Понятия о силе и массе

Можно уже тут же указать, что в той же мере как кинематика отличается от геометрии приобщением к основным ее понятиям нового понятия — времени, так динамика основывается и развивается помимо кинематических элементов па основных понятиях о силе и массе. [c.88]

Понятия о силе и массе и кинематические характеристики движения приводят к другим понятиям механики, которые называются вторичными, или производными, каждое из них выражает ту или иную особенность или же то или иное физическое проявление динамического процесса. Мы здесь дадим определения этих понятий и изучим взаимные отношения их. [c.330]

Понятия о силе и массе [c.26]

Динамика представляет собой наиболее содержательный раздел механики, в котором движение макроскопических тел изучается в связи с физическими причинами, определяющими то или иное состояние механического движения тела. Основные понятия динамики — это понятия о силе и массе, понятие об инерциальной системе отсчета, а ее основные законы — это законы Ньютона и принцип относительности Галилея. Указанные понятия и законы, являющиеся обобщением экспериментально установленных фактов, были сформулированы И. Ньютоном в 1687 г. в его гениальном трактате Математические начала натуральной философии . [c.28]

ПОНЯТИЯ о СИЛЕ и МАССЕ [c.28]

От чисто описательного изучения явлений движения, которое составляет предмет кинематики, мы теперь перейдем к исследованию причин пой связи между этими явлениями как мы уже указали вначале, это составляет главную задачу механики, а специально изучается в том отделе механики, который называют динамикой. Мы уже сказали, что этот отдел характеризуется—по сравнению с кинематикой — введением основных понятий о силе и о массе. Здесь мы точно установим, на основе соображений экспериментального происхождения, те принципы и постулаты, которые определяют эти два основные понятия в их связи с кинематическими элементами, уже введенными выше. Установив эти принципы, мы выведем из них наиболее важные следствия качественного и количественного свойств, а также изложим наиболее простые их приложения к конкретным вопросам. [c.297]

Основными понятиями классической механики являются понятия о пространстве и времени, о силе и массе, об инерциальной системе отсчета. Основными законами являются закон инерции Галилея — Ньютона (первый закон Ньютона), уравнение движения относительно инерциальной системы отсчета (второй закон Ньютона), закон равенства действия и противодействия (третий закон Ньютона). Эти понятия и законы были сформулированы И. Ньютоном в его гениальном трактате Математические начала натуральной философии (1687). [c.7]

Рассмотренные выше основные понятия и законы классической механики понятия о материальной точке, о пространстве и времени, о силе и массе, понятие об инерциальной системе отсчета, законы Ньютона и принцип относительности Галилея — являются фундаментом классической механики. Этот фундамент был построен в результате деятельности многих поколений, был роздан в результате анализа и теоретического обобщения экспериментальных данных. Проверкой правильности основ классической механики, ее соответствия природе является сопоставление выводов теории опять-таки с экспериментом. Так как теория создается человеком в определенные исторические эпохи с определенными воззрениями и техническими возможностями, то любая физическая теория является приближенной, ограниченной. В том числе приближенными, ограниченными являются основные понятия и законы классической механики. [c.41]

К сожалению, пределы изменения расходной концентрации ц в (Л. 275] не указаны. Так как критическая скорость определяет динамическое равновесие между максимальной подъемной силой и весом материала, то Укр соответствует понятию о взвешивающей скорости массы частиц применительно к горизонтальному транспорту. Киносъемка в Л. 115], данные [Л. 275] и др. показывают, что при распределение частиц по поперечному сечению сравни- [c.61]

При сведении задачи о движении механизма к задаче о движении материальной точки или вращательном движении твердого тела наряду с понятиями приведенной массы и приведенного момента инерции вводятся понятия приведенной силы и приведенного момента сил. [c.58]

См. введение в кинетику ( 14), являющееся одновременно введением в динамику в этом введении рассмотрены понятия силы и массы, изложены законы (аксиомы) динамики и даны основные сведения о применяемых в механике система единиц. [c.319]

