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ダイナミクスのトピックに関する物理学の公式。 高等教育の卒業証書を安価に購入する

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最新のレビュー

アレクセイ:

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トランスクリプト

1工科大学の学生のための物理学の基本式。力学の物理的基礎。 瞬間速度drr-質点のベクトル、t-時間、瞬間速度のモジュールs-軌道に沿った距離、経路長加速度:軌道に接する瞬間接線法線合計τ-単位ベクトル。 Rは軌道の曲率半径、nは主法線の単位ベクトルです。 角速度ds=S t t t d a d a a n n R a a a、n a andφ-角変位。 角加速度d..線形量と..角量の関係s=φr、υ=ωr、τ=εr、an=ωR.3。 インパルス4。 質点の質量pは質点の質量です。 質点のダイナミクスの基本方程式(ニュートンの第2法則)

2 a dp Fi、Fi孤立した機械システムの運動量保存則重心のベクトル乾式摩擦力μ-摩擦係数、N-垂直抗力。 弾性力k-弾性係数(剛性)、Δl-変形..4..重力 F G rおよび-粒子の質量、G-重力定数、r-粒子間の距離。 労働力AFdSdaパワーNF位置エネルギー:k(l)弾性変形した物体P=2つの粒子の重力相互作用P=均一な重力場における物体のGrg-重力場の強さ(自由落下加速度)、h-距離ゼロレベルから。 P = gh

3.4.4。 重力張力4.5。 地球の磁場g\u003d G(R h)3地球の質量、R 3-地球の半径、h-地球の表面からの距離。 地球の重力場のポテンシャル3 運動エネルギー質点φ=GT =(R 3 3 h)p機械システムの力学的エネルギー保存の法則E = T + P=onst質点の慣性モーメントJ=rr-回転軸までの距離。 質量の中心を通る軸の周りの質量を持つ物体の慣性モーメント:回転軸が円柱の軸と一致する場合、半径Rの薄壁の円柱(リング)J o \ u003d R、固体回転軸が円柱の軸と一致する場合は半径Rの円柱(ディスク)J o \u003dR半径Rの球Jo\ u003d5R回転軸が棒に垂直な場合は長さlの細い棒J o \ u003d l

4 Jは重心を通る平行軸周りの慣性モーメント、dは車軸間の距離です。 力の作用点の原点r-radius-vectorを基準にして質点に作用する力のモーメントシステムの運動量のモーメント4.8。 Z軸についてrFN.4.9。 L z J iz iz i.4..ダイナミクスの基本方程式.4..回転運動の法則孤立系の角運動量保存の法則回転運動dl、J.4で動作します。ΣJiωi= onst A d回転体の運動エネルギーJT=LJ長さの相対論的収縮lll®は静止時の体の長さcは真空中の光の速度です。 固有時についての相対論的時間の遅れttt。 相対論的質量o静止質量粒子の静止エネルギーEo= o c

5.4.3。 相対論的総エネルギー4.4。 粒子4.5。 E=.4.6。 相対論的衝動Р=.4.7。 運動エネルギー4.8。 相対論的粒子4.9。 T \ u003d E --E o\u003d総エネルギーと運動量の相対論的関係E\u003d p c + E oと(sign-)またはその反対の方向(sign +)uuu機械的振動と波の物理学。 振動する質点の変位sAos(t)Aは振動の振幅、は固有周期周波数、φoは初期位相です。 巡回周波数T

6T振動周期-周波数振動する物質点の速度振動する物質点の加速度調和振動を起こす物質点の運動エネルギーvdsd s a v T調和振動を起こす物質点のポテンシャルエネルギーÏkx剛性係数(弾性係数)総エネルギー調和振動を起こす材料点の数Asin(t)dvETПAos(t)A A A sin(t)os(t)dsT対数減少lnTA(T t)減衰、緩和時間dsds微分方程式sFost振り子の振動周期:ばねT、k

