Փակ ֆիզիկական համակարգի հայեցակարգը. Փակ համակարգը մարմինների համակարգ է, որի համար արտաքին ուժերի արդյունքը զրո է: Փակ և բաց համակարգեր

Ուժվեկտորային ֆիզիկական մեծություն է։ բնութագրելով մարմինների փոխազդեցությունը և լինելով այս փոխազդեցության չափանիշը: Մարմնի շարժման բնույթի փոփոխության պատճառը.

Հատկություններ:

Ուժերը գումարվում են ըստ զուգահեռագծի կանոնի

Ցանկացած ուժ կարող է քայքայվել իր բաղադրամասերի մեջ և բազմիցս

Ուժը կարող է լինել արագության և ժամանակի ֆունկցիա

Չափվում է նյուտոններով:

29. Պոտենցիալ (պահպանողական) ուժեր. Պոտենցիալ էներգիա.

Պահածոյացված հզորություն -ուժերը, ցանկացած փակ շղթայի վրա կատվի աշխատանքը 0 է (շղթայի ուժ, առաձգական ուժ, էլեկտրաստատիկ ուժ): Չպահպանված ուժը շփման ուժն է: Պահածոյացված ուժը կարող է սահմանվել հետևյալ կերպ. 1) ուժեր, որոնց աշխատանքը ցանկացած փակ ճանապարհի վրա 0 է. 2) ուժեր, որոնց աշխատանքը կախված չէ այն ճանապարհից, որով մասնիկը շարժվում է մի դիրքից մյուսը. Պահածոյացված ուժերի ոլորտում էներգետիկ պոտենցիալ հասկացությունը ներմուծվում է որպես կոորդինատների ֆունկցիա։ Սիստում, որտեղ միայն պահածոյացված էներգիան ակտիվ է, մեխանիկական էներգիան մնում է մշտական: Քրտինքի էներգիան բնութագրում է շարժման թաքնված պաշարը, որն այնուհետ կարող է դրսևորվել հարազատ էներգիայի տեսքով:

30. Փակ և բաց համակարգեր.

Փակ համակարգեր- syst, կատուն չի ազդում արտաքին ուժերի կողմից կամ կարող է անտեսվել նրանց գործողությունները: Փակ համակարգի հայեցակարգը իդեալականացում է, այն կիրառելի է մարմինների իրական համակարգերի համար այն դեպքերում, երբ համակարգի մարմինների միջև փոխազդեցության ներքին ուժերը շատ ավելի մեծ են, քան արտաքին ուժերը:

31. Պահպանման օրենքներ փակ համակարգերում

Փակ համակարգում պահպանության 3 օրենք է կատարվում՝ իմպուլսի պահպանման օրենքը p=∑pi=Const, անկյունային իմպուլս L=∑Li=Const և ընդհանուր էներգիան E=Emex+Enternal=Const։Երբ մարմինների համակարգը չի կարող լինել։ համարվում է փակ, պահպանության հատուկ օրենքները կիրառվում են՝ որոշակի լրացուցիչ պայմանների դեպքում

32. Պահպանման օրենքների կապը տարածության հատկությունների և ժամանակի հետ

Էներգիայի պահպանման հիմքը ժամանակի միատարրությունն է՝ ժամանակի բոլոր պահերի երկիմաստությունը։ Իմպուլսի պահպանումը հիմնված է տարածության միատարրության վրա՝ բոլոր կետերի տարածության հատկությունների նույնականության վրա։ Անկյունային իմպուլսի պահպանումը հիմնված է տարածության իզոտրոպիայի վրա՝ բոլոր ուղղություններով տարածության հատկությունների նույնականությունը։

33. Իմպուլսի պահպանման օրենքը փակ և բաց համակարգերում

Նյութական կետերի փակ համակարգի իմպուլսը մնում է հաստատուն։ Իմպուլսը մնում է հաստատուն նույնիսկ բաց համակարգի համար, եթե արտաքին ուժերի գումարը զրո է: Փակ համակարգի համար р=mv=const – հետևաբար փակ համակարգի զանգվածի կենտրոնը կամ շարժվում է ուղիղ գծով և հավասարաչափ, կամ մնում է անշարժ։