По определению сила инерции равна по абсолютному значению и противоположна по направлению произведению массы на ускорение неинерциальной системы она просто выражает влияние ускорения самой неинерциальной системы отсчета на характер движения относительно этой системы это та величина, которую нам надо прибавить к истинной силе F, чтобы их сумма стала равной величине Ма., наблюдаемой в неинерциальной системе отсчет. Однако в физике все фиктивное выглядит запутанным, но вы всегда можете решать любую задачу, обращаясь к уравнению (48) и не пользуясь понятием о силе инерции. [c.95]

Спутники. Наблюдения показывают, что спутники в своих движениях вокруг планет следуют очень близко законам Кеплера. Отсюда вытекает, что каждая планета притягивает своих спутников с силой, пропорциональной их массе и обратно пропорциональной квадрату их расстояний до центра планеты. Притяжение планет действует также и на тела, лежащие на их поверхности. Оно, как мы видели в главе III, приводит к понятию о силе тяжести. С каждой планетой связан некоторый коэффициент притяжения X таким образом, что притяжение этой планетой точки массы /И1, помещенной [c.339]

Движение — это изменение положения со временем то, что движется, есть материя. Для понимания движения необходимы и достаточны представления о пространстве, времени и материи. Опираясь на эти представления, механика должна стремиться достигнуть своей цели и создать необходимые ей вспомогательные понятия, например понятия силы и массы. [c.5]

Известно, что сумма центробежных сил всех неуравновешенных масс жесткого ротора может быть представлена системой сил, состоящей из двух независимых составляющих. Такими составляющими могут быть две силы, расположенные в заданных плоскостях коррекции / и II, перпендикулярных оси вращения ротора. Можно также представить действие всех центробежных сил системой, состоящей из момента и силы, расположенных в двух плоскостях, линией пересечения которых является ось вращения ротора. Если при этом сила приложена в центре тяжести ротора, то ее принято называть статической составляющей неуравновешенности, а дополняющий ее момент — динамической составляющей неуравновешенности. Для практики представляет интерес еще один случай — когда сила прикладывается не в центре тяжести ротора, а в некоторой точке, симметричной относительно двух плоскостей коррекции. В этом случае удобно ввести понятие о симметричной и кососимметричной относительно плоскостей коррекции составляющих неуравновешенности. [c.74]

Очевидно, здесь не важна величина или алгебраическое выражение этого множителя, а имеет значение только одинаковость его для всех частиц. Так же несущественно то, что здесь идет речь о силах, а не о каких-либо других векторах. Статическое выражение момента и условия равновесия моментов представляют чисто геометрические теоремы, в которых сила фигурирует как геометрический линейный отрезок, т. е. как вектор, и сущность понятия о силе здесь не при чем. Поэтому все, чю только что было сказано о касательных силах инерции, можно приложить и к любому другому вектору, обладающему теми же свойствами, т. е. перпендикулярному к радиусу и пропорциональному произведению массы на радиус. [c.206]

Возникли различные толкования исходных понятий механики, таких как сила и масса. Появились даже сомнения во всеобщности, например, III закона Ньютона. Большие споры возникали, в частности, о существе так называемых сил инерции, их фиктивности или, напротив, реальности с апелляцией к мускульным ощущениям. [c.27]

Основу классической механики составляют небольшое число сравнительно простых и наглядных гипотез (постулатов), связанных отведением основных понятий о пространстве и времени, силе и массе, инерциальной системе отсчета, и законы Ньютона. Благодаря этому классическая механика отличается своей логической стройностью и внутренней непротиворечивостью. [c.4]

Наряду с понятием силы, совершенно достаточным для отдела статики, и классическими представлениями о пространстве и времени, в кинематике, в динамике возникает дополнительная потребность количественного описания инерционных свойств материальных тел, характеризуемых понятиями массы и моментов инерции. [c.10]

В то время как понятие о центре тяжести имеет смысл только для тела, помещенного в однородное поле силы тяжести, понятие центра масс не связано с понятием о силовом поле, в которое помещено тело, и в этом смысле является более общим. [c.204]