7物理的TJ、gl-振り子の質量、k-ばねの剛性、J-振り子の慣性モーメント、g-自由落下加速度、l-吊り下げ点から重心までの距離。 Ox軸の方向に伝播する平面波の方程式vは波の伝播速度波長Tは波の周期、vは波の伝播速度、振動の周波数波の数ガス中の音γは、一定の圧力と体積でのガスの熱容量の比率、R-モルガス定数、Т-熱力学的温度、М-ガスのモル質量x(x、t)Aos [(t)] v v T v v vtvRT分子物理学および熱力学..4..物質の量NNA、N-分子の数、NA-アボガドロの定数-物質の質量Mモル質量。 クラペイロン-メンデレーエフ方程式p=νRT、

8 p-ガス圧、-その体積、R-モルガス定数、T-熱力学的温度。 気体の分子運動論の方程式Р=3n<εпост >=3いいえ<υ кв >nは分子の濃度であり、<ε пост >は、分子の並進運動の平均運動エネルギーです。 oは分子の質量です<υ кв >-RMS速度。 分子の平均エネルギー<ε>= ikti-自由度の数k-ボルツマン定数。 理想気体の内部エネルギーU=iνrt分子速度:二乗平均平方根<υ кв >= 3kT = 3RT; 算術平均<υ>= 8 8RT = kt; 最も可能性が高い<υ в >=平均自由長kt=RT; 分子範囲d-分子の有効直径単位時間あたりの分子の平均衝突数(d n)z d n v

9力のポテンシャル場における分子の分布P-分子のポテンシャルエネルギー。 気圧式 p-高さhでのガス圧、p-ゼロと見なされるレベルでのガス圧、-分子の質量、フィックの拡散の法則j-質量流量密度、n n exp kt gh p p exp kt j d ds d =-D dx d -密度勾配、dx Dは拡散係数、ρは密度、dはガスの質量、dsはOx軸に垂直な基本領域です。 フーリエ熱伝導率の法則j-熱流束密度、Q j Q dq ds dt =-ædxdt-温度勾配、dxæ-熱伝導率係数、内部摩擦力η-動的粘度係数、dv df ds dz d-速度勾配、 dz係数拡散D=3<υ><λ>動粘度係数(内部摩擦)v3D熱伝導率æ=3сvρ<υ><λ>=ηсv

10 s v比等圧熱容量、理想気体定積等圧のモル熱容量熱力学の第1法則i C v R i C p R dq = du + da、da = pd、du=νCvdt-)=νR(T -T)等温pА=νRTln=νRTlnp adiabatic A C T T)γ=ср/Сv(RT A()p A =()ポアソンの方程式カルノーサイクルの効率。4..QnおよびT n-ヒーターから受け取った熱量とその温度QxとTx-冷蔵庫に伝達された熱量とその温度システムが状態から状態に移行する際のエントロピーの変化Рγ=onstT γ-=onstTγr--γ=onstQíQQSSíõTíTTdqTíõ

タスク5理想的な熱機関はカルノーサイクルに従って作動します。この場合、ヒーターから受け取った熱量のN%が冷蔵庫に伝達され、機械はヒーターからその量の温度で受け取ります。

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1キネマティクス1質点はx軸に沿って移動し、点の時間座標はx(0)になります。BFind x(t)V x At最初の瞬間に質点はx軸に沿って移動し、ax A x最初に

目次はじめに9はじめに10パート1.力学の物理的基礎15第1章基礎 数学的分析 161.1。 座標系。 ベクトル量の操作...161.2。 デリバティブ

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ダイナミクス-体の動きの原因を研究する物理学の一分野。

ニュートンの最初の法則 は、他の物体が作用しない場合に、どの物体が速度を一定に保つかに関して、慣性座標系があると述べています。

力の作用下で物体によって獲得される加速度は、力の弾性率に正比例し、物体の質量に反比例すると述べています。

相互作用する物体は、ベクトルの絶対値が等しく、方向が反対の力で相互に作用すると述べています。

重力 状態:2つの物質点の引力は、それらの質量の積に正比例し、それらの間の距離の2乗に反比例します。 比例係数は重力定数です。

フックの法則変形が弾性である場合、弾性係数とボディの伸び係数の比例関係を設定します。 比例係数は、体の剛性係数です。

アモントン-クーロンの法則 支持体の通常の反力に対する滑り摩擦力または最大静止摩擦力の比例関係を設定します。 比例係数は摩擦係数です。

力の衝動速度ベクトルとその作用の時間間隔の積と呼ばれます。 力積の弾性率の単位は次のとおりです。 1 kg m / s .

