динамика

Динамика (греч. Δύναμις - сила) - раздел механики, в котором изучаются причины возникновения механического движения. Динамика оперирует такими понятиями, как масса, сила, импульс, момент импульса, энергия.
Также динамикой нередко называют, применительно к другим областям физики (например, теории поля), то часть теории, более или менее прямо аналогична динамике в механике, противопоставляя обычно кинематике (до кинематики в таких теориях обычно относят, например, соотношение, полученные из преобразований величин при изменении системы отсчета).
Иногда слово динамика применяется в физике и не в описанном смысле, а в более общелитературном: для обозначим ния просто процессов, развивающихся во времени, зависимости от времени каких величин, не обязательно имея в виду конкретный механизм или причину этой зависимости.
Динамика, основанный на законах Ньютона, называется классической динамикой. Классическая динамика описывает движения объектов со скоростями от миллиметров в секунду до километров в секунду. Однако эти методы перестают быть справедливыми для движения объектов очень малых размеров (элементарные частицы) и при движениях со скоростями, близкими к скорости света. Такие движения подчиняются другим законам.
С помощью законов динамики изучается также движение сплошной среды, то есть упруго и пластически деформированных тел, жидкостей и газов.
В результате применения методов динамики к изучению движения конкретных объектов возник ряд специальных дисциплин: небесная механика, баллистика, динамика корабля, самолета. гидродинамика, аэродинамика и тому подобное.
Содержание
1 Основная задача динамики
2 Закона Ньютона
3 Закона Ньютона в неинерциальных системах отсчета
4 Описание динамики исходя из принципа наименьшего действия
5 Формулы некоторых сил различной природы
6 См. также
7 Примечания
8 Литература
9 Силки
Основная задача динамики
Исторически деление на прямую и обратную задачу динамики сложился следующим образом.
Прямая задача динамики: по заданному характеру движения определить равнодействующую сил, действующих на тело.
Обратная задача динамики: по заданным силами определить характер движения тела.
Законы Ньютона
Подробнее: Законы Ньютона
Классическая динамика основана на трех основных законах Ньютона:
1 -й: Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело которое движется поступательно сохраняет свою скорость постоянной, ес в на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.
2-й: В инерциальных системах отсчета ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально силе, вызывающей его, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки.
где - ускорение тела, - силы, приложенные к материальной точки, а - ее масса, или
в классической (ньютоновской) механики масса материальной точки считается постоянной во времени и независимой от каких-либо особенностей ее движения или взаимодействия с другими телами [1] [2].
Второй закон Ньютона можно тако сформулировать с использованием понятия импульса:
В инерциальных системах отсчета производная от импульса материальной точки по времени равна силе, действующей на него [3].
где - импульс (количество движения) точки - ее скорость, а - время . При такой формулировке, как и раньше, считают, что масса материальной точки неизменна во времени [4] [5] [6].
3-й: Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению
Если при этом рассматриваются взаимодействие материальных точек, то обе силы действуют вдоль прямой, их соединяет. Это приводит к тому, что суммарный момент импульса системы, состоящей из двух материальных точек в процессе взаимодействия остается неизменным. Таким образом, со второго и третьего законов Ньютона можно получить законы сохранения импульса и момента импульса.
Законы Ньютона в неинерциальных системах отсчета
Существование инерциальных систем отсчета только постулируется первым законом Ньютона. Реальные системы отсчета, связанные, например, с Землей или с Солнцем, не имеют в полной мере свойства инерциальности через движение по кругу. Экспериментально доказать существование инерциальной системы отсчета невозможно, поскольку для этого нужно иметь свободное тело (тела, на которые не действуют никакие силы), а то, что тело является свободным, может быть показано только в инерциальной стистеми отсчета. Описание движения в неинерциальных системах отсчета, движущихся с ускорением относительно инерциальных, требует введения так называемых фиктивных сил, таких как сила инерции, центростремительная сила или сила Кориолиса. Эти «силы» не предопределены взаимодействием тел, то есть по своей природе не являются силами и вводятся только для сохранения формы второго закона Ньютона:
,
где - сумма всех фиктивных сил, возникающих в неинерциальной системе отсчета.
описание динамики исходя из принципа наименьшего действия
Многие законы динамики могут быть описаны исходя не из законов Исаака Ньютона, а из принципа наименьшего действия.
Формулы некоторых сил различной природы
Сила всемирного тяготения:
или в векторной форме:
вблизи земной поверхности:
Сила трения:
Сила Архимеда:
См. также
Гидродинамика
Газовая динамика
Термодинамика
Аэродинамика
Статика
Примечания
↑ Маркеев А. П. Теоретическая механика ..
↑ Тарг С. М. Краткий курс теоретической механики. - ISBN 5-06-003117-9.
↑ Сивухин Д. В. Общий курс физики. - Т. I. Механика. - ISBN 5-9221-0225-7.
↑ Маркеев А. П. Теоретическая механика. «... второй закон Ньютона справедлив только для точки устойчивого состава. Динамика систем переменного состава требует отдельного рассмотрения »
↑ Иродова И. Е. Основные законы механики.« В ньютонов механике ... m = const и dp / dt = ma ».
↑ Kleppner D., Kolenkow RJ An Introduction to Mechanics. - P. 112. - ISBN 0-07-035048-5. «For a particle in Newtonian mechanics, M is a constant and (d / dt) (Mv) = M (dv / dt) = Ma».
Литература
Алешкевич В. А., Деденко Л. Г. , Караваев В.А. Механика твердого тела. Лекции. Издательство физических факультета МГУ, 1997.
Матвеев. А. Н. Механика и теория относительности. М .: Высшая школа, 1986. (3-е изд. М .: ОНИКС 21 век: Мир и Образование, 2003. - 432с.)
Павленко Ю. Г. Лекции по теоретической механике. М .: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 392с.
Сивухин Д. В. Общий курс физики. В 5 т. Том I. Механика. Четвёртого изд. М .: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2005. - 560с.
Яворский Б. М., Детлаф А. А. Физика для школьников старших классов и поступающих в вузы: учебное пособие. М .: Дрофа, 2002, 800с. ISBN 5-7107-5956-3
Н.А. Кильчевский, Курс теоретической механики в двух томах, Т.2, Динамика систем, Киев, Нац.ун-т им. Т. Шевченко, 2009, 447 с.
Силки


Динаміка

Випадкові Статті

Мале Ситно

Мале Ситно

село Мале Ситно біл Малое Сітна Основні дані 55°41′39″ пн ш 29°21′23″ с...
Бабуняк Ярослав Іларіонович

Бабуняк Ярослав Іларіонович

Бабуняк Ярослав Іларіонович (2 січня 1924, село Вербів, нині Бережанського району Тернопільської...
Пелагія Каленикович

Пелагія Каленикович

Пелагія Ничипорівна Каленикович д/н —1699 — перша дружина Івана Скоропадського до отриманн...
Альмонасід-дель-Маркесадо

Альмонасід-дель-Маркесадо

Альмонасід-дель-Маркесадо ісп Almonacid del Marquesado — муніципалітет в Іспанії, у складі авто...