Следовательно, пользуясь понятиями о приведенной массе или приведенном моменте задаваемых сил, можно построить две диаграммы одну, представляющую собой зависимость между приведенным моментом инерции механизма и углом ф поворота звена приведения, и другую, представляющую собой зависимость между кинетической энергией механизма и тем же углом поворота. [c.382]

Эти соображения привели Герца к мысли о том, что, возможно, вся потенциальная энергия приложенных сил порождается скрытыми движениями, выражаемыми при помощи циклических переменных. Дуализм кинетической и потенциальной энергий представляет собой достойную задачу для философских размышлений. Мы имеем инертное свойство материи, с одной стороны, и силу — с другой. Инертное свойство материи есть нечто, вытекающее из самого факта существования массы. Обычная инерция заставляет материю двигаться по прямой линии то же самое происходит и в римановом пространстве, при помощи которого движение даже самых сложных механических систем изображается как движение одной точки. Создается впечатление, что инерция есть первичное свойство материи, которое вряд ли может быть сведено к чему-либо еще более простому. Поэтому с философской точки зрения можно согласиться с тем, что при помощи кинетической энергии выражаются инертные свойства материи. Однако подобного объяснения для силы предложить нельзя. Если кинетическая энергия является главной движущей силой в механике, то нельзя ли как-нибудь обойтись без потенциальной энергии и тем самым устранить необъяснимый дуализм, проникший в механику вместе с понятием о двух глубоко различных формах энергии, кинетической и потенциальной. Герц хотел показать, что потенциальная энергия имеет кинетическое происхождение, что она возникает в результате скрытых движений с циклическими координатами. Место сил в бес-силовой механике Герца занимают кинематические условия, налагаемые на движение с микроскопическими параметрами. [c.158]

В физике мы особенно часто встречаем векторы, явно представляющие собою функции точек некоторой области в пространстве. Достаточно остановиться на понятии о силовом поле, которое мы считаем настолько известным из физики, что будем им свободно оперировать в дальнейшем. Другой пример представляет собою некоторая масса движущейся жидкости, если каждой точке области, в которой имеет место движение, отнесем вектор, выражающий направление и силу (напряжение) тока >). [c.66]

В главах VII—IX мы занимались исключительно материальной точкой. Чтобы распространить полученные результаты на какие угодно материальные тела, прежде всего необходимо определить также и для этих тел понятие о массе. С этим понятием в качестве необходимой предпосылки для будущих механических выводов непосредственно связывается ряд теорем, независимых от понятий времени и силы, которые обычно объединяют под названием геометрия масс. [c.23]

Но луч надежды на немеханическое объяснение природы исходил не от энергетики, не от феноменологии, а от атомной теории, фантастические гипотезы которой также превосходят старую атомную теорию, как ее элементарные образования по своей малости превосходят старые атомы. Излишне говорить о том, что я имею в виду современную электронную теорию. Она, конечно, не стремится объяснить понятие массы и силы и закон инерции из простейшего, легко понимаемого ее простейшие основные понятия и законы наверно останутся такими же необъяснимыми, как законы механики для механической картины мира. Но преимущество возможности вывести всю механику из других представлений, все равно необходимых для объяснения электромагнетизма, было бы так же велико, как и обратное механическое объяснение явлений электромагнетизма. Пусть эта первая возможность осуществится и пусть исполнится мое требование, выставленное семь лет назад [c.468]

Иногда в рассуждениях о силах инерции ошибочно смешиваются два различных понятия заданной механической силы и ее упругого скелета (т. е. без-массового силового каркаса). Говоря о силах инерции, нужно иметь в виду, что они оказывают реальное действие на упругий скелет, т. е. на систему связей, от которой мысленно отняты все инерционные свойства. Например, выражение на балку при колебаниях действуют силы инерции содержит двусмысленность, поскольку неясно, что в этом выражении следует понимать под балкой . Если здесь подразумевается сама балка, т. е. упругая система, обладающая массой, то приведенное выражение в сущности неверно если же балкой назван ее упругий скелет, то оно становится верным, но тогда следовало бы его лучше сформулировать. [c.18]

Возможность определения скорости образования критических зародышей по заданному состоянию пара представляет собой лишь частичное решение задачи. Остается открытым вопрос о предельной степени переохлаждения и условиях разрушения перенасыщенного состояния. Такого рода вопросы в теории конденсации не ставятся, как не ставится и вопрос о том, при каких обстоятельствах местное скопление молекул, образующих сгусток со свойствами, не отличающимися от свойств газообразной фазы, превращается в капельку конденсата с иной упаковкой молекул и иным удельным термодинамическим потенциалом. Привлекая понятие о зародыше новой фазы в качестве первоначального понятия, теория конденсации рассматривает такой зародыш как уже сформировавшееся вкрапление, отличающееся от макроскопической массы в том же агрегатном состоянии только малыми размерами. Механизм формирования зародышей в поле молекулярных сил, количество и энергия молекул, образующих первич- [c.133]

Важнейшую роль в обобш,ении установленных положений механики и в формировании понятий силы и массы сыграло сочинение Гюйгенса О центробежной силе (1703). Здесь впервые исследовано движение, происхо-дяш,ее под действием силы, отличающейся от силы тяжести, и сделан еще один шаг после Галилея к открытию связи между силой и ускорением. Сила натяжения нити оказалась пропорциональной ускорению, с которым двигается груз, оторвавшись от нее. Гюйгенс вводит более четкое, чем до него у Бенедетти и Декарта, представление о центростремительной и центробежной силах, относя их к той же категории, что и сила тяжести, то есть еще более обобщая понятие силы. Это позволяет [c.78]

Закон о действии и противодействии заканчивает собой тот ряд определений или условий, с помощью которых вводится в механику понятие о силе. Мы придерживались изложения Ньютона, причём основным понятием служило у нас понятие о материи или массе, и из него, с помощью донятий о времени и пространстве, мы получили, как производное понятие, силу. Можно было бы итти обратным путём и взять, за основное понятие силу, тогда понятие о массе можно было бы ввести с помощью ряда условий, подобных выше приведённым, [c.137]

Понятие о силах, массе и весе. При работе крана возможны следующие явления под действием силы тяжести деформируется ферма крана, падает груз под действием сил инерции отключенный кран продолжает двигаться под действием силы торможения он быстро останавли- [c.19]

С другой стороны, также на основании ряда наблюдений Лейбниц пришел к выводу, что динамические свойства тел характеризуются величиной, пропорциональной произведению массы на квадрат скорости (1686). Эту величину он назвал живой силой . Лейбниц полагал, что количество движения может измерять лишь статические взаимодействия тел ( мертвые силы ). Взгляды Лейбница разделял и защищал И. Бернулли. Основная цель полемики между сторонниками взглядов Лейбница и взглядов Декарта (картезианцами) заключались в разъяснении правильной формулировки закона неуничтожаемости движения. Вопрос об измерении движения не мог быть решен в XVII—XVIII ст., так как само понятие о механической силе было тогда весьма неопределенным. Поэтому Далам-бер высказал мысль о том, что полемика между картезианцами и сторонниками Лейбница — это спор о словах. [c.383]

Со времен Галилея известно, однако, что именно этим свойством отличается поле тяготения, в котором все массы приобретают одинаковые ускорения. Масса в поле тяготения является количественной характеристикой силы, с которой тело притягивается к другим телам ( тяжелая масса). С другой стороны, при движении тела под действием других сил, отличных от сил тяготения, масса является количественной характеристикой инертности тел, т. е. их способности замедлять процесс изменения собственной скорости ( инертная масса). Понятия инертной и тяжелой масс, казалось бы, не имеют между собой ничего общего, поскольку первое из них относится к движению в любых нолях, а второе — только в гравитационных полях. Тем более примечательными оказались эксперименты Р. Этвеша (1848—1919), показавшего (с достаточно большой точностью), что обе массы пропорциональны друг другу, и, следовательно, выбором единиц их можно сделать просто равными. Этот результат, первоначально казавшийся случайным, Эйнштейн воспринял как фундаментальный физический принцип, давший возможность сделать вывод о локальной эквивалентности полей сил инерции и тяготения и тем самым установить принцип эквивалентности инертной и тяжелой масс ). Следующее простое рассуждение, принадлежащее Эйнштейну, иллюстрирует эту мысль. Предположим, что в кабине лифта свободно падает твердое тело. Если кабина лифта покоится относительно Земли, то тело будет двигаться в локально однородном поле тяжести с постоянным ускорением g. Пусть теперь одновременно с телом свободно падает и кабина лифта. При одинаковых начальных условиях для кабины и тела последнее будет находиться в покое относительно кабины. В ускоренной (неинерциальной) системе отсчета, связанной с кабиной, на тело наряду с силой тяжести бу,дет действовать равная и противополоокная ей по направлению сила инерции, и под действием этих двух сил тело будет находиться в равновесии ( невесомость ). [c.474]

Матер 1ал1,ппя частйда, т. е. тело относительно малых размеров, под действием силы получает ускорение, и мы будем изучать ускоряющее свойство силы, почему и сами силы, следуя Ньютону, будем называть ускоряющими. Это не означает, что мы рассматриваем иные силы, чем в статике. Понятие ускоряющая сила противостоит, например, понятию живой силы по Лейбницу, который предлагал измерять силу через 1/ 2ти (здесь т — масса частицы, а v — скорость). Понятие силы инерции (см. и. 1.1 гл. XX) является фиктивным понятием, если речь идет о силах, действующих на тело, т. е. также противостоит понятию ускоряющей силы, как меры механического воздействия на рассматриваемую частицу (тело) со стороны других тел. [c.234]

В другой монографии [84] на основе введения понятия о вихревых силах сопротивления в сплошных средах и использования известного принципа независимого наложения на сисзему внешних сил предложены обобщающие соотношения, выражающие аналогию между количеством движения, массы и энергии. При проверке предложенных соотношений использован практически весь известный экспериментальный материал, накопленный в мировой практике. На основе этих соотношений предложены методики гидравлических, тепло- и масс1)обменных расчетов одно- и двухфазных сред при движении в условиях внешних воздействий (колебаний, сил инерции, электрических, магнитных и скрещенных электрических и магнизных полей и др.) для внутренних и внешних гидродинамических задач. [c.47]

Введем понятие о сфере действия планеты. Пусть имеется центральное тело, обладающее большой массой, например Солнце, и вращающееся вокруг него тело меньшей массы, например Земля. Предположим, что в поле тяготения этих тел находится третье тело, масса которого столь мала, что практпческп не влияет на движение первых двух тел. Движение этого тела, например ракеты, можно рассматривать как в системе отсчета, связанной с Солнцем, — гелиоцентрической системе, так и в системе отсчета, связанной с Землей, но не участвующей в ее суточном вращении, — геоцентрической системе. Тогда сферой действия Земли по отношению к Солнцу называют область вокруг Земли, в которой отношение силы /с, с которой Солнце возмущает геоцентрическое движение ракеты, к силе Яз притяжения ее к Земле меньше, чем отношение силы / з, с которой Земля [c.118]

Ньютон (1642—1727). На основе более ранних исследований Леонардо да Винчи и Галилея Ньютоном были сформулированы основные уравнения движения. Были введены такие фундаментальные понятия, как импульс и действующая сила. Ньютонов закон движения решил задачу о движении изолированной частицы. Он мог также рассматриваться как общее решение задачи о движении, если только согласиться разбивать любую совокупность масс на изолированные частицы. Возникла, однако, трудность, связанная с тем, что не всегда были известны действующие силы. Эта трудность была частично преодолена с помощью третьего закона Ньютона, провозгласившего принцип равенства действия и противодействия. Это исключило неизвестные силы в случае движения твердого тела, однако движение механических систем с более сложными кинематическими условиями не всегда поддавалось ньютонову анализу. Последователи Ньютона считали законы Ньютона абсолютными и универсальными законами природы, интерпретируя их с таким догматизмом, к которому их создатель никогда бы не присоединился. Это догматическое почитание ньютоновой механики частиц помешало физикам отнестись без предубеждения к аналитическим принципам, появившимся в течение XVHI века благодаря работам ведущих французских математиков этого периода. Даже великий вклад Гамильтона в механику не был оценен современниками из-за преобладающего влияния ньютоновой формы механики. [c.387]