体の勢い(運動量)は、体の質量とその速度のベクトルの積です。 体の運動量の係数の単位は 1 kg m / s .

運動量保存則 状態:システムが閉じている場合、相互作用前の物体の運動量の合計は、相互作用後の同じ物体の運動量の合計に等しくなります。

体の運動エネルギーの変化 すべての力の合力の仕事に等しい。 回転せずに空間を移動する物体の運動エネルギーは、その質量と速度の2乗の積の半分に等しくなります。 測定単位- 1 J .

体の位置エネルギーの変化 反対の符号で取られた考慮された潜在的な力の仕事に等しい。 重力の作用下での位置エネルギーは、重力係数と、選択したゼロエネルギーレベルまでの物体からの距離の積に等しくなります。 弾性力の作用下での位置エネルギーは、変形していない状態と比較した場合の剛性係数と物体の伸びの2乗の積の半分に等しくなります。 あらゆる種類の位置エネルギーを測定するためのユニット- 1 J .

ダイナミクス。 テーブル。

運動学では体の動きだけが記述されている場合、ダイナミクスではこの動きの原因が体に作用する力の作用の下で研究されます。

ダイナミクス-物体の相互作用、運動の原因、および発生する運動のタイプを研究する力学の分野。 インタラクション-身体が互いに相互作用するプロセス。 物理学では、すべての相互作用は必然的に対になります。 これは、ボディがペアで相互作用することを意味します。 つまり、すべてのアクションは必然的に反応を生成します。

体の相互作用の強さの定量的尺度です。 力は、全身またはその一部の速度の変化(変形)の原因です。 力はベクトル量です。 力が向けられる線は、力の作用線と呼ばれます。 力は、アプリケーションポイント、モジュール(数値)、および方向の3つのパラメーターによって特徴付けられます。 で 国際単位系単位(SI)力は、ニュートン(N)で測定されます。 校正されたばねは、力を測定するために使用されます。 このような校正されたばねは、ダイナモメーターと呼ばれます。 力は、ダイナモメーターを伸ばすことによって測定されます。

身体に作用するすべての力と同じ効果を持つ力を合わせて、 合力。 これは、体に作用するすべての力のベクトル和に等しくなります。

いくつかの力のベクトル和を見つけるには、すべての力とそのベクトル和を描くのが正しい場所に図面を作成する必要があります。この図面を使用して、幾何学(主にピタゴラスの定理と余弦定理)からの知識を使用して、結果のベクトルの長さ。

力の種類:

1. 重力。 体の重心に適用され、垂直下向き(または同じもの:地平線に垂直)に向けられ、次のようになります。

どこ: g-重力の加速、 m-体重。 混同しないでください。重力は地平線に垂直であり、体が横たわっている表面には垂直ではありません。 したがって、物体が傾斜面にある場合でも、重力は真下に向けられます。

2. 摩擦力。 それは、サポートとのボディの接触面に適用され、他の力がボディを引っ張っている、または引っ張ろうとしている方向とは反対の方向に接線方向に向けられます。

3. 粘性摩擦力(媒体の抵抗力)。 体が液体または気体の中で動き、動きの速度に逆らって方向付けられたときに発生します。

4. 反力をサポートします。 それはサポートの側面から体に作用し、それからのサポートに対して垂直に向けられます。 体が斜めに載っているとき、サポートの反力は体の表面に垂直に向けられます。