34 .Փակ և բաց համակարգերում անկյունային իմպուլսի պահպանման օրենքը

Փակ կետային համակարգի անկյունային իմպուլսը մնում է հաստատուն։ Երբ որոշ առանցքի շուրջ արտաքին ուժերի մոմենտների գումարը հավասար է 0-ի, ապա imp syst-ի մոմենտը, որը վերաբերում է այս առանցքին, մնում է հաստատուն:

35. Մեխանիկական և ընդհանուր էներգիայի պահպանման օրենքը

Մարմինների աղբյուրի ընդհանուր մեխանիկական էներգիան, որի վրա գործում են միայն պահպանողական ուժերը, մնում է հաստատուն։

Մարմինների փակ համակարգի ընդհանուր մեխանիկական էներգիան, որոնց միջև գործում են միայն պահպանողական ուժեր, մնում է հաստատուն .

Փակ համակարգում էներգիան չի վերանում, այլ անցնում է մի ձևից մյուսը։ Փակ համակարգում, որտեղ գործում են միայն պահպանված ուժերը, կատարվում է էներգիայի պահպանման օրենքը։

Համակարգը կոչվում է փակ

բացել (E) (A), (R)և (P) հոսում է

Իմպուլսի պահպանման օրենքը

Իմպուլսի պահպանման օրենքըձևակերպված է այսպես.

եթե համակարգի մարմինների վրա ազդող արտաքին ուժերի գումարը հավասար է զրոյի, ապա համակարգի իմպուլսը պահպանվում է։

Մարմինները կարող են փոխանակել միայն իմպուլսները, մինչդեռ իմպուլսի ընդհանուր արժեքը չի փոխվում։ Պետք է միայն հիշել, որ իմպուլսների վեկտորային գումարը պահպանված է, և ոչ թե դրանց մոդուլների գումարը։

Իմպուլսի պահպանման օրենքը (Իմպուլսի պահպանման օրենքը) պնդում է, որ փակ համակարգի բոլոր մարմինների (կամ մասնիկների) մոմենտի վեկտորային գումարը հաստատուն արժեք է։

Դասական մեխանիկայի մեջ իմպուլսի պահպանման օրենքը սովորաբար ստացվում է Նյուտոնի օրենքների հետևանքով։ Նյուտոնի օրենքներից կարելի է ցույց տալ, որ դատարկ տարածության մեջ շարժվելիս իմպուլսը պահպանվում է ժամանակի մեջ, իսկ փոխազդեցության առկայության դեպքում նրա փոփոխության արագությունը որոշվում է կիրառվող ուժերի գումարով։

Ինչպես պահպանության հիմնարար օրենքներից որևէ մեկը, իմպուլսի պահպանման օրենքը նկարագրում է հիմնարար սիմետրիաներից մեկը. տարածության միատարրություն.

Երբ մարմինները փոխազդում են, մի մարմնի թափը կարող է մասամբ կամ ամբողջությամբ փոխանցվել մեկ այլ մարմնի: Եթե ​​մարմինների համակարգի վրա չեն ազդում այլ մարմինների արտաքին ուժերը, ապա այդպիսի համակարգը կոչվում է փակ։

Փակ համակարգում համակարգում ընդգրկված բոլոր մարմինների իմպուլսների վեկտորային գումարը մնում է հաստատուն այս համակարգի մարմինների միմյանց հետ փոխազդեցությունների համար։

Բնության այս հիմնարար օրենքը կոչվում է իմպուլսի պահպանման օրենք։ Դա Նյուտոնի երկրորդ և երրորդ օրենքների հետևանք է։

Դիտարկենք ցանկացած երկու փոխազդող մարմիններ, որոնք փակ համակարգի մաս են կազմում:

Այս մարմինների միջև փոխազդեցության ուժերը կնշանակվեն և Համաձայն Նյուտոնի երրորդ օրենքի, եթե այս մարմինները փոխազդում են t ժամանակի ընթացքում, ապա փոխազդեցության ուժերի ազդակները բացարձակ արժեքով նույնական են և ուղղված են հակառակ ուղղություններով. Եկեք կիրառենք Նյուտոնի երկրորդ օրենքը դրանց նկատմամբ մարմիններ:

որտեղ և են մարմինների մոմենտը ժամանակի սկզբնական պահին, և մարմինների մոմենտն է փոխազդեցության վերջում: Այս հարաբերակցություններից հետևում է.

