيرت بعض الكمية المادية خطيًا ، فإن متوسط ​​قيمتها يساوي نصف مجموع القيم الأولية والنهائية - F y * /

الطاقة الكامنة لجسم مشوه بشكل مرن:
.

قانون حفظ الطاقة الميكانيكية الكلية

إجمالي الطاقة الميكانيكية- مجموع الطاقة الحركية والوضعية لجميع الأجسام المدرجة في النظام:

.

حسب نظرية الطاقة الحركية ، عمل كل القوى المؤثرة على كل الأجسام. إذا كانت جميع القوى في النظام محتملة ، فإن العبارة صحيحة:. بالتالي:

إجمالي الطاقة الميكانيكية لنظام مغلق هو قيمة ثابتة (إذا كانت القوى المحتملة تعمل فقط في النظام).

إذا كانت هناك قوى احتكاك في النظام ، فيمكن تطبيق الطريقة التالية: نخصص قوة الاحتكاك لقوة خارجية ونطبق قانون التغيير في إجمالي الطاقة الميكانيكية:

.

يساوي عمل قوة خارجية التغير في إجمالي الطاقة الميكانيكية للنظام.

السوائل والغازات

ضغط

ضغطهي كمية مادية مساوية عدديًا لقوة الضغط الطبيعي المؤثرة على وحدة مساحة:

.

تعمل قوة الضغط الطبيعي دائمًا بشكل عمودي على السطح.

.

1 باسكال هو الضغط الذي تحدثه قوة مقدارها 1 نيوتن على سطح متعامد عليه ، وتبلغ مساحته 1 م 2. في الممارسة العملية ، تُستخدم أيضًا وحدات الضغط خارج النظام:

قانون باسكال للسوائل والغازات

ينتقل الضغط الذي يمارس على السائل إليه بالتساوي في جميع الاتجاهات. الضغط لا يعتمد على الاتجاه.

الضغط الهيدروليكيهو وزن عمود السائل لكل وحدة مساحة:

.

يمارس السائل مثل هذا الضغط على قاع وجدران الوعاء على عمق h.

الأواني المستطرقة

تؤدي تساوي ضغوط السوائل عند نفس الارتفاع إلى حقيقة أنه في توصيل الأوعية من أي شكل ، تكون الأسطح الحرة للسائل المتجانس عند السكون على نفس المستوى (إذا كان تأثير القوى الشعرية ضئيلًا).

إذا تم سكب السوائل ذات الكثافة المختلفة في أوعية متصلة ، فعندها إذا تساوت الضغوط ، سيكون ارتفاع عمود السائل بكثافة أقل أكبر من ارتفاع عمود السائل بكثافة أعلى ، لأن على نفس الارتفاع الضغط هو نفسه.

مبدأ الضغط الهيدروليكي

الأجزاء الرئيسية للمكبس الهيدروليكي عبارة عن أسطوانتين مع مكابس. يوجد تحت الأسطوانات سائل قابل للانضغاط قليلاً ، وترتبط الأسطوانات بأنبوب يمكن للسائل أن يتدفق من خلاله.

تحت تأثير القوة F 1 على المكبس في أسطوانة ضيقة ، يحدث بعض الضغط. وفقًا لقانون باسكال ، يتم إنشاء نفس الضغط داخل السائل في الأسطوانة الثانية ، أي

.

تعطي المكبس الهيدروليكي ربحًا عدة مرات حيث تكون مساحة المكبس الأكبر أكبر من مساحة المكبس الصغير.

يتم استخدام المكبس الهيدروليكي في أنظمة الرافعات والفرامل.

الضغط الجوي. تغير في الضغط الجوي
مع الارتفاع

تحت تأثير الجاذبية ، تضغط الطبقات العليا من الهواء في الغلاف الجوي للأرض على الطبقات الأساسية. هذا الضغط ، حسب قانون باسكال ، ينتقل في كل الاتجاهات. أعلى قيمةهذا الضغط يسمى الغلاف الجوي، بالقرب من سطح الأرض.

في مقياس الزئبق ، تتم موازنة وزن عمود من الزئبق لكل وحدة مساحة (الضغط الهيدروستاتيكي للزئبق) بوزن عمود هواء الغلاف الجوي لكل وحدة مساحة - الضغط الجوي (انظر الشكل).

مع زيادة الارتفاع ، ينخفض ​​الضغط الجوي (انظر الرسم البياني).

قوة أرخميدس للسوائل والغازات. أجسام عائمة الظروف

يتعرض الجسم المغمور في سائل أو غاز لقوة طفو موجهة رأسياً لأعلى وتساوي وزن السائل (الغاز) المأخوذ في حجم الجسم المغمور.

تركيبة أرخميدس: يفقد الجسم وزنًا في السائل تمامًا كما يزن وزن السائل المزاح.

.

يتم تطبيق قوة الإزاحة في المركز الهندسي للجسم (للأجسام المتجانسة - في مركز الثقل).

