Оглавление
2. Неинерционная система отсчета
1. Инерционная система
Система отсчета, к которой применим закон Ньютона, всегда может найти особую группу объектов отсчета (систему отсчета), что делает справедливым первый закон Ньютона , тогда эта система отсчета становится инерциальной системой отсчета.
2. Неинерционная система отсчета
Система отсчета, к которой не применимы законы Ньютона.
"Сила" "вращение" "ускорение" - неинерциальная система
На рисунке ниже показана типичная сцена, требующая использования неинерциальной системы отсчета.
3. Сила инерции
В неинерциальной системе законы движения Ньютона не действуют. Однако можно также предположить, что в неинерциальной системе, помимо силы, вызванной взаимодействием, существует еще сила, обусловленная неинерционной системой, — сила инерции
На маленький шарик внутри автомобиля на картинке выше действует несуществующая сила — сила инерции, так что он может иметь скорость v' и ускорение a'.
Вопрос 1
описание темы
Лифт поднимается с ускорением. При
скорости от потолка лифта откручивается винт. Расстояние между потолком и дном лифта равно 2,74 м. Расчет: (1) время, необходимое для того, чтобы винт падение с потолка на дно, (2) винт нисходящее расстояние относительно фиксированной колонны вне лифта.
отвечать
Первый вопрос — найти время, за которое винт упадет с потолка на дно, решается с помощью неинерциальной системы отсчета. Позвольте привести пример: когда человек сидит в поднимающемся лифте, он или она будет чувствовать тяжесть, то есть избыточный вес; это происходит потому, что ускорение человека в это время превышает нормальное ускорение свободного падения. , а ускорение человека в это время должно быть равно ускорению свободного падения + ускорению лифта, идущего вверх.
Этот вопрос тоже тот же.Ускорение винта тоже равно ускорению свободного падения+ускорению лифта,поэтому легко найти время.
Второй вопрос заключается в том, чтобы найти нисходящее расстояние винта относительно неподвижной колонны снаружи лифта.Первоначально будет три ситуации:
Первая ситуация – винт остановлен подъемником до того, как он достигнет высшей точки; вторая ситуация – винт поднялся до высшей точки и начал опускаться и перехвачен лифтом; третья ситуация – винт относительно исходного положения, после снижения он был перехвачен.
При нормальных обстоятельствах нам нужно судить о том, что это за ситуация, путем расчета, но этот вопрос говорит нам, что это нисходящее расстояние, поэтому мы можем определить, что это третья ситуация, и сформулировать в соответствии с ситуацией третья ситуация .
4. Теорема об импульсе.
Теорема об импульсе: в заданный промежуток времени импульс внешней силы, действующей на частицу , равен приращению импульса частицы за это время .
импульс:
Импульс:
Дифференциальная форма теоремы об импульсе:
Интегральная форма теоремы об импульсе:
Компонент означает:
вопрос 2
описание темы
Длина мягкой цепи равна , масса на единицу длины равна
, цепь кладут на стол с маленьким отверстием, один конец цепи немного выходит из маленького отверстия, а остальную часть цепочки укладывают вокруг маленького дыра. Из-за какого-то возмущения цепь начинает падать под собственным весом. Seek: Соотношение между скоростью падения цепи v и y. Предположим, что все точки трения не учитываются, а цепь считается достаточно мягкой, чтобы ее можно было свободно растягивать.
отвечать
Возьмите цепь, висящую вертикально, и цепь на столе как систему, чтобы установить систему координат, затем
Из теоремы об импульсе системы частиц получаем:
Поэтому есть,
так,
Упростите и упорядочите:
Умножьте обе части одновременно, чтобы получить интегрируемую формулу:
Интегрируйте обе стороны, чтобы получить:
Решения должны:
Прямо сейчас,
5. Закон сохранения импульса.
Закон сохранения импульса: если общая внешняя сила, действующая на систему точечных частиц, равна 0 , то общий импульс системы остается неизменным.
Ф:
- Полный импульс системы постоянен, но импульс любого объекта в системе можно изменить.
- Условие сохранения: результирующая внешняя сила равна 0.
Примечание : В это время , то есть когда внешняя сила намного меньше внутренней силы, общий импульс системы можно приблизительно считать сохраняющимся.
Вопрос 3
описание темы
На спокойном озере стоит лодка с длиной и массой
. На одном конце лодки стоит рыбак, масса
. И рыбак, и лодка оказались неподвижны. Теперь предположим, что рыбак идет от одного конца лодки к другому Какое расстояние прошли рыбак и лодка? Трение воды о лодку пренебрежимо мало.
отвечать
Так как трение воды о лодку пренебрежимо мало, равнодействующая внешней силы системы человек-лодка в горизонтальном направлении равна нулю, то можно применить закон сохранения количества движения, и получим:
,
представляет скорость человека относительно земли и
представляет скорость корабля относительно земли.
Из приведенной формулы можно получить:
Указывает на противоположное движение между лодкой и человеком.
Скорость человека относительно лодки:
Предположим, что капитан находится на лодке в отведенное время
.
За это время человек проходит относительно земли:
Объединение двух интегралов дает:
В конечном итоге расстояние, пройденное лодкой, равно:
, направление противоположно направлению движения человека.
Как показано ниже:
конец