5. 糸調子力。 糸に沿って体から離れるように向けられています。

6. 弾性力。 ボディが変形し、変形に逆らったときに発生します。

注意を払い、明らかな事実に注意してください。体が静止している場合、合力はゼロです。

フォースプロジェクション

ほとんどの動的問題では、複数の力が物体に作用します。 この場合のすべての力の合力を見つけるために、次のアルゴリズムを使用できます。

  1. OX軸上のすべての力の予測を見つけて、それらの符号を考慮して合計してみましょう。 したがって、OX軸上の合力の投影を取得します。
  2. OY軸上のすべての力の投影を見つけて、それらの符号を考慮して合計してみましょう。 したがって、OY軸上の合力の投影を取得します。
  3. すべての力の結果は、式(ピタゴラスの定理)によって求められます。

同時に、注意を払う 特別な注意その事実に:

  1. 力が軸の1つに垂直である場合、この特定の軸への投影はゼロになります。
  2. 力を軸の1つに投影するときに、角度の正弦が「ポップアップ」する場合、同じ力を別の軸に投影すると、常に(同じ角度の)コサインが存在します。 サインまたはコサインがどの軸に投影されるかを覚えるのは簡単です。 角度が投影に隣接している場合、力がこの軸に投影されると、正弦波が発生します。
  3. 力が軸と同じ方向に向けられている場合、この軸への投影は正になり、力が軸と反対の方向に向けられている場合、この軸への投影は負になります。

ニュートンの法則

物体の運動に対するさまざまな相互作用の影響を説明するダイナミクスの法則は、最も単純な形式の1つであり、アイザックニュートンが著書「数学的原理」で最初に明確かつ明確に定式化したものです。 自然哲学」(1687)、したがって、これらの法則はニュートンの法則とも呼ばれます。 ニュートンの運動の法則の定式化は、 慣性参照システム(ISO)。 IFRは、慣性によって(均一かつ直線的に)移動する物体に関連付けられた基準座標系です。

ニュートンの法則の適用には他にも制限があります。 たとえば、光の速度よりもはるかに遅い速度で、原子や分子のサイズよりもはるかに大きい寸法の物体に適用されている場合にのみ、正確な結果が得られます(古典力学をで移動する物体に一般化したもの)任意の速度は 相対論的力学、およびその寸法が原子のものに匹敵する物体-量子力学)。

ニュートンの最初の法則(または慣性の法則)

処方: ISOでは、力が体に作用しないか、力の作用が補償される場合(つまり、力の合力がゼロになる場合)、体は静止状態または均一な直線運動を維持します。

物体に作用する他の物体がない場合に速度を維持する物体の特性は、慣性と呼ばれます。 したがって、ニュートンの最初の法則は慣性の法則と呼ばれます。 したがって、全身またはその部分の速度を変更する理由は、常に他の体との相互作用です。 他の物体の影響下での物体の動きの変化を定量的に説明するには、新しい値、つまり物体の質量を導入する必要があります。

重さ-これは、その慣性(一定の速度を維持する能力。国際単位系(SI)では、体重はキログラム(kg)で測定されます。体重はスカラー量です。質量はスカラー量です。また、物質の量の尺度:

ニュートンの第2法則-ダイナミクスの基本法則

第二法則の策定を開始すると、2つの新しい法則を覚えておく必要があります 物理量-体重と体力。 これらの量の最初の量(質量)は、体の不活性特性の量的特性です。 それは体が外部の影響にどのように反応するかを示しています。 2番目の-力-は、ある物体が別の物体に及ぼす作用の定量的尺度です。

処方: IFRで物体によって取得される加速度は、物体に作用するすべての力の合力に正比例し、この物体の質量に反比例します。

ただし、ダイナミクスの問題を解決するときは、ニュートンの第2法則を次の形式で記述することをお勧めします。

複数の力が同時に体に作用する場合、ニュートンの第2法則を表す式の力は、すべての力の結果として理解する必要があります。 合力がゼロに等しい場合、ボディは静止したままになるか、均一な直線運動になります。 加速度はゼロになります(ニュートンの最初の法則)。

