Лекция №1. Раздел 1. Физические основы механики

Раздел 1. Физические основы механики

Васильева Светлана Васильевна

Яковлев Алексей Владимирович

Федоров Виктор Александрович

Курс лекций

МЕДИЦИНСКАЯ ФИЗИКА

Литература

1. В.Н. Федорова, Л.А. Степанова. Краткий курс медицинской и биологической физики с элементами реабилитологии (лекции и семинары). М.: Физматлит, 2005, 624 с.

2. А.Н. Ремизов, А.Г. Максина, А.Я Потапенко. Медицинская и биологическая физика. М.: Дрофа, 2007, 558 с.

3. В.О. Антонов, А.М. Черныш, В.И. Пасечкин, С.А. Вознесенский, Е.К. Козлова. Биофизика. М.: Владос; 2006; 287 с.

Учебное издание

Учебник

Авторы-составители:

Печатается в авторской редакции

Компьютерное макетирование: Т.Ю. Молчановой, А.В. Яковлева

Подписано в печать 26.10.2012 г. Формат 60´84/16.

Усл. печ. л. 7,09. Тираж 200 экз. Заказ 1648.

Издательский дом ТГУ имени Г.Р. Державина

392008, г. Тамбов, ул. Советская, 190 г

Отпечатано в типографии Издательского дома ТГУ имени Г.Р. Державина

392008, г. Тамбов, ул. Советская, 190 г

Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения. Система отсчёта, материальная точка,радиус-вектор, кинематические уравнения движения. Вектор перемещения. Скорость. Ускорение. Поступательное и вращательное движения. Угловые: путь, скорость, ускорение. Связь между угловыми и линейными кинематическими характеристиками.

Механика – раздел физики, изучающий простейшие формы дви­жения материи, которые состоят в перемещении тел или частиц относительно друг друга, т. е. изменения их взаимного положения с течением времени.

Материальная точка – тело, размерами и формой которого можно пренебречь в условиях данной задачи.

Любое физическое тело можно рассматривать как систему материальных точек, а его механическое движение как перемещение отдельных материальных точек или системы материальных точек в пространстве с течени­ем времени.

В прямоугольной системе координат движение точеч­ного тела описывается тремя функциями x = x (t), y = y (t), z = z (t), показывающими, как изменяются координаты этого тела (x, y, z) с течением времени.

Траектория – линия, описываемая материальной точкой при джвижении.

Расстояние, отсчитан­ное вдоль траектории, представляет собой пройденный точкой путь и как любой непрерывный процесс, представляется в виде функции от времени: S = S (t).

Система еди­ниц измерения– это совокупность основных и производных единиц измерения физических величин. На основании международных согла­шений в настоящее время принята интернациональная, система «СИ». В данной системе единиц взято семь основных величин и единиц их измерения: длина в метрах, масса в килограммах, время в се­кундах, сила тока в амперах, сила света в канделах, температура в кельвинах и количество вещества в молях. Дополнительныеединицы: плоский угол в радианах и телесный угол в стерадианах.

Движение тела может быть:

1) поступательным, если любая прямая, проведенная на теле, остается при движении этого тела параллельной самой себе;

2) вращательным, если все точки тела описывают концентрические окружности, центры которых лежат на одной и той же прямой, называемой осью вращения;

3) колебатель­ным, если точки тела совершают периодические движения относи­тельно некоторого центра.

Отношение пути, пройденного материальной точкой, к проме­жутку времени, за который этот путь пройден, называется средней скоростью движения

= .

Мгновенная скорость движения в любой точке траектории есть вектор, направленный по касательной к траектории в данной точке, а по модулю равный производной от пути по времени:

V=.

Скорость в системе СИ измеряется в м/с.

Величина характеризующая изменение скорости, называет­ся ускорением и определяется как первая производная от скорос­ти по времени:

.

Измеряется ускорение в системе СИ в м/с².

Путь, пройденный материальной точкой, определяется урав­нением:

.

В случае равномерного прямолинейного движения =const и , формула примет вид: S=Vt.

Угловой скоростью называется физическая величина, равная первой произ­водной от угла поворота по времени: .

Единицей измерения в системе СИ является радиан в секунду.

Время одного оборота точки по окружности называется, периодом вращения (Т), а число оборотов в единицу времени называется частотой вращения (n).

При неравномерном движении материальной точки по окружности вводится понятие углового ускорения, под которым понимается первая производная от угловой скорости по времени:

e = .

При равнопеременном движении материальной точки по окружности выполняются соотношения:

j = w₀ t ± , w = ± εt,

где – начальная угловая, скорость движения материальной точки.