Այս հավասարությունը նշանակում է, որ երկու մարմինների փոխազդեցության արդյունքում նրանց ընդհանուր թափը չի փոխվել։ Այժմ դիտարկելով փակ համակարգում ընդգրկված մարմինների բոլոր հնարավոր զույգ փոխազդեցությունները, կարող ենք եզրակացնել, որ փակ համակարգի ներքին ուժերը չեն կարող փոխել դրա ընդհանուր իմպուլսը, այսինքն՝ այս համակարգում ընդգրկված բոլոր մարմինների մոմենտի վեկտորային գումարը:

Նկ.1

Այս ենթադրությունների համաձայն՝ պահպանության օրենքներն ունեն ձև

(1)
(2)
Կատարելով համապատասխան փոխակերպումներ (1) և (2) արտահայտություններում՝ մենք ստանում ենք
(3)
(4)
որտեղ
(5)
Լուծելով (3) և (5) հավասարումները՝ գտնում ենք
(6)
(7)
Դիտարկենք մի քանի օրինակ։

1. Երբ v 2=0
(8)
(9)

Եկեք վերլուծենք (8) արտահայտությունները (9) երկու տարբեր զանգվածների գնդակների համար.

ա) m 1 \u003d m 2. Եթե ​​երկրորդ գնդակը հարվածից առաջ անշարժ կախված էր ( v 2=0) (նկ. 2), ապա հարվածից հետո առաջին գնդակը կկանգնի ( v 1"=0), իսկ երկրորդը կշարժվի նույն արագությամբ և նույն ուղղությամբ, ինչ առաջին գնդակը տեղափոխվեց հարվածից առաջ ( v 2"=v 1);

Նկ.2

բ) m 1 >m 2: Առաջին գնդակը շարունակում է շարժվել նույն ուղղությամբ, ինչ մինչ հարվածը, բայց ավելի դանդաղ արագությամբ ( v 1"<v 1): Երկրորդ գնդակի արագությունը հարվածից հետո ավելի մեծ է, քան հարվածից հետո առաջինի արագությունը ( v 2">v 1") (նկ. 3);

Նկ.3

գ) մ 1 v 2"<v 1(նկ. 4);

Նկ.4

դ) m 2 >>m 1 (օրինակ՝ գնդակի բախում պատին): (8) և (9) հավասարումները ենթադրում են, որ v 1"= -v 1; v 2"≈ 2մ1 v 2"/մ2.

2. Երբ m 1 =m 2 արտահայտությունները (6) և (7) նման կլինեն v 1"= v 2; v 2"= v 1; այսինքն, հավասար զանգվածի գնդիկները, կարծես, փոխանակվում են արագությամբ:

Բացարձակապես ոչ առաձգական ազդեցություն- երկու մարմինների բախում, որի արդյունքում մարմինները միանում են՝ առաջ շարժվելով որպես մեկ ամբողջություն։ Բացարձակ անառաձգական ազդեցությունը կարելի է ցույց տալ՝ օգտագործելով միմյանց ուղղությամբ շարժվող պլաստիլինե (կավե) գնդիկներ (նկ. 5):

Նկ.5

Եթե ​​գնդակների զանգվածը m 1 և m 2 է, նրանց արագությունները մինչև հարվածը կազմում են ν 1 և ν 2, ապա օգտագործելով իմպուլսի պահպանման օրենքը.

