Радиус вектора формула – Радиус-вектор — Википедия

2. Центр системы параллельных сил. Формула для радиус-вектора и координат центра системы параллельных сил.

Дано : F1 || F2 .

R=F1+F2. MC(R)=MC(F1)+MC(F2)=0

 F1∙CA1=F2∙CA2. Повернем F1 и F2 на угол α, при этом R повернется тоже на угол α. С – центр параллельных сил.

То же самое, если сил несколько и не по одной прямой. R=∑Fi, R||Fi (точка С принадлежит R) MO(R)=∑MO(Fi), rC×R=∑(ri×Fi).

Введем единичный вектор eFk=FkeR=∑Fke.

rC

×∑Fie=∑ri×(Fie). ∑FirC×e=∑Firi×e.

(∑FirC-∑Firie=0

rC=∑Firi/∑Fi.

Координаты центра системы параллельных сил:

XC=∑Fixi/R; YC=∑Fiyi/R;

ZC=∑Fizi/r

Билет №19.

  1. Сложное движение точки. Теорема о сложении скоростей. Примеры.

  2. Центр тяжести тела. Методы нахождения центра тяжести.

1. Сложное движение точки. Основные понятия.

Сложное движение – движение по отношению к системе координат, выбранной за основную (абсолютную).

Относительное движение – движение точки по отношению к подвижной системе координат.

Переносное движение – движение подвижной системы координат относительно неподвижной. Установление связи между этими движениями позволяет решать различные задачи.

Центр тяжести тела. Методы нахождения центра тяжести.

Центр тяжести – центр системы параллельных сил тяжести частиц тела. Его радиус-вектор rC=∑Piri/P.

XC=∑Pixi/P; Yc=∑Piyi/P; ZC=∑Pizi/P

Вес тела P=∑Pi, Pi – сила тяжести частицы.

Методы определения координат центра тяжести тела.

  1. Свойства симметрии: если тело имеет плоскость, ось или центр симметрии, то центр тяжести лежит на них.

  2. Разбиение: Если известны центры тяжести отдельных частей тела, то

rC=(V1rC1+V2rC2+…+VnrCn)/V

Отрицательные массы:

rC=VсплrC-V1rC1-…-VnrCn, где Vk, r

Ck – объемы и радиус-векторы пустот тела.

  1. Интегрирование: если тело нельзя разбить)

XC=(∫xdV)/V, YC=(∫ydV)/V,

ZC=(∫zdV)/V

Билет №20.

  1. Сложное движение точки. Теорема о сложении ускорений – теорема Кориолиса. Ускорение Кориолиса.

  2. Лемма о параллельном переносе силы.

1. Сложное движение точки. Основные понятия.

Сложное движение – движение по отношению к системе координат, выбранной за основную (абсолютную).

Относительное движение – движение точки по отношению к подвижной системе координат.

Переносное движение – движение подвижной системы координат относительно неподвижной. Установление связи между этими движениями позволяет решать различные задачи.

Опр-е ускорения точки в сложном движении

VM=VO+[ ωr]+ Vr

WM=d VM/dt=(d VO/dt)+[ εr]+[ ω(dr/dt)]+d Vr/dt

dr/dt=[ ωr]+ Vr

WM=Wo+[ εr]+ [ω[ωr]]+[ ω Vr]+ [ ωVr]+Wr

d Vr/dt=[ ω Vr]+ Wr

Wk=2[ω Vr]

WM=WL+Wr+WK – кинематическая теорема Кариолиса

Абсолютное ускорение точки –это есть сумма переносного ускорения, относительного ускорения и ускорения Кариолиса

Переносное ускорение хар-ет измен-е переносной скорости в переносном движении.

Относительное ускорение хар-ет изм-е относительной скоростив в относительном движении. Ускорение Кариолиса хар-ет изм-е относительной скорости в переносном движении

Ускорение Кариолиса.

Согласно правилу векторного произведения, вектор ускорения Кариолиса ┴ пл-ти, в кот-й лежат вектора ω и Vr и направлена в ту сторону,что с конца этого вектора кратчайшее совмещение первого вектора ко второму ω к Vr кажется видным против хода часовой стрелки.

studfiles.net

Вопрос 1.Радиус-вектор.Вектор перемещения.

Вопрос 1.Радиус-вектор.Вектор перемещения.

- радиус-вектор - это вектор, проведенный от точки отсчета О к рассматриваемой точке М.

- перемещение (или изменение радиус-вектора) – это вектор, соединяющий начало и конец траектории.

 

радиус-вектор в прямоугольной системе декартовых координат:

,где -называют координатами точки.

Вопрос 2.Скорость перемещения. Средняя и мгновенная скорости.

Скорость перемещения(вектор)-показывает, как изменяется перемещение в единицу времени.

Средняя: Мгновенная:

Мгновенная скорость всегда направлена по касательной к траектории,

а средняя – совпадает с вектором перемещения.

Проекция: Модуль:

Вопрос 3.Путь.Его связь с модулем скорости.

S путь – это длина траектории (скалярная величина, > 0).

S-площадь фигуры, ограниченной кривой v(t) и прямыми t1 и t2.

Вопрос 4.Ускорение.Модуль ускорения.

Ускорение -по смыслу – показывает, как изменяется скорость в единицу времени.

Проекция: Модуль: Среднее значение:

Вопрос 5.Неравномерное движение точки по криволинейной траектории.

Если точка движется по криволинейной траектории, то целесообразно разложить ускорение на составляющие, одна из которых направлена по касательной и называется тангенциальным или касательным ускорением, а другая направлена по нормали к касательной, т.е. по радиусу кривизны, к центру кривизны и называется нормальным ускорением.

характеризует изменение скорости по направлению, – по величине.

, где r - радиус кривизны.

У точки, движущейся по криволинейной траектории, всегда есть нормальное ускорение, а тангенциальное – только тогда, когда скорость изменяется по величине.

(2, 3)Тема 2. КИНЕМАТИЧНСКИЕ УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ.

Вопрос 1.Получить кинематические уравнения движения r(t) и v(t).

Два дифференциальных и связанных с ними двух интегральных векторных уравнениях:

→ и - кинематические уравнения равнопеременного точки при .

Вопрос 2. Получить кинематические уравнения движения x(t),y(t),vx(t) и vy(t), для брошенного тела.

 

Выразив t из первого уравнения и, подставив его во второе, получим уравнение траектории:  

Вопрос 3. Получить кинемат. уравнения движения x(t),y(t),vx(t) и vy(t), для тела, брошенного под углом.

Вопрос 4. Получить уравнение движения для тела, брошенного под углом.

Тема 3. КИНЕМАТИКА ВРАЩЕНИЯ.

Вопрос 1.Кинематические характеристики вращательного движения.

угловое перемещение - угол поворота радиус-вектора.

угловая скорость - показывает, как изменяется угол поворота радиус-вектора.

угловое ускорение - показывает, как изменяется угловая скорость за единицу времени.

Вопрос 2. Связь между линейными и угловыми характеристиками движения точки

Вопрос 3.Получите кинематическое уравнения w(t) и ф(t).

то кинематические уравнения после интегрирования примут более простой вид: - кин. уравнения равноускор.(+) и равнозамедл.(-) вращательного движения.

(4, 5, 6) Тема 4. КИНЕМАТИКА АТТ.

Вопрос 1.Определение АТТ. Поступательные и вращательные движения АТТ.

АТТназывается тело, деформациями которого можно пренебречь в условиях данной задачи.

Все движения АТТ можно разложить на поступательное и вращательное, относительно некоторой мгновенной оси. Поступательное движение –это движение, при котором прямая, проведенная через любые две точки тела, перемещается параллельно самой себе. При поступательном движении все точки тела совершают одинаковые перемещения.Вращательное движение – это движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой, называемой осью вращения.

В качестве кинематического уравнения вращательного движения АТТ достаточно знать уравнение j (t) для угла поворота радиус-вектора, проведенного от оси вращения к какой-либо точке тела (если ось неподвижна). Т.е., принципиально кинематические уравнения движения для точки и АТТ не отличаются.

Тема 5. ЗАКОНЫ НЬЮТОНА.

Тема 6. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА.

Тема 7. РАБОТА. МОЩНОСТЬ. ЭНЕРГИЯ.

Вопрос 7. Законы сохранения применительно к абсолютно упругому удару двух шаров.

Абсолютно упругий удар – это такой удар, при котором сохраняется кинетическая энергия всей системы.

Тема 10. СИЛОВЫЕ ПОЛЯ

Вопрос 3. Сокращение длины.

l0 – длина стержня в системе, относительно которой он покоится (в нашем случае в К), l – длина этого отрезка в системе, относительно которой он движется (К¢ ). т.к. и найдем связь между l и l0: .

Таким образом, из СТО следует, что размеры движущихся тел должны сокращаться в направлении их движения, но реального сокращения нет, т.к. все ИСО равноправны.

Вопрос 2.Идеальный газ

Простейшей моделью реальных газов является идеальный газ. С макроскопической точки зрения – это газ, для которого выполняются газовые законы (pV = const, p/T = const, V/T = const). С микроскопической точки зрения – это газ, для которого можно пренебречь: 1) взаимодействием молекул между собой и 2) собственным объемом молекул газа по сравнению с объемом сосуда, в котором находится газ.

Уравнение, связывающее между собой параметры состояния, называется уравнением состояния газа. Одно из простейших уравнений состояния - это

( ; ; ) уравнение Менделеева – Клапейрона.

(n – концентрация, k – постоянная Больцмана) - уравнение состояния идеального газа в другой форме.

Тема 15. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ

Вопрос 1. Основные понятия. Обратимые и необратимые процессы.

Обратимый процесс -это такой процесс перехода системы из состояния А в состояние В, при котором возможен обратный переход от В к А через те же промежуточные состояния и при этом в окружающих телах не происходит никаких изменений. Система называется изолированной, если она не обменивается энергией с окружающей средой. На графике состояния обозначаются точками, а процессы – линиями.

Величины, которые зависят только от состояния системы и не зависят от процессов, посредством которых система пришла в данное состояние, называются функциями состояния. Величины, значения которых в данном состоянии зависят от предшествующих процессов, называются функциями процессов - это теплота Q и работа A,их изменение обозначают часто как dQ, dA или . (d - греческая буква - дельта)

Работа и теплота – это две формы передачи энергии от одних тел к другим. При совершении работы меняется относительное расположение тел или частей тела. Передача энергии в виде теплоты осуществляется при контакте тел – за счет теплового движения молекул.

К внутренней энергииотносят: 1)кинетическую энергию теплового движения молекул (но не кинетическую энергию всей системы в целом), 2)потенциальную энергию взаимодействия молекул между собой, 3)кинетическую и потенциальную энергию колебательного движения атомов в молекуле, 4)энергию связи электронов с ядром в атоме, 5)энергию взаимодействия протонов и нейтронов внутри ядра атома. Эти энергии по величине очень сильно отличаются друг от друга, например, энергия теплового движения молекул при 300 К ~ 0,04 эВ, энергия связи электрона в атоме ~ 20-50 эВ, а энергия взаимодействия нуклонов в ядре ~10 МэВ. Поэтому эти взаимодействия рассматривают по отдельности.

Внутренняя энергия идеального газа – это кинетическая энергия теплового движения его молекул. Она зависит только от температуры газа. Ее изменение имеет одинаковое выражение для любых процессов в идеальных газах и зависит только от начальной и конечной температур газа. - внутренняя энергия идеального газа.

Тема 16.

Вопрос 1. Энтропия

II начало термодинамики, как и I начало, является обобщением большого числа опытных фактов и имеет несколько формулировок.

Введем сначала понятие «энтропия», которое играет ключевую роль в термодинамике. Энтропия - S – одна из важнейших термодинамических функций, характеризующая состояние или возможные изменения состояния вещества – это многогранное понятие.

1)Энтропия – это функция состояния. Введение таких величин ценно тем, что при любых процессах изменение функции состояния одинаково, поэтому сложный реальный процесс можно заменить «выдуманными» простыми процессами. Например, реальный процесс перехода системы из состояния А в состояние В (см. рис.) можно заменить на два процесса: изохорический А®С и изобарический С®В.

Энтропия определяется следующим образом.

«Бесконечно малое изменение энтропии равно элементарному количеству теплоты, получаемому системой, отнесенному к температуре, при которой это тепло передается»
конечное изменение энтропии. Величину dQ/T называют приведенной теплотой, поэтому можно дать такое определение: изменение энтропии равно сумме приведенных теплот.
     

Для обратимых процессов в идеальных газах можно получить формулы для вычисления энтропии в различных процессах. Выразим dQ из I начала и подставим в выражение для dS .

общее выражение для изменения энтропии в обратимых процессах.

 

Интегрируя, получим выражения для изменения энтропии в различных изопроцессах в идеальных газах.

Вопрос 2,3,4.изобарический, изохорический, изотермический

p=const изобарический +
V=const изохорический
T=const изотермический
адиабатический dQ=0 ® dS=0® S=const

Во всех расчетах энтропии имеет значение только разность энтропий конечного и начального состояний системы

 

2)Энтропия мера рассеяния энергии.

  запишем I начало термодинамики для обратимого изотермического процесса, учитывая, что dQ=T×dS и выразим работу
термодинамическая функция называется свободной энергией величина называется связанной энергией
Из формул можно сделать вывод, что в работу можно перевести не весь запас внутренней энергии системы U. Часть энергии TS нельзя перевести в работу, она рассеивается в окружающей среде. И эта «связанная» энергия тем больше, чем больше энтропия системы. Следовательно, энтропию можно назвать мерой рассеяния энергии.

3)Энтропия – мера беспорядка системы

Введем понятие термодинамической вероятности.Пусть мы имеет ящик, разделенный на n отсеков. В ящике по всем отсекам свободно перемещается N молекул. В первом отсеке окажется N1 молекул, во втором отсеке N2 молекул,…,

в n-ом отсеке - Nn молекул. Число способов w, которыми можно распределить N молекул по n состояниям (отсекам) называется термодинамической вероятностью. Иначе говоря, термодинамическая вероятность показывает, сколькими микрораспределениями можно получить данное макрораспределение Она вычисляется по формуле: [1]

Для примера вычисления w рассмотрим систему, состоящую из трех молекул 1, 2 и 3, которые свободно перемещаются в ящике с тремя отсеками. [2]

В данном примере N = 3 (три молекулы) и n = 3(три отсека), молекулы считаются различимыми.

В первом случае макрораспределение – это равномерное распределение молекул по отсекам, оно может осуществиться 6-ью микрораспределениями. Вероятность такого распределение самая большая. Равномерное распределение можно назвать «беспорядком» (по аналогии с разбросанными вещами в комнате) В последнем случае, когда молекулы собираются только в одном отсеке вероятность наименьшая. Проще говоря, из повседневных наблюдений мы знаем, что молекулы воздуха более или менее равномерно распределяются в помещении, и практически совершенно невероятно, чтобы все молекулы собрались в одном углу комнаты. Однако теоретически такая вероятность существует.

Больцман постулировал, что энтропия прямо пропорциональна натуральному логарифму термодинамической вероятности:

 

Следовательно, энтропию можно назвать мерой беспорядка системы.

 

Вопрос 6.Теперь мы можем сформулировать II начало термодинамики.

1)При любых процессах, происходящих в теплоизолированной системе, энтропия системы не может убывать:
Знак «=» относится к обратимым процессам, знак «>» - к необратимым (реальным) процессам. В незамкнутых системах энтропия может меняться любым образом.
Иначе говоря, в замкнутых реальных системах возможны только те процессы, при которых энтропия возрастает. Энтропия связана с термодинамической вероятностью, следовательно, ее увеличение в замкнутых системах означает рост «беспорядка» системы, т.е. молекулы стремятся прийти в одинаковое энергетическое состояние и с течением времени все молекулы должны иметь одинаковую энергию. Отсюда был сделан вывод о стремлении нашей Вселенной к тепловой смерти. «Энтропия мира стремится к максимуму» (Клаузиус). Так как законы термодинамики выведены на основе человеческого опыта в масштабах Земли, то вопрос об их применимости в масштабах Вселенной остается открытым

 

2) «Теплота не может сама собой переходить от менее нагретого к более нагретому телу» (Клаузиус).
Для этого требуется работа внешних сил. Теоретически переход теплоты от холодного тела к горячему возможен. Но отношение вероятностей перехода, например, 1 эрг = 10-7 Дж теплоты от тела с температурой 300 К к телу с температурой 301 К и наоборот составляет примерно 1: , но передача теплоты в количестве 10-11 эрг =10-18 Дж дает уже отношение вероятностей @ 2,7.

 

3) «Невозможно построить вечный двигатель второго рода, т.е. такую периодически действующую машину, действие которой состояло бы только в поднятии груза и охлаждении теплового резервуара» (Томсон, Планк)
Обязательно должно быть еще тело, которому «придется» отдать часть теплоты. Просто отнимать тепло от некоторого тела и превращать его в работу невозможно потому, что такой процесс сопровождается уменьшением энтропии нагревателя. Следовательно, нужно еще одно тело – холодильник, энтропия которого будет увеличиваться, чтобы DS = 0. Т.е. у нагревателя забирается теплота, за счет этого может быть совершена работа, но часть теплоты «теряется», т.е. передается холодильнику.

Вопрос 7. КРУГОВЫЕ ПРОЦЕССЫ (ЦИКЛЫ)

Круговым процессом или циклом называется такой процесс, при котором система, пройдя ряд состояний, возвращается в исходное состояние. Если процесс осуществляется по часовой стрелке, он называется прямым, против часовой стрелки –обратным. Т.к. внутренняя энергия является функцией состояния, то в круговом процессе

система может получать или отдавать теплоту, совершать работу, но внутренняя энергия системы при этом остается постоянной.

Устройство, в котором затрачивается теплота, а получается работа, называется тепловой машиной. Все тепловые машины работают по прямому циклу, состоящему из различных процессов. Устройство, работающее по обратному циклу, называется холодильной машиной. В холодильной машине затрачивается работа, а в результате от холодного тела отнимается теплота, т.е. происходит дополнительное охлаждение этого тела.

Рассмотрим цикл Карно для идеальной тепловой машины.Предполагается, что рабочее тело – идеальный газ, трение отсутствует. Этот цикл, состоящий из двух изотерм и двух адиабат, реально не осуществим, но он сыграл огромную роль в развитии термодинамики и теплотехники и позволил проанализировать коэффициент полезного действия (КПД) тепловых машин.

Таким образом, за цикл газу было сообщено Q1 теплоты, холодильнику передано Q2 теплоты и получена работа А.

работа, полученная за один цикл
Т1 – температура нагревателя Т2 – температура холодильника КПД цикла Карно – это максимально возможный КПД тепловых машин.

Из полученного выражения следует, что: 1) КПД всегда меньше единицы,

2)КПД не зависит от рода рабочего тела, а только от температуры нагревателя и холодильника, 3)чтобы повысить КПД нужно увеличить температуру нагревателя и уменьшить температуру холодильника. В современных двигателях в качестве нагревателя используются горючие смеси - бензин, керосин, дизельное топливо и др., имеющие определенные температуры горения. Холодильником служит чаще всего окружающая среда. Следовательно, реально увеличить КПД можно только за счет уменьшения трения в различных узлах двигателя и машины.

 

 

Тема 18.Вопрос 1.АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

Молекулы представляют собой сложные системы электрически заряженных частиц. Основная масса молекулы и весь ее положительный заряд сосредоточены в ядрах, их размеры порядка 10-15 - 10-14 м, а размер самой молекулы, включая электронную оболочку, примерно 10-10 м. В целом молекула электрически нейтральна. Электрическое поле ее зарядов в основном сосредоточено внутри молекулы и за ее пределами резко убывает. При взаимодействии двух молекул одновременно проявляются и силы притяжения и силы отталкивания, они по-разному зависят от расстояния между молекулами (см рис.- пунктирные линии). Одновременное действие межмолекулярных сил дает зависимость силы F от расстояния r между молекулами, характерную и для двух молекул, и атомов, и ионов (сплошная кривая). На больших расстояния молекулы практически не взаимодействуют, на очень малых расстояния преобладают силы отталкивания. На расстояниях, равных нескольким диаметрам молекул действуют силы притяжения. Расстояние roмежду центрами двух молекул, на котором F=0, - это положение равновесия. Так как сила связана с потенциальной энергией F=-dEпот /dr, то интегрирование даст зависимость потенциальной энергии от r (потенциальная кривая). Равновесное положение соответствует минимуму потенциальной энергии -Umin. Для различных молекул вид потенциальной кривой аналогичен, но числовые значения roи Uminразличны и определяются природой данных молекул.

Кроме потенциальной, молекула обладает еще и кинетической энергией. Минимальная потенциальная энергия у каждого сорта молекул своя, а кинетическая энергия зависит от температуры вещества (Екин ~ кТ). В зависимости от соотношения между этими энергиями данное вещество может находиться в том или ином агрегатном состоянии. Например, вода может быть в твердом состоянии (лед), в жидком и в виде пара.

кТ << Umin твердое состояние молекулы образуют кристалл и колеблются около положений равновесия
кТ >> Umin газообразное состояние тепловое движение препятствует соединению молекул
кТ @ Umin жидкое состояние молекулы непрерывно обмениваются местами, но расстояние между ними остается примерно одинаковым

У инертных газов Umin невелики, поэтому они переходят в жидкое состояние при очень низких температурах. У металлов большие величины Umin поэтому они находятся в твердом состоянии вплоть до температуры плавления – это могут быть сотни и тысячи градусов.

Вопрос 3.

Смачивание приводит к тому, что на стенках сосуда жидкость как бы «ползет» по стенке, и ее поверхность искривляется. В широком сосуде это искривление практически незаметно. В узких трубках – капиллярах – этот эффект можно наблюдать визуально. За счет сил поверхностного натяжения создается дополнительное (по сравнению с атмосферным) давление , направленное к центру кривизны поверхности жидкости.

    формула Лапласа для дополнительного давления над (при смачивании) или под (при несмачивании) искривленной поверхностью жидкости (см. рис.)   Поверхность может быть выпуклой с разными радиусами кривизны R1 и R2 (+) или выпукло - вогнутой (±)

Дополнительное давление вблизи искривленной поверхности жидкости D р приводит к подъему (при смачивании) или опусканию (при несмачивании) жидкости в капиллярах.

При равновесии дополнительное давление равно гидростатическому давлению столбика жидкости. Из формулы Лапласа для капилляра круглого сечения Dp = 2s /R, гидростатическое давление р = r g h. Приравнивая = р, найдем h.

  высота подъема жидкости в капилляре
s – коэффициент поверхностного натяжения q - краевой угол смачивания r - плотность жидкости R – радиус кривизны поверхности жидкости r = R×cosq – радиус капилляра

Из формулы видно, что чем меньше радиус капилляра, тем выше подъем (или опускание) жидкости.

Явление капиллярности чрезвычайно распространено в природе и технике. Например, проникновение влаги из почвы в растения осуществляется посредством подъема ее по капиллярным каналам. К капиллярным явлениям относится также такое явление, как движение влаги по стенам помещения, приводящее к сырости. Очень большую роль капиллярность играет при добыче нефти. Размеры пор в породе, содержащей нефть, чрезвычайно малы. Если добываемая нефть окажется несмачивающей по отношению к породе, то она закупорит канальца, и извлечь ее будет очень трудно. Добавляя к жидкости некоторые вещества даже в очень малом количестве, можно существенно изменить ее поверхностное натяжение. Такие вещества называются поверхностно-активными веществами.

[1] N! =1×2×3×××N - факториал – это произведение целых чисел

[2] Термодинамические законы не применимы к 3 молекулам. Пример взят для простоты вычислений.

[3] Фаза – это совокупность частей системы, обладающих одинаковым химическим составом и находящихся в одинаковом состоянии.

Вопрос 1.Радиус-вектор.Вектор перемещения.

- радиус-вектор - это вектор, проведенный от точки отсчета О к рассматриваемой точке М.

- перемещение (или изменение радиус-вектора) – это вектор, соединяющий начало и конец траектории.

 

радиус-вектор в прямоугольной системе декартовых координат:

,где -называют координатами точки.




infopedia.su

2. Центр системы параллельных сил. Формула для радиус-вектора и координат центра системы параллельных сил.

Дано : F1||F2.

R=F1+F2. MC(R)=MC(F1)+MC(F2)=0

 F1∙CA1=F2∙CA2. ПовернемF1иF2на угол α, при этомRповернется тоже на угол α. С – центр параллельных сил.

То же самое, если сил несколько и не по одной прямой. R=∑Fi,R||Fi(точка С принадлежитR)MO(R)=∑MO(Fi),rC×R=∑(ri×Fi).

Введем единичный вектор eFk=FkeR=∑Fke.

rC×∑Fie=∑ri×(Fie). ∑FirC×e=∑Firi×e.

(∑FirC-∑Firie=0

rC=∑Firi/∑Fi.

Координаты центра системы параллельных сил:

XC=∑Fixi/R;YC=∑Fiyi/R;

ZC=∑Fizi/r

Билет №19.

  1. Сложное движение точки. Теорема о сложении скоростей. Примеры.

  2. Центр тяжести тела. Методы нахождения центра тяжести.

1. Сложное движение точки. Основные понятия.

Сложное движение – движение по отношению к системе координат, выбранной за основную (абсолютную).

Относительное движение – движение точки по отношению к подвижной системе координат.

Переносное движение – движение подвижной системы координат относительно неподвижной. Установление связи между этими движениями позволяет решать различные задачи.

Центр тяжести тела. Методы нахождения центра тяжести.

Центр тяжести – центр системы параллельных сил тяжести частиц тела. Его радиус-вектор rC=∑Piri/P.

XC=∑Pixi/P;Yc=∑Piyi/P;ZC=∑Pizi/P

Вес тела P=∑Pi,Pi– сила тяжести частицы.

Методы определения координат центра тяжести тела.

  1. Свойства симметрии: если тело имеет плоскость, ось или центр симметрии, то центр тяжести лежит на них.

  2. Разбиение: Если известны центры тяжести отдельных частей тела, то

rC=(V1rC1+V2rC2+…+VnrCn)/V

Отрицательные массы:

rC=VсплrC-V1rC1-…-VnrCn, где Vk, rCk – объемы и радиус-векторы пустот тела.

  1. Интегрирование: если тело нельзя разбить)

XC=(∫xdV)/V, YC=(∫ydV)/V,

ZC=(∫zdV)/V

Билет №20.

  1. Сложное движение точки. Теорема о сложении ускорений – теорема Кориолиса. Ускорение Кориолиса.

  2. Лемма о параллельном переносе силы.

1. Сложное движение точки. Основные понятия.

Сложное движение – движение по отношению к системе координат, выбранной за основную (абсолютную).

Относительное движение – движение точки по отношению к подвижной системе координат.

Переносное движение – движение подвижной системы координат относительно неподвижной. Установление связи между этими движениями позволяет решать различные задачи.

Опр-е ускорения точкив сложном движении

VM=VO+[ωr]+Vr

WM=dVM/dt=(dVO/dt)+[εr]+[ω(dr/dt)]+dVr/dt

dr/dt=[ωr]+Vr

WM=Wo+[εr]+ [ω[ωr]]+[ωVr]+ [ωVr]+Wr

dVr/dt=[ωVr]+Wr

Wk=2[ωVr]

WM=WL+Wr+WK– кинематическая теорема Кариолиса

Абсолютное ускорение точки –это есть сумма переносного ускорения, относительного ускорения и ускорения Кариолиса

Переносное ускорение хар-ет измен-е переносной скорости в переносном движении.

Относительное ускорение хар-ет изм-е относительной скоростив в относительном движении. Ускорение Кариолиса хар-ет изм-е относительной скорости в переносном движении

Ускорение Кариолиса.

Согласно правилу векторного произведения, вектор ускорения Кариолиса ┴ пл-ти, в кот-й лежат вектора ωиVrи направлена в ту сторону,что с конца этого вектора кратчайшее совмещение первого вектора ко второмуωкVrкажется видным против хода часовой стрелки.

studfiles.net

Untitled Document

Untitled Document

47) Центр системы параллельных сил. Формула для радиус-вектора и координат центра системы параллельных сил.

На каждую частицу тела, находящегося вблизи поверхности Земли, действует направленная вертикально вниз сила, которая называется силой тяжести. Силы тяжести каждой частицы тела, строго говоря, направлены по радиусам к центру Земли и не являются параллельными. Но для тел, размеры которых малы по сравнению с размерами Земли, непараллельность настолько незначительна, что в расчетах с большой точностью силы тяжести их частиц можно считать параллельными, сохраняющими свои значения, точки приложения и параллельность при любых поворотах тела. Поэтому, обозначив силу тяжести частицы через Рк , можно, согласно формулам и , найти точку С, которая неизменно связана с телом и называется центром системы параллельных сил тяжести.

Таким образом, центром тяжести твердого тела называется центр системы параллельных сил тяжести частиц данного тела. Точка С — это геометрическая точка, она может и не принадлежать телу, но она всегда с ним связана, например центр тяжести баскетбольного мяча, кольца и др. Выразим силу тяжести (вес) частицы тела через ее объем V. Тогда величина называется удельным весом, а величина - плотностью тела в данной точке. ("гамма"-Н/м3) ("ро"-Н*с2/м4).

Для частицы тела будем иметь . Подставив эти соотношения в выражения и , получим формулы для rc и координат центра тяжести:

После сокращения на g эти выражения представляют собой соответственно радиус-вектор и координаты центра масс (центра инерции) тела.

Используются технологии uCoz

extm10.narod2.ru

ВЕКТОР - это... Что такое РАДИУС-ВЕКТОР?


РАДИУС-ВЕКТОР

точки пространства- вектор, идущий в эту точку из нек-рой заранее фиксированной точки, называемой п о л ю с о м. Если в качестве полюса берется начало декартовых координат, то проекции Р.-в. точки Мна оси координат (декартовых прямоугольных) совпадают с координатами точки М. БСЭ-З.

Математическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. И. М. Виноградов. 1977—1985.

  • РАДИУС
  • РАДО КВАДРАТУРНАЯ ФОРМУЛА

Смотреть что такое "РАДИУС-ВЕКТОР" в других словарях:

  • РАДИУС-ВЕКТОР — термин, которым в конических сечениях (эллипсе, гиперболе, параболе) называется расстояние какой нибудь точки кривой линии от её фокуса. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907. радиус вектор 1) мат. а)… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • РАДИУС-ВЕКТОР — произвольной точки пространства вектор, идущий в эту точку из некоторой фиксированной точки (обычно из начала координат) …   Большой Энциклопедический словарь

  • РАДИУС-ВЕКТОР — произвольной точки пространства, вектор, идущий в эту точку из некоторой фиксированной точки (обычно из начала координат) …   Энциклопедический словарь

  • радиус-вектор{ –} — мат. 1) отрезок, соединяющий фокус эллипса (или гиперболы, параболы) с данной точкой этой кривой; 2) в системе полярных координат – расстояние данной точки от полюса Большой словарь иностранных слов. Издательство «ИДДК», 2007 …   Словарь иностранных слов русского языка

  • радиус-вектор — радиус вектор, радиуса вектора …   Орфографический словарь-справочник

  • радиус-вектор — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN radius vectorposition vector …   Справочник технического переводчика

  • Радиус-вектор — (обычно обозначается или просто )  вектор, задающий положения точки в пространстве (например, гильбертовом или векторном) относительно некоторой заранее фиксированной точки, называемой началом координат. Для произвольной точки в пространстве …   Википедия

  • радиус-вектор — padėties vektorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. position vector; radius vector vok. Leitstrahl, m; Ortsvektor, m; Radiusvektor, m rus. вектор положения, m; радиус вектор, m pranc. rayon de position, m; rayon vecteur, m; rayon… …   Fizikos terminų žodynas

  • Радиус-вектор —         произвольной точки пространства, вектор, идущий в эту точку из некоторой заранее фиксированной точки, называемой полюсом. Если в качестве полюса берётся начало декартовых координат, то проекции Р. в. точки М на оси координат (декартовых… …   Большая советская энциклопедия

  • РАДИУС-ВЕКТОР — точки вектор, идущий в эту точку из нек рой фиксир. точки, наз. полюсом …   Большой энциклопедический политехнический словарь

dic.academic.ru