Хх, Ух, 1х, Хг, Кг И будем называть их компонентами по осям координат движуо ей силы, действующей на массы Шх, т ,. .. или на материальные точки 1, 2,... Относительно введенного здесь понятия движущая сила мы можем сказать следующее она всегда соответствует ускоряющей силе и имеет определенную величину и направление направление обеих одно и то же величина движущей силы равна величине ускоряющей, умноженной на массу, на которую она действует движущие силы, действующие одновременно на точку, складываются совершенно так же, как ускоряющие. До сих пор речь шла исключительно об ускоряющих силах теперь мы будем говорить только о силах движущих, и ради краткости опускать слово движущая. [c.23]

Мы уже многократно рассматривали как примеры для объяснения общих понятий и законов механики те движения, причиной которых считают силу тяжести, рассмотрим эти движения подробнее и вначале разъясним, как измеряется сила тяжести. Для этого нам послужит наблюдение колебаний тяжелого тела, которое способно вращаться вокруг горизонтальной оси. Такое приспособление называют маятником, а именно сложным маятником — в противоположность простому маятнику, о котором мы уже говорили. Допустим, что сила тяжести — постоянная ускоряющая сила. Рассмотрим маятник как твердое тело и пренебрежем влиянием воздуха, движением Земли и трением оси вращения тогда мы сможем очень легко вычислить движение такого маятника. Положение последнего в некоторый момент определено одной переменной выберем в качестве ее угол образованный плоскостью, проходящей через ось вращения и центр тяжести маятника, и вертикальной плоскостью, проходящей через ось вращения. Согласно 5 четвертой лекции, имеем теорему площадей относительно плоскости, перпендикулярной к оси вращения, так как связи точек маятника допускают вращение вокруг нее эта теорема дает дифференциальное уравнение для такого угла. Обозначим величину силы тяжести — g, массу маятника—т, расстояние от его центра тяжести до оси вращения—s, момент инерции маятника относительно этой оси — к, таким образом получим дифференциа ное уравнение [c.69]

При переводе курса динамики i) Ламба (Lamb) нами по возможности сохранена терминология автора даже в тех случаях, когда из всех существующих терминов для одного и того же понятия чаще применяется как раз не термин автора, а какой-либо другой. Например, нами оставлены без изменения термины . центр масс вместо чаще употребляемого центра тяжести", кинетическая энергия" вместо живой силы и т. д. Но в то же время для теорем о количестве движения, о моменте количеств движения, о кинетической энергии мы сохранили название теорема" вместо употребляемого автором названия принцип. [c.3]

Понятие о позиционной силе допускает непосредственное обобщение. Мы к этому придем, если представим себе, что физические условия, которые в некоторой части пространства С определяют силудействующую на помещенную в определенном ее месте материальную точку, изменяются с тейепием времени в этом случае сила Р, отнесенная к единице массы, будет Функцией не только от точки приложения Р, но и от времени t, т. е [c.318]

Дифференциальные уравнения движения свободного твердого тела. Пусть требуется найти движение свободного твердого тела относительно неподвижной системы координат OaXYZ. Согласно теореме Шаля (п. 21), любое движение твердого тела можно рассматривать как совокупность поступательного движения, определяемого движением произвольной точки тела (полюса), и движения тела вокруг этой точки как неподвижной. При описании движения полюс желательно выбрать так, чтобы его движение определялось наиболее просто. Из основных теорем динамики следует, что за полюс удобно взять центр масс. Действительно, согласно теореме о движении центра масс, последний движется как материальная точка, к которой приложены все внешние силы системы, а теоремы об изменении кинетического момента и кинетической энергии для движения вокруг центра масс (см. определение этого понятия в п. 81) формулируются точно так же, как и для движения вокруг неподвижной точки. [c.214]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...