ニュートンの第3法則

処方: ISOでは、物体は大きさが等しく方向が反対の力で互いに作用し、同じ直線上にあり、同じ物理的性質を持っています。

これらの力は異なるボディに適用されるため、互いにバランスを取ることはできません。 追加できるのは、ボディの1つに同時に作用する力のみであることに注意してください。 2つの物体が相互作用すると、大きさが等しく方向が反対の力が発生しますが、それらを追加することはできません。 それらは異なるボディに取り付けられています。

ダイナミクスの問題を解決するためのアルゴリズム

ダイナミクスの問題は、ニュートンの法則を使用して解決されます。 次の一連のアクションが推奨されます。

1. 問題の状態を分析した後、どの力がどの体に作用するかを確認します。

2. 図に、すべての力をベクトルの形で示します。つまり、それらが作用する物体に適用される有向セグメントです。

3. 参照系を選択します。一方の座標軸を問題の物体の加速度と同じ方向に向け、もう一方の座標軸を加速度に垂直に向けると便利です。

4. ニュートンのII法則をベクトル形式で記述します。

5. 方程式のスカラー形式に移動します。つまり、ベクトルの符号なしで、各軸の投影に同じ順序ですべての項を書き留めますが、選択した軸に向けられた力は負の投影になります。 、したがって、左側のニュートンの法則では、それらはすでに減算されており、加算されていません。 これにより、次のような式になります。

6. 前の段落で得られた方程式を、必要に応じて運動学的または他の単純な方程式で補足して、連立方程式を作成します。

8. 複数の物体が運動に関与している場合、力の分析と方程式の記録は、それらのそれぞれに対して別々に実行されます。 ダイナミクスの問題でいくつかの状況が記述されている場合、各状況に対して同様の分析が実行されます。

問題を解決するときは、次のことも考慮してください。体の速度の方向と合力は必ずしも一致しません。

弾性力

変形体の形や大きさの変化を指します。 弾性変形とは、変形力が終了した後、体が完全に形を取り戻す変形のことです。 たとえば、荷重をばねから取り外した後、変形していない状態での荷重の長さは変化しませんでした。 物体が弾性的に変形すると、力が発生し、物体の以前の寸法と形状を復元する傾向があります。 それは弾性力と呼ばれます。 最も単純なタイプの変形は、片側の張力または圧縮の変形です。

小さな変形では、弾性力はボディの変形に比例し、変形中のボディの粒子の移動方向とは反対の方向に向けられます。

どこ: k-体のこわばり バツ-ストレッチ(または圧縮、ボディの変形)の量。これは、変形可能なボディの最終的な長さと最初の長さの差に等しくなります。 そして、それは別々にそれの最初または最後の長さに等しくありません。 剛性は、加えられた力の大きさやボディの変形には依存しませんが、ボディを構成する材料、その形状、および寸法によってのみ決定されます。 SIシステムでは、剛性はN/mで測定されます。

弾性力と変形の比例関係についての記述は、 フックの法則。 エンジニアリングでは、らせんばねがよく使用されます。 ばねが伸びたり縮んだりすると、弾性力が発生します。これもフックの法則に従います。 係数kはばねの剛性と呼ばれます。 フックの法則の適用範囲内で、ばねはその長さを大幅に変更することができます。 したがって、それらは力を測定するためによく使用されます。 張力が力の単位で段階的に変化するばねは、ダイナモメーターと呼ばれます。

したがって、(材料ではなく)特定の各ボディには独自の剛性があり、 与えられた体。 したがって、ダイナミクスの問題で同じばねが数回引き伸ばされた場合、その剛性はすべての場合で同じであることを理解する必要があります。 一方、問題にさまざまなサイズのばねがいくつかある場合、たとえば、それらがすべて鋼である場合でも、それらはすべて異なる剛性を持ちます。 剛性は材料の特性ではないため、どの表にも見られません。 それぞれの特定のボディの剛性は、ダイナミクスの問題で与えられるか、この問題を解決するときにその値を追加の調査の対象にする必要があります。

