Динамические характеристики движений

Динамические параметры движений включают инерционные, силовые и энергетические характеристики (рис. 2.5).

 

 

Рис. 2.5. Основные динамические характеристики движений

А. Инерционные характеристики движений

§ Инерция – это свойство тел сохранять скорость неизменной при отсутствии внешних воздействий (противодействовать началу или изменению движения).

§ Инертность – это свойство физических тел сопротивляться изменению скорости и направления движения под действием сил.

o Масса тела является мерой инертности: чем больше масса, тем инертнее тело и тем труднее вывести его из состояния покоя или изменить его движение.

§ Момент инерции (J) определяет инертность тела и его частей при вращении – выражается произведением массы (m) на квадрат расстояния от центра тяжести тела до оси вращения (R): J = m R².

 

Б. Силовые характеристики движений

§ Сила – мера механического действия одного тела на другое.

o Определяется произведением массы тела на ускорение, вызванное данной силой: F = m*a.

o Является векторной величиной.

§ Момент силы – мера вращающего действия силы.

o Определяется произведением модуля силы на ее плечо (кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы): M = F*l.

§ Импульс силы – мера воздействия силы на тело за данный промежуток времени: S = F*Dt.

§ Импульс момента силы - мера воздействия момента силы относительно данной оси за данный промежуток времени (во вращательном движении).

o Определяет изменение скорости движения.

§ Количество движения - мера поступательного движения тела, характеризующая способность движения передаваться другому телу:     K = m*v..  

§ Момент количества движения (угловой момент, момент импульса или кинетический момент) - мера вращательного движения тела, характеризующая способность этого движения передаваться другому телу; равен произведение момента инерции тела на угловую скорость: K = J *w.

 

В. Энергетические характеристики движений

§ Механическая работа силы – мера действия силы на тело при его перемещении под действием этой силы. Сила может совершать положительную и отрицательную работу – увеличивать или уменьшать энергию тела.

§ Мощность силы – мера быстроты приращения работы силы.

o Мощность (N) равна отношению работы ко времени, в течение которого она производилась: N = A / t.

§ Энергия – запас работоспособности системы.

o Кинетическая энергия – энергия механического движения тела, определяющая возможность совершения работы.

o Потенциальная энергия – энергия положения тела, обусловленная относительным расположением тел или частей одного и того же тела и характером их взаимодействия.

o Полная энергия тела в поступательном и вращательном движениях равна сумме его потенциальной и кинетической энергии: Е = Е_п + Е_к.

o Закон сохранения энергии: энергия в замкнутой механической системе не исчезает, а переходит из одного вида в другой – рекуперация механической энергии.

 

 

СИЛЫ В СТАТИКЕ И ДИНАМИКЕ