որտեղ v-ն հարվածից հետո գնդակների արագությունն է: Հետո
(15.10)
Այն դեպքում, երբ գնդակները շարժվում են դեպի միմյանց, նրանք միասին կշարունակեն շարժվել այն ուղղությամբ, որով գնդակը շարժվել է մեծ թափով: Կոնկրետ դեպքում, եթե գնդակների զանգվածները հավասար են (մ 1 \u003d մ 2), ապա

Եկեք որոշենք, թե ինչպես է փոխվում գնդակների կինետիկ էներգիան կենտրոնական բացարձակապես ոչ առաձգական ազդեցության ժամանակ: Քանի որ նրանց միջև գնդակների բախման գործընթացում կան ուժեր, որոնք կախված են դրանց արագությունից, այլ ոչ թե դեֆորմացիաներից, մենք գործ ունենք շփման ուժերի նման ցրող ուժերի հետ, ուստի մեխանիկական էներգիայի պահպանման օրենքը այս դեպքում չպետք է. դիտարկել. Դեֆորմացիայի պատճառով տեղի է ունենում կինետիկ էներգիայի նվազում, որը վերածվում է ջերմային կամ էներգիայի այլ ձևերի։ Այս նվազումը կարող է որոշվել ազդեցությունից առաջ և հետո մարմինների կինետիկ էներգիայի տարբերությամբ.

Օգտագործելով (10), մենք ստանում ենք

Եթե ​​հարվածվող մարմինը սկզբում եղել է անշարժ (ν 2 =0), ապա

և

Երբ m 2 >> m 1 (անշարժ մարմնի զանգվածը շատ մեծ է), ապա ν<<ν 1 и практически вся кинетическая энергия тела переходит при ударе в другие формы энергии. Поэтому, например, для получения значительной деформации наковальня должна быть значительно массивнее молота. Наоборот, при забивании гвоздей в стену масса молота должна быть гораздо большей (m 1 >>m 2), ապա ν≈ν 1 և գրեթե ողջ էներգիան ծախսվում է եղունգի առավելագույն հնարավոր շարժման վրա, այլ ոչ թե պատի մշտական ​​դեֆորմացիայի վրա։
Կատարյալ անառաձգական ազդեցությունը ցրող ուժերի պատճառով մեխանիկական էներգիայի կորստի օրինակ է:

Փակ և ոչ փակ համակարգեր.

Փակ համակարգում միջավայրի հետ փոխազդեցություն չկա։ Բաց - է.
Մեկուսացված համակարգը (փակ համակարգ) թերմոդինամիկ համակարգ է, որը չի փոխանակում ոչ նյութը, ոչ էլ էներգիան շրջակա միջավայրի հետ: Թերմոդինամիկայի մեջ ենթադրվում է (փորձի ընդհանրացման արդյունքում), որ մեկուսացված համակարգը աստիճանաբար գալիս է թերմոդինամիկական հավասարակշռության վիճակի, որից չի կարող ինքնաբերաբար դուրս գալ (թերմոդինամիկայի զրոյական օրենք)։

Համակարգը կոչվում է փակ(մեկուսացված 1) եթե դրա բաղադրիչները չեն փոխազդում արտաքին սուբյեկտների հետ, և համակարգից կամ դեպի համակարգ նյութի, էներգիայի և տեղեկատվության հոսքեր չկան:

Ֆիզիկական փակ համակարգի օրինակկարող են ծառայել տաք ջուր և գոլորշի թերմոսում։ Փակ համակարգում նյութի և էներգիայի քանակը մնում է անփոփոխ։ Տեղեկատվության քանակությունը կարող է փոխվել ինչպես նվազման, այնպես էլ աճի ուղղությամբ՝ սա տեղեկատվության ևս մեկ հատկանիշ է՝ որպես տիեզերքի սկզբնական կատեգորիա։ Փակ համակարգը մի տեսակ իդեալականացում է (մոդելի ներկայացում), քանի որ անհնար է ամբողջությամբ մեկուսացնել որոշ բաղադրիչներ արտաքին ազդեցություններից:

Կառուցելով վերը նշված սահմանման ժխտումը, մենք ստանում ենք համակարգի սահմանումը բացել . Դրան պետք է շատ արտաքին ազդեցություններ հատկացնել։ (E), ազդելով (այսինքն՝ հանգեցնելով փոփոխությունների) վրա (A), (R)և (P). Հետևաբար, համակարգի բաց լինելը միշտ կապված է դրանում տեղի ունեցող գործընթացների հետ։ Արտաքին ազդեցությունները կարող են իրականացվել ուժային որոշ գործողությունների կամ ձևով հոսում էնյութեր, էներգիա կամ տեղեկատվություն, որոնք կարող են մուտք գործել կամ դուրս գալ համակարգ: Բաց համակարգի օրինակ է ցանկացած հաստատություն կամ ձեռնարկություն, որը չի կարող գոյություն ունենալ առանց նյութական, էներգիայի և տեղեկատվական մուտքերի: Ակնհայտ է, որ բաց համակարգի ուսումնասիրությունը պետք է ներառի դրա վրա արտաքին գործոնների ազդեցության ուսումնասիրությունն ու նկարագրությունը, իսկ համակարգ ստեղծելիս պետք է նախատեսել այդ գործոնների ի հայտ գալու հնարավորությունը։

Սա մարմինների համակարգ է, որոնք փոխազդում են միայն միմյանց հետ: Չկան փոխազդեցության արտաքին ուժեր:

Իրական աշխարհում նման համակարգ գոյություն ունենալ չի կարող, որևէ արտաքին փոխազդեցություն հեռացնելու միջոց չկա: Մարմինների փակ համակարգը ֆիզիկական մոդել է, ինչպես որ նյութական կետը մոդել է: Սա մարմինների համակարգի մոդել է, որոնք իբր փոխազդում են միայն միմյանց հետ, արտաքին ուժերը հաշվի չեն առնվում, անտեսվում են։

Իմպուլսի պահպանման օրենքը

Մարմինների փակ համակարգում վեկտորմարմինների մոմենտի գումարը չի փոխվում, երբ մարմինները փոխազդում են։ Եթե ​​մի մարմնի իմպուլսը մեծացել է, ապա դա նշանակում է, որ այդ պահին ինչ-որ այլ մարմնի (կամ մի քանի մարմինների) իմպուլսը նվազել է ճիշտ նույն չափով։

Դիտարկենք նման օրինակ. Աղջիկն ու տղան սահում են չմուշկներով: Մարմինների փակ համակարգ՝ աղջիկ և տղա (մենք անտեսում ենք շփումը և այլ արտաքին ուժերը): Աղջիկը կանգնած է տեղում, նրա թափը զրո է, քանի որ արագությունը զրոյական է (տես մարմնի իմպուլսի բանաձևը): Այն բանից հետո, երբ տղան, որոշ արագությամբ շարժվելով, բախվի աղջկան, նա նույնպես կսկսի շարժվել։ Այժմ նրա մարմինը թափ է հավաքել: Աղջկա իմպուլսի թվային արժեքը ճիշտ նույնն է, ինչ տղայի իմպուլսի նվազումը բախումից հետո։

20 կգ զանգվածով մեկ մարմինը շարժվում է արագությամբ, իսկ երկրորդը՝ 4 կգ զանգվածով, նույն ուղղությամբ՝ արագությամբ։ Որքա՞ն է յուրաքանչյուր մարմնի թափը: Ո՞րն է համակարգի թափը:

Մարմնի համակարգի իմպուլսհամակարգի բոլոր մարմինների իմպուլսների վեկտորային գումարն է։ Մեր օրինակում սա երկու վեկտորների գումարն է (քանի որ երկու մարմին են համարվում), որոնք ուղղված են նույն ուղղությամբ, հետևաբար.

Թռիչքի արագությունը հաշվարկելիս փորձարարական տվյալների հիման վրա օգտագործվում են ոչ առաձգական ազդեցության ժամանակ անկյունային իմպուլսի պահպանման օրենքը և դրա ավարտից հետո ընդհանուր մեխանիկական էներգիայի պահպանման օրենքը:

2. Արագություն Ֆիզիկական նշանակություն. Թարգմանական մեծության միջին և ակնթարթային արագությունը Չափման միավորներ

Արագությունը ֆիզիկական մեծություն է, որը բնութագրում է մարմնի շարժումը տարածության մեջ: Ֆիզիկական իմաստ - կոորդինատների փոփոխություն ժամանակի միավորի վրա:

Շարժման միջին արագությունը բնութագրում է ժամանակի ընթացքում ուղու փոփոխության արագությունը: Ակնթարթային արագություն (սովորաբար օգտագործվող տերմին արագություն) բնութագրում է ժամանակի նյութական կետի շառավիղ-վեկտորի փոփոխության արագությունը։ Միավորներ՝ կիլոմետր ժամում, մետր վայրկյանում

3. մեխանիկական համակարգ

Մեխանիկական համակարգը միմյանց և արտաքին մարմինների հետ փոխազդող նյութական կետերի մի շարք է, որոնց շարժումը ենթակա է դասական մեխանիկայի օրենքներին։

4.Մարմնի թափ.Միավոր

Մարմնի իմպուլսը ֆիզիկական վեկտորային մեծություն է, որը հավասար է մարմնի զանգվածի և դրա արագության արտադրյալին։ Չափված կգ*մ/վ

5. Մեխանիկական համակարգի ընդհանուր թափը

Փակ համակարգում իմպուլսի պահպանման օրենքը, որը ձևակերպված է հետևյալ կերպ՝ մարմինների փակ համակարգի ընդհանուր իմպուլսը մնում է հաստատուն այս համակարգի մարմինների միմյանց հետ փոխազդեցության դեպքում։

6.փակ մեխանիկական համակարգ

Կետերի փակ մեխանիկական համակարգ մենք անվանում ենք այնպիսի համակարգ, որտեղ մասնիկների շարժումը պայմանավորված է միայն փոխազդեցության ուժերով կամ ներքին ուժերով։

7. Փակ մեխանիկական համակարգի իմպուլսի պահպանման օրենքը ընդհանուր առումներով և դրա կիրառումը այս աշխատանքի համար.

p=p 1 +p 2 = կոնստ.

Բանաձեւն արտահայտում է Փակ համակարգում իմպուլսի պահպանման օրենքը, որը ձևակերպված է հետևյալ կերպ. Մարմինների փակ համակարգի ընդհանուր իմպուլսը մնում է հաստատուն այս համակարգի մարմինների միմյանց հետ փոխազդեցության համար:Այսինքն՝ ներքին ուժերը չեն կարող փոխել համակարգի ընդհանուր իմպուլսը ո՛չ բացարձակ արժեքով, ո՛չ ուղղությամբ։

8. էներգիա հասկացություն.մարմնի կինետիկ էներգիա.չափման միավորներ

Էներգիան բոլոր տեսակի նյութերի շարժման և փոխազդեցության ընդհանուր քանակական միջոց է։ Կինետիկ էներգիան արժեք է, որը հավասար է մարմնի զանգվածի և դրա արագության քառակուսու արտադրյալի կեսին: =Ջ

9. Երկրի մակերևույթից վեր բարձրացած մարմնի պոտենցիալ էներգիա.սեղմված զսպանակի պոտենցիալ էներգիա

Պոտենցիալ էներգիա - մարմինների կամ մարմնի մասերի փոխազդեցության էներգիա

Mgh արժեքը մարմնի պոտենցիալ էներգիան է, որը բարձրանում է զրոյական մակարդակից h բարձրության վրա:

սեղմված զսպանակի պոտենցիալ էներգիան է

10. Մեխանիկական էներգիայի պահպանման օրենք, դրա կիրառման պայմանները, սույն օրենքի կիրառումը սույն աշխատանքում

Եթե ​​ուժերը, շփման և դիմադրության ուժերը չեն գործում փակ համակարգում, ապա համակարգի բոլոր մարմինների կինետիկ և պոտենցիալ էներգիաների գումարը մնում է հաստատուն։.

