Второй закон Ньютона при больших скоростях

Второй закон Ньютона при больших скоростях [c.100]

ВТОРОЙ ЗАКОН НЬЮТОНА ПРИ БОЛЬШИХ СКОРОСТЯХ [c.103]

Динамическими называются нагрузки, изменяющиеся во времени с большой скоростью (например, ударные нагрузки). Действие таких нагрузок сопровождается возникновением колебаний сооружений. При колебании же вследствие изменения скорости колеблющихся масс возникают силы инерции, пропорциональные (по второму закону Ньютона) колеблющимся мас-са.м п ускорениям. Эти силы инерции могут во много раз превосходить те же нагрузки, приложенные статически. [c.11]

Это отношение оказывается зависящим от скорости тел А и В. Например, если из двух тел А н В, обладающих одинаковой массой покоя /По, тело А обладает большей скоростью, чем тело В, то А сообщает В большее ускорение, чем В сообщает Л. Но и в этом случае, если бы мы измерили скорости тел Л и В и сообщаемые ими друг другу ускорения (которые должны быть либо оба нормальными, либо оба тангенциальными), то левые части соответствующих выражений второго закона Ньютона (3.31) или (3.32) при подстановке в них результатов измерений для А я В оказались бы равными по величине и противоположными по направлению (так же как и в случае и с). А значит, и правые части уравнений, выражающих второй закон Ньютона для тел Л и jB, т. е. силы, с которыми действуют друг на друга тела А п В, равны по величине и противоположны по направлению. [c.106]

В современных ускорителях больших энергий скорости, которых достигают частицы, уже очень близки к скорости света. Например, электроны при энергии в 100 Мэе обладают скоростью, которая только в шестом знаке, а при энергии в I Гэв — скоростью, которая только в восьмом ( ) знаке отличается от скорости света. Но ведь все расчеты движений ускоряемых частиц основаны на применении второго закона Ньютона в форме (3.30), и результаты, которые дают эти расчеты, подтверждаются опытом работы ускорителей. Таким образом, весь опыт работы ускорителей подтверждает, что второй закон Ньютона в форме (3.30) справедлив для быстрых движений вплоть до скоростей, очень близких к скорости света. [c.223]

Второй закон Ньютона утверждает каждому действию соответствует равное и обратно направленное противодействие. Как ракетный, так и реактивный двигатели целиком опираются на этот закон. Ракетный двигатель несет с собой и жидкое горючее, и окислитель. При сгорании горючего в камере сгорания выделяется огромное количество тепла и образуются большие объемы газа. Газ расширяется с большой скоростью и выходит из камеры сгорания наружу через единственный выход сопло в хвостовой части ракеты. В результате значительная масса газа непрерывно выбрасывается с ускорением из хвостовой части ракеты, что можно сравнить с непрерывным потоком пуль, выстреливаемых из ружья. Каждый, кто стрелял из ружья, знаком с явлением действия и про- [c.120]

Поэтому говорят, что на очень низких частотах передача звука через панель управляется ее упругостью, но по мере роста частоты инерция (масса) становится значительно более существенной. Поясним это на примере, когда возбуждающая сила — синусоидальный звук (чистый тон). В этом простейшем случае смещение панели синусоидально. Мы уже знакомы с графиком синусоидальной функции. Скорость изменения положения — это скорость, скорость же изменения скорости — ускорение. На рис. 39 показаны графики смещения, скорости и ускорения для панели, колеблющейся на некоторой определенной частоте, а также на частоте вдвое большей. При данном звуковом давлении с увеличением частоты смещение убывает по амплитуде, но скорость частиц остается без изменения. Далее, на рисунке видно, что при этом скорость изменения скорости стала вдвое больше максимальное значение ускорения удваивается при удвоении частоты. Но, согласно второму закону Ньютона, ускорение прямо пропорционально приложенной [c.164]

Какая же система осей координат должна быть принята за абсолютную Так как абсолютно неподвижных тел в природе не существует, то мы можем выбрать основную систему только приближенно. В большинстве задач кинетики, имеющих приложение к техническим проблемам, основную систему координат можно связывать с Землей, считая ее неподвижной. Весьма большое число экспериментов, поставленных для проверки результатов, вытекающих из второго закона Ньютона (5), показывает, что принятие земной абсолютной системы не противоречит закономерностям наблюдаемых движений. Однако для астрономических задач и задач космических полетов принятие такой инерциальной системы будет уже неверным, так как Земля вращается вокруг своей оси и движется вокруг Солнца. В пределах ошибок наблюдений над движением планет и космических кораблей в качестве основной системы можно принять систему, связанную с неподвижными звездами. С усовершенствованием методов теоретических и экспериментальных исследований система координат, связанная с неподвижными звездами, также оказалась недостаточной для согласования опытных фактов с результатами вычислений. Это было выяснено Эйнштейном, который показал, что законы Ньютона не вполне точны и при больших скоростях движения, сравнимых со скоростью света, являются только первым приближением для описания наблюдаемых движений. При скоростях же, значительно меньших скорости света, все расчеты, вытекающие из законов Ньютона, в предположении, что основная система координат [c.162]

Течение, описываемое формулами (1.10) и (1.11), в действительности может происходить только в трубах со сравнительно небольшим диаметром и при сравнительно небольших скоростях. При больших скоростях течения и большем диаметре трубы характер течения совершенно изменяется. А именно, в этом случае перепад давления уже не пропорционален первой степени средней скорости течения в соответствии с формулой (1.12), а приближенно пропорционален второй степени от й. Кроме того, скорость течения распределяется по поперечному сечению значительно более равномерно и вместо упорядоченного слоистого течения происходит течение, в котором на продольную скорость налагаются беспорядочные поперечные составляющие, вызывающие сильное перемешивание жидкости в поперечном направлении. Такой формой течения, называемой турбулентным течением мы подробно займемся ниже, в главе XX. Для турбулентных течений закон трения Ньютона, выражаемый формулой (1.2), перестает быть применимым. [c.26]

Второй закон Ньютона в более общей форме справедлив и в.тех случаях, когда масса т материальной точки (или поступательно движущегося тела конечных размеров) изменяется не только с течением времени (как, например, при полете ракеты), но и по мере изменения скорости точки или тела. Это бывает при больших скоростях движения, приближающихся к скорости света в вакууме (IV.4.2. Г). [c.45]

В действительности это не так — существует конечная максимальная скорость распространения взаимодействий, которая равна скорости света в вакууме. Поэтому третий закон Ньютона (а также и второй) имеет определенные пределы применимости. Однако при скоростях тел, значительно меньших скорости света, с которыми имеет дело ньютоновская механика, оба закона выполняются с очень большой точностью. Свидетельством этому являются хотя бы расчеты траекторий планет и искусственных спутников, которые проводятся с астрономической точностью именно с помощью законов Ньютона. [c.42]

Рассмотрим строго прямолинейный и параллельноструйный поток жидкости (рис. 20.1), в котором вдоль линии тока действуют только продольные и касательные силы трения. Выделим в потоке два слоя жидкости 1 и 2 малой толщины, причем первый движется со скоростью in i, а второй — w., w > tWj)- При очень малой толщине слоев можно принять линейный закон изменения скорости. По всей площади поверхности F соприкосновения слоев возникают парные силы трения Т] и Т , причем Ti Го . Первый слой, движущийся с большей скоростью, за счет сил трения ускоряет движение второго слоя, а второй, наоборот, тормозит первый. В соответствии с гипотезой, высказанной И. Ньютоном в 1686 г. и экспериментально подтвержденной Н. П. Петровым в 1883 г., сила Т продольного внутреннего трения, возникающая при относительном скольжении отдельных прямолинейных слоев жидкости, прямо пропорциональна градиенту скорости и площади F поверхности соприкосновения слоев. Эта сила зависит от физических свойств жидкости и температуры и не зависит от давления [c.262]

Таким образом, третий закон Ньютона связан с однородностью, изотропностью и зеркальной симметрией пространства. Кроме того, он связан с механической моделью мгновенной передачи взаимодействия между точками системы силы равны лишь при условии, что второе тело мгновенно реагирует на изменение расстояния до первого, т. е. взаимодействие передается с бесконечно большой скоростью. [c.76]

Релятивистская масса. При движении тел со скоростями va второй закон Ньютона в записи (з) перестает быть справедливым. Если a=F// , то постоянная сила F, действуя продолжительное время, способна ускорить тело до сколь угодно больших скоростей, в том числе и до >с, что запрещается релятивистской механикой. Закон динаАшки в теории Эйнштейна приобретает вид [c.136]

При помощи подобных опытов можно определить удельный заряд других электрически заряженных частиц, например протонов (яцер водорода), а-частиц (ядер гелия), и убедиться в справедливости второго закона Ньютона в форме (3.24) для случая, когда и с (конечно, в этих опытах вместо электронно-лучевой трубки нужно пользоваться источниками, испускающими соответственно протоны или а-частицы с не слишком большими скоростями). Отметим, кстати, что опыты по определению удельного заряда различных частиц являются одним из важнейших методов определения природы этих частиц (так называемая масс-спектрография). [c.99]

Согласно второму закону Ньютона, сила F может быть вычислена как полный импульс, передаваемый тяжелой частице легкими, сталкивающимися с ней за единичное время. При таких столкновениях скорость тяжелой молекулы практически не меняется вследствие ее большой массы и направленная часть скорости продолжает оставаться равной V. При каждом столкновении легкая молекула передает тяжелой импульс порядка своего импульса P=MiV. Точнее говоря, если тяжелая молекула движется с направленной скоростью V, то легкая молекула, налетающая на нее спереди, передает тяжелой молекуле импульс порядка Mi(u+V), а легкая молекула, догоняющая тяжелую, передает ей импульс порядка Mt(v—V). Результиру о-щий импульс от двух таких столкновений имеет порядок MjV (в отсутствие направленного движения тяжелой молекулы он, очевидно, равен нулю из-за хаотичной направленности импульсов легких молекул, сталкивающихся с тяжелой). [c.12]

Второе из следствий общей теории относительности, которое находится в удовлетворительном согласии с наблюдениями, касается движения орбиты планеты Меркурий. По законам классической механики планеты должны двигаться по эллиптическим орбитам, которые покоятся в коперниковой системе отсчета. Однако уже специальная теория относительности вводит поправку в эти законы. Как показано в конце 75, вследствие зависимости массы от скорости орбиты планет дол жны поворачиваться в том же направлении, в котором планета движется вокруг Солнца. Но исходя из обгцей теории относигельпости, необходимо ввести поправку и в закон тяготения (заменить теорию тяготения Ньютона теорией тяготения Эйнштейна). Те отклонения в характере движения планешых орбит, которые должны наблюдаться при замене теории тяготения Ньютона теорией тяготения Эйии]тейна, качественно оказываются такими же, как отклонения, получающиеся при учете зависимости массы от скорости, но количественно эти отклонения больше. В то время как учет зависимости массы от скорости дает угловую скорость вращения орбиты Меркурия около 7" в столетие, замена теории тяготения Ньютона теорией тяготения Эйнштейна приводит к увеличению скорости вращения орбиты Меркурия до 45 в столетие. Приблизительно такие же результаты дают наблюдения. Все же точность этих наблюдений не столь высока, чтобы можно было считать, что OHI надежно подтверждают общую теорию относительности. Но во всяком случае можно считать, что эти результаты находятся в удовлетворительном согласии с выводами общей теории относительности. [c.386]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...