圧縮すると弾性力が圧縮を防ぎ、伸ばすと伸びを防ぎます。 また、特定の方法で接続された複数のばねの剛性をどのように表現できるかについても検討してください。 ばねの並列接続付き総剛性係数は次の式で計算されます。

ばねを直列に接続した場合全体的な剛性係数は、次の式から求めることができます。

体重

物体が地球に引き付けられる重力は、物体の重量と区別する必要があります。 重量の概念はで広く使用されています 日常生活間違った意味では、重量は質量を意味しますが、そうではありません。

物体の重量は、物体がサポートまたはサスペンションに作用する力です。重量は力であり、すべての力と同様に、ニュートン(キログラムではなく)で測定され、 P。 ボディはサポートまたはサスペンションに対して静止していると想定されています。 ニュートンの第3法則によれば、重量は多くの場合、サポートの反力(ボディがサポート上にある場合)、またはスレッドの張力またはスプリングの弾性力(ボディが吊り下げられている場合)のいずれかに等しくなります。スレッドまたはスプリング)。 すぐに言いましょう- 重量は常にではありません 強さに等しい重力.

無重力体の重さがゼロのときに発生する状態です。 この状態では、体はサポートに作用しませんが、体のサポートに作用します。

サポートまたはサスペンションの加速された動きによって引き起こされる体重の増加は、 過負荷。 過負荷は次の式で計算されます。

どこ: P-過負荷を経験している体の重さ、 P 0は、安静時の同じ体の重量です。 過負荷は無次元量です。 これは式からはっきりとわかります。 したがって、彼らの本の中でそれを測定するサイエンスフィクション作家を信じてはいけません g.

重量は図面に表示されないことに注意してください。 簡単に数式で計算されます。 そして、図は、糸の張力または支持体の反力を示しています。これは、ニュートンの第3法則によれば、数値的には重量に等しいが、反対方向に向けられています。

したがって、3つの重要な点に再度注意します 重要な瞬間しばしば混乱します:

  • 支持体の重量と反力は大きさが等しく、方向が反対であるという事実にもかかわらず、それらの合計はゼロではありません。 これらの力はまったく追加できません。 それらは異なるボディに取り付けられています。
  • 体の質量と重量を混同しないでください。 質量はキログラムで測定される物体の特性であり、重量はニュートンで測定されるサポートまたはサスペンションに対する作用力です。
  • 体の重さを調べる必要がある場合 R、次に最初に支持反力を求めます N、または糸調子の力 T、およびニュートンの第3法則によれば、重量はこれらの力の1つに等しく、方向が反対です。

摩擦力

摩擦-身体の相互作用のタイプの1つ。 それは、2つの物体が相対的な動きをしているとき、またはそのような動きを引き起こそうとしているときに、2つの物体が接触する領域で発生します。 摩擦は、他のすべてのタイプの相互作用と同様に、ニュートンの第3法則に従います。摩擦力が物体の一方に作用する場合、同じ大きさであるが反対方向に向けられた力も第2物体に作用します。

物体が比較的静止しているときに発生する乾式摩擦は、静摩擦と呼ばれます。 静摩擦力常に外部の誘発力と大きさが等しく、反対方向に向けられます。 静摩擦力は、次の式で決定される特定の最大値を超えることはできません。

どこ: μ は静摩擦係数と呼ばれる無次元量であり、 N-反力をサポートします。

外力が摩擦力の最大値よりも大きい場合、相対的な滑りが発生します。 この場合の摩擦力はと呼ばれます すべり摩擦力。 それは常に移動方向と反対の方向に向けられます。 滑り摩擦力は、静摩擦の最大力に等しいと見なすことができます。

比例係数 μ したがって、すべり摩擦係数とも呼ばれます。 摩擦係数 μ 無次元量です。 摩擦係数は正であり、 1未満。 それは接触体の材料とそれらの表面の処理の質に依存します。 したがって、摩擦係数は、相互作用する物体の特定のペアごとに特定の数値になります。 どのテーブルでも見つけることができません。 あなたにとって、それは問題の中で与えられなければなりません、あるいはあなた自身がどんな公式からでも解く過程でそれを見つけなければなりません。