11.առաձգական և ոչ առաձգական ցնցումներ

- բացարձակ առաձգական, որի դեպքում պահպանվում է ընդհանուր մեխանիկական էներգիան, այսինքն՝ մասնիկների ներքին էներգիան չի փոխվում։ Փոխազդող մարմիններում դեֆորմացիաներ չկան։

Բացարձակապես անառաձգական, որի մեջ մասնիկները «կպչում են իրար»՝ առաջ շարժվելով որպես ամբողջություն կամ հանգստի վիճակում։ Կինետիկ էներգիան մասամբ կամ ամբողջությամբ վերածվում է ներքին էներգիայի։

12 հաշվարկման բանաձևի ստացում

Երբ գնդակը բախվում է ճոճանակին, ուժի մեջ է իմպուլսի պահպանման օրենքը

որտեղ մ- փամփուշտի քաշը Մճոճանակի զանգվածն է, v- գնդակի արագություն Վճոճանակի արագությունն է հարվածից անմիջապես հետո:

մեխանիկական համակարգնյութական կետերը կամ մարմինները դրանց մի ամբողջություն է, որտեղ յուրաքանչյուր կետի (կամ մարմնի) դիրքը կամ շարժումը կախված է մնացած բոլորի դիրքից և շարժումից:

Նյութական բացարձակ կոշտ մարմինը մենք կդիտարկենք նաև որպես նյութական կետերի համակարգ, որոնք կազմում են այս մարմինը և փոխկապակցված են այնպես, որ նրանց միջև հեռավորությունները չփոխվեն, դրանք անընդհատ մնում են հաստատուն։

Մեխանիկական համակարգի դասական օրինակ է արեգակնային համակարգը, որտեղ բոլոր մարմինները միացված են փոխադարձ ձգողականության ուժերով։ Մեխանիկական համակարգի մեկ այլ օրինակ է ցանկացած մեքենա կամ մեխանիզմ, որտեղ բոլոր մարմինները միացված են ծխնիներով, ձողերով, մալուխներով, գոտիներով և այլն: (այսինքն՝ տարբեր երկրաչափական հարաբերություններ): Այս դեպքում փոխադարձ ճնշման կամ լարվածության ուժերը գործում են համակարգի մարմինների վրա՝ փոխանցվող միացումների միջոցով։

Մարմինների ամբողջությունը, որոնց միջև չկան փոխազդեցության ուժեր (օրինակ՝ օդում թռչող ինքնաթիռների խումբ) մեխանիկական համակարգ չի կազմում։

Համակարգի կետերի կամ մարմինների վրա ազդող ուժերը կարելի է բաժանել արտաքին և ներքին։

Արտաքինկոչվում են ուժեր, որոնք գործում են համակարգի կետերի վրա այն կետերից կամ մարմիններից, որոնք այս համակարգի մաս չեն կազմում:

ներքինկոչվում են ուժեր, որոնք գործում են համակարգի կետերի վրա նույն համակարգի այլ կետերից կամ մարմիններից: Արտաքին ուժերը կնշանակենք - , իսկ ներքին - նշանով։

Թե՛ արտաքին, թե՛ ներքին ուժերը կարող են հերթով լինել կամ ակտիվ, կամ կապի ռեակցիաներ.

Պարտատոմսերի ռեակցիաներկամ պարզապես - ռեակցիաներ, սրանք ուժեր են, որոնք սահմանափակում են համակարգի կետերի շարժումը (դրանց կոորդինատները, արագությունը և այլն): Ստատիկայում դրանք պարտատոմսերը փոխարինող ուժեր էին:

Ակտիվ կամ տրված ուժերԲոլոր ուժերը, բացի ռեակցիաներից, կոչվում են:

Ուժերի բաժանումը արտաքինի և ներքինի պայմանական է և կախված է նրանից, թե որ մարմինների համակարգից ենք մենք դիտարկում։ Օրինակ, եթե դիտարկենք ամբողջ Արեգակնային համակարգի շարժումը որպես ամբողջություն, ապա Երկրի դեպի Արեգակ ձգող ուժը կլինի ներքին; Արեգակի շուրջ իր ուղեծրում Երկրի շարժումն ուսումնասիրելիս նույն ուժը կհամարվի որպես արտաքին:

Ներքին ուժերը ունեն հետևյալ հատկությունները.

1. Համակարգի բոլոր ներքին ուժերի երկրաչափական գումարը (հիմնական վեկտորը) հավասար է զրոյի։ Համաձայն դինամիկայի երրորդ օրենքի՝ համակարգի ցանկացած երկու կետ միմյանց վրա գործում են հավասար մեծությամբ և հակառակ ուղղված ուