Система взаимодействующих тел. Внешние и внутренние силы

Внутреннее взаимодействие осуществляется внутри целостного образования (почему оно и называется внутренним); оно направлено на сохранение этого образования; стороны внутреннего взаимодействия находятся в отношении взаимозависимости и взаимообусловленности. Чем прочнее и целостнее данное материальное образование, тем в большей зависимости друг от друга находятся составляющие его части. Процессы, из которых складывается внутреннее взаимодействие, не нуждаются ни в каком внешнем источнике. Все изменения, которые имеют место во внутреннем взаимодействии, взаимно гасят, нейтрализуют друг друга и в целом объект, основывающийся на внутреннем взаимодействии, остается без изменения. Для внешнего взаимодействия характерно другое. Его стороны относительно независимы друг от друга и встречаются случайным образом в форме столкновения. Внешнее взаимодействие направлено не на сохранение, а на изменение взаимодействующих объектов. Если внутреннее взаимодействие характеризует связь тел и частиц, их совместное, согласованное и потому упорядоченное движение, то внешнее взаимодействие является источником хаотического, беспорядочного движения тел относительно друг друга. Внутреннее взаимодействие — это всегда какая-либо связь. Внешнее взаимодействие — это всегда какое-либо столкновение.

Закон сохранения импульса. Условия применимости закона сохранения импульса.

Закон сохранения импульса — Векторная сумма импульсов двух тел до взаимодействия равна векторной сумме их импульсов после взаимодействия. Необходимым условием применимости закона сохранения импульса к системе взаимодействующих тел является использование инерциальной системы отсчета

Центр масс. Теорема о движении центра масс.

Центром масс (или центром инерции) системы материальных точек называется воображаемая точка С, положение которой характеризует распределение массы этой системы. ТЕОРЕМА О ДВИЖЕНИИ

ЦЕНТРА МАСС СИСТЕМЫ: Произведение массы системы на ускорение ее центра масс равно геометрической сумме всех действующих на систему внешних сил: ma=(сумма F)

9) Движение тел с переменной массой.
При рассмотрении движения объектов со скоростями соизмеримыми со скоростью света (с ≅ 3⋅108м/с), например, в теории относительности, полагается, что масса находится в зависимости от скорости, причём изменения массы происходят не за счёт притока или оттока вещества. Далее будут рассматриваться движения, происходящие со скоростями значительно меньшими скорости света. Изменение массы в виде потерь и приобретений происходит за счёт изменения во времени количества вещества. Получим на основе второго закона Ньютона уравнение движения материальной точки с переменной массой, используя в качестве модели реактивный принцип движения, например − ракету. В ракетном двигателе обеспечиваются условия выброса с большой скоростью продуктов сгорания топлива в направлении противоположном движению аппарата. На основании третьего закона Ньютона к ракете будет приложена сила, противоположная силе, возникающей при истечении из сопла продуктов сгорания топлива − высокоскоростного газового потока. Ракета, при этом будет получать ускорение. Во многих случаях реактивного движения ракету можно рассматривать как замкнутую материальную систему, импульс которой не изменяется во времени

Работа и мощность

Если направление силы совпадает с направлением перемещения, то работа силы А = Fs. Если же сила направлена противоположно пе­ремещению, то А = - Fs. Таким образом, работа силы может быть как положительной, так и отрицательной. Если сила направлена перпендикулярно перемещению, рабо­та силы равна нулю. Если сила направлена под углом α к перемещению тела, ее можно разложить на две составляющие, и так, что направлена вдоль перемещения, а - перпендикулярно перемещению Работу совершает только составляющая силы направлен­ная вдоль перемещения. Так как проекция силы на направле­ние перемещения равна F cos α, торабота постоянной силы A = F·s·cos α, где α — угол между на­правлением силы и направлением перемещения. При подъеме тела массой m на высоту h сила тяжести совер­шает отрицательную работу А = - mgh, так как при этом сила тя­жести направлена противоположно перемещению. Зато при дви­жении тела вниз сила тяжести совершает положительную работу А = mgh, так как направление силы тяжести совпадает с направ­лением перемещения.Мощностью Р называют отношение совершенной работы А к промежутку времени t, за который эта работа совершена: P = A/t.Единицей мощности в системе СИ является джоуль в секун­ду (Дж/с), или ватт (Вт), названная так в честь английского изоб­ретателя Уатта. 1 Вт — это такая мощность, при которой работа в 1 Дж совершается за 1 с. Таким образом, 1 Вт = 1 Дж/с. Рассмотрим случай, когда сила направлена вдоль перемеще­ния. Тогда работа силы А = Fs. Подставляя это выражение в фор­мулу для мощности Р = A/t, получаем Р = Fs/t = F·(s/t) = Fv, то есть мощность равна произведению силы на скорость.