تعمل قوتان على جسم في سائل أو غاز في ظل ظروف أرضية عادية: الجاذبية وقوة أرخميدس. إذا كان معامل الجاذبية أكبر من قوة أرخميدس ، فسيغرق الجسم.

إذا كان معامل الجاذبية يساوي مقياس قوة أرخميدس ، فيمكن أن يكون الجسم في حالة توازن عند أي عمق.

إذا كانت قوة أرخميدس أكبر من قوة الجاذبية ، فإن الجسم يطفو. يبرز الجسم العائم جزئيًا فوق سطح السائل ؛ يكون حجم الجزء المغمور من الجسم بحيث يكون وزن السائل المزاح مساويًا لوزن الجسم العائم.

تكون قوة أرخميدس أكبر من قوة الجاذبية إذا كانت كثافة السائل أكبر من كثافة الجسم المغمور ، والعكس صحيح.

تعريف

الميكانيكا هي جزء من الفيزياء التي تدرس حركة وتفاعل الأجسام المادية. في هذه الحالة ، تعتبر الحركة الميكانيكية بمثابة تغيير بمرور الوقت في الوضع النسبي للأجسام أو أجزائها في الفضاء.

مؤسسا الميكانيكا الكلاسيكية هما جي جاليليو (1564-1642) وإي نيوتن (1643-1727). تدرس طرق الميكانيكا الكلاسيكية حركة أي أجسام مادية (باستثناء الجسيمات الدقيقة) بسرعات صغيرة مقارنة بسرعة الضوء في الفراغ. تعتبر حركة الجسيمات الدقيقة في ميكانيكا الكم ، وحركة الأجسام بسرعات قريبة من سرعة الضوء - في ميكانيكا النسبية (النسبية الخاصة).
خصائص المكان والزمان مقبولة في الفيزياء الكلاسيكية نعطي تعريفات للتعاريف أعلاه.
مساحة ذات بعد واحد - خاصية بارامترية ، يتم فيها وصف موضع النقطة بمعامل واحد.
المكان والزمان الإقليديان يعني أنهم أنفسهم ليسوا منحنيين ويتم وصفهم في إطار الهندسة الإقليدية.
تجانس الفضاء يعني أن خصائصه لا تعتمد على المسافة إلى المراقب. توحيد الوقت يعني أنه لا يتمدد أو يتقلص ، بل يتدفق بالتساوي. خواص الفضاء تعني أن خصائصه لا تعتمد على الاتجاه. نظرًا لأن الزمن أحادي البعد ، فلا داعي للحديث عن خواصه. يعتبر الوقت في الميكانيكا الكلاسيكية بمثابة "سهم الوقت" ، موجه من الماضي إلى المستقبل. إنه أمر لا رجوع فيه: لا يمكنك العودة إلى الماضي و "تصحيح" شيء ما هناك.
المكان والزمان مستمران (من خط العرض - مستمر ، مستمر) ، أي يمكن تقسيمها إلى أجزاء أصغر وأصغر لطالما أردت. بعبارة أخرى ، لا توجد "ثغرات" في المكان والزمان ، سيكونون غائبين بداخلها. تنقسم الميكانيكا إلى حركيات وديناميكيات

يدرس علم الحركة حركة الأجسام كحركة بسيطة في الفضاء ، مع مراعاة ما يسمى بالخصائص الحركية للحركة: الإزاحة والسرعة والتسارع.

في هذه الحالة ، تُعتبر سرعة نقطة مادية هي سرعة حركتها في الفضاء أو ، من وجهة نظر رياضية ، كمتجهية تساوي مشتق الوقت من متجه نصف قطرها:

يُنظر إلى تسارع نقطة ما على أنه معدل تغير سرعتها أو ، من وجهة نظر رياضية ، كمية متجهية تساوي مشتق الوقت لسرعتها أو مشتق المرة الثانية من متجه نصف قطرها:

ديناميات

الديناميكيات تدرس حركة الأجسام فيما يتعلق بالقوى المؤثرة عليها ، باستخدام ما يسمى بالخصائص الديناميكية للحركة: الكتلة ، الزخم ، القوة ، إلخ.

في هذه الحالة ، تعتبر كتلة الجسم مقياسًا لقصورها الذاتي ، أي المقاومة فيما يتعلق بالقوة المؤثرة على جسم معين ، وتسعى إلى تغيير حالته (بدء الحركة أو ، على العكس من ذلك ، إيقاف أو تغيير سرعة الحركة). يمكن أيضًا اعتبار الكتلة مقياسًا لخصائص الجاذبية للجسم ، أي قدرتها على التفاعل مع الأجسام الأخرى التي لها أيضًا كتلة وتقع على مسافة ما من هذا الجسم. يعتبر زخم الجسم مقياسًا كميًا لحركته ، ويُعرّف بأنه ناتج كتلة الجسم وسرعته:

تعتبر القوة مقياسًا للعمل الميكانيكي على جسم مادي معين بواسطة أجسام أخرى.