問題を解決するフレームワーク内で、摩擦係数が1より大きいか負の場合、ダイナミクスの観点からこの問題を誤って解決します。

問題の状態で、動きが始まる影響下で最小の力を見つけるように求めた場合、彼らは最大の力を探しますが、その影響下では、動きはまだ始まりません。 これにより、物体の加速度をゼロに等しくすることが可能になり、問題の解決が大幅に簡素化されます。 この場合、摩擦力は 最大値。 したがって、所望の力がごくわずかに増加するとすぐに動きが生じる瞬間が考えられます。

複数のボディを持つダイナミクスの問題を解決する機能

バインドされたボディ

スレッドによって接続された複数のボディが考慮されるダイナミクスの問題を解決するためのアルゴリズム:

  1. 図面を作成します。
  2. ニュートンの第2法則を、各機関について個別に書き留めます。
  3. スレッドが拡張できない場合(ほとんどの問題で拡張できない場合)、すべてのボディの加速度は絶対値で同じになります。
  4. 糸が無重力で、ブロックに質量がなく、ブロックの軸に摩擦がない場合、張力は糸のどの点でも同じです。

体の動き

このタイプの問題では、接触する物体の表面の摩擦力が上半身と上半身の両方に作用することを考慮することが重要です。 下半身つまり、摩擦力はペアで発生します。 同時に、それらは異なる方向に向けられ、上半身の重量によって決定される等しい値を持ちます。 下半身も動いている場合は、サポート側からの摩擦力も下半身に作用することを考慮に入れる必要があります。

回転運動

物体が円を描くように動くと、どの平面で動きが起こっても、物体は求心加速度で動きます。求心加速度は、物体が動く円の中心に向けられます。 この場合、円の概念は文字通りに解釈されるべきではありません。 体は円の弧を通過することしかできません(たとえば、橋に沿って移動します)。 このタイプのすべての問題では、軸の1つを求心加速度の方向に選択する必要があります。 円の中心(または円の弧)に。 2番目の軸を最初の軸に垂直に向けることをお勧めします。 それ以外の場合、これらの問題を解決するためのアルゴリズムは、ダイナミクスの他の問題の解決と一致します。

1. 軸を選択したら、タスクに参加している各ボディ、またはタスクで説明されている各状況について、各軸への投影でニュートンの法則を書き留めます。

2. 必要に応じて、連立方程式を物理学の他のトピックからの必要な方程式で補足します。 特に、求心加速度の公式を覚えておく必要があります。

3. 結果として得られる連立方程式を数学的方法で解きます。

ロッドまたはスレッドの垂直面で回転するためのタスクもいくつかあります。 一見、そのようなタスクは同じように見えるかもしれません。 本当じゃない。 事実、ロッドは張力と圧縮の両方の変形を経験する可能性があります。 糸は圧縮できず、すぐに曲がり、その上の本体は単に通り抜けます。

糸の動き。糸は伸びるだけなので、体が垂直面で糸の上を動くと、糸に引張ひずみだけが発生し、その結果、糸に発生する弾性力は常に円の中心に向けられます。 。

ロッド上の体の動き。ロッドは、スレッドとは異なり、圧縮することができます。 したがって、軌道の上部では、ロッドに取り付けられたボディの速度をゼロに等しくすることができます。これは、スレッドが折りたたまれないように速度が少なくとも特定の値でなければならないスレッドとは対照的です。 ロッドに発生する弾性力は、円の中心に向けることも、反対方向に向けることもできます。

車のターン。物体が固体の水平面に沿って円を描くように移動する場合(たとえば、車が回転している場合)、物体を経路上に維持する力は摩擦力になります。 この場合、摩擦力は曲がり角に向けられており、それに逆らうことはありません(最も一般的な間違い)。摩擦力は車の曲がり角を助けます。 たとえば、車が右に曲がるとき、摩擦力は曲がる方向(右)になります。

万有引力の法則。 衛星

すべての物体は、それらの質量に正比例し、それらの間の距離の2乗に反比例する力で互いに引き付けられます。 したがって 重力の法則式は次のようになります。

万有引力の法則のそのような記録は、物質的な点、球、球に有効です。 rセンター間で測定。 比例係数 G自然界のすべての体について同じです。 彼は呼ばれています 万有引力定数。 SIシステムでは、次のようになります。

万有引力の現れの1つは重力です。 したがって、地球または別の惑星への物体の引力を呼び出すのが通例です。 もし M惑星の質量です、 R pはその半径であり、 惑星の表面での自由落下の加速:

ただし、地球の表面からある程度の距離がある場合 h、すると、この高さでの自由落下の加速度は等しくなります(単純な変換の助けを借りて、惑星の表面での自由落下の加速度と上の特定の高さでの自由落下の加速度の比率を取得することもできます惑星の表面):

ここで、惑星の人工衛星の問題について考えてみましょう。 人工衛星は大気圏外に移動し(惑星に衛星がある場合)、惑星からの重力のみが衛星に作用します。 に応じて 初速度宇宙体の軌道は異なる場合があります。 ここでは、惑星の上のゼロ高度で実際に円軌道を移動する人工衛星の場合のみを検討します。 そのような衛星の軌道の半径(惑星の中心と衛星が配置されている点との間の距離)は、惑星の半径とほぼ等しくすることができます R n。次に、重力によって衛星に与えられる求心加速度は、自由落下の加速度にほぼ等しくなります。 g。 表面近くの軌道(惑星の表面からゼロ高度)にある衛星の速度は、 最初の宇宙速度。 最初の宇宙速度は次の式で求められます。

衛星の動きは、発射体の動きと同様に、自由落下と考えることができます。 弾道ミサイル。 唯一の違いは、衛星の速度が非常に速いため、その軌道の曲率半径が惑星の半径に等しいことです。 惑星からかなりの距離で円形の経路に沿って移動する衛星の場合、重力の引力は半径の2乗に反比例して弱まります。 r軌道。 この場合の衛星の速度は、次の式を使用して求められます。

ケプラーの法則同じ引力中心の周りを回転する2つの物体の回転期間:

私たちが惑星地球について話しているなら、半径でそれを計算するのは簡単です r トレーニング教材そのウェブサイトで。 これを行うには、何も必要ありません。つまり、物理学と数学のCTの準備、理論の研究、問題の解決に毎日3〜4時間を費やす必要があります。 事実、CTは物理学や数学を知るだけでは不十分な試験であり、失敗することなく迅速に解決できる必要もあります。 たくさんののタスク さまざまなトピックさまざまな複雑さ。 後者は、何千もの問題を解決することによってのみ学ぶことができます。

  • 学び 物理学のすべての公式と法則、および数学の公式と方法。 実際、これを行うのも非常に簡単です。物理学では必要な数式は約200しかなく、数学では少しでも少なくなります。 これらの主題のそれぞれには、問題を解決するための約12の標準的な方法があります。 基礎の段階学ぶこともできる困難、したがって完全に自動的かつ困難なく、デジタルトランスフォーメーションのほとんどを適切なタイミングで解決します。 その後は、最も難しいタスクについて考えるだけで済みます。
  • 3つのステージすべてにアクセス リハーサルテスト物理学と数学で。 各RTに2回アクセスして、両方のオプションを解決できます。 繰り返しになりますが、DTでは、問題を迅速かつ効率的に解決する能力、および数式と方法の知識に加えて、時間を適切に計画し、力を分散し、最も重要なことに回答フォームに正しく記入できることも必要です。 、回答とタスクの数、または自分の名前を混同することなく。 また、RT中は、タスクで質問を提起するスタイルに慣れることが重要です。これは、DTの準備ができていない人には非常に珍しいように見える場合があります。
  • これらの3つのポイントを成功裏に、勤勉かつ責任を持って実施することで、CTで優れた結果を示すことができます。これは、可能な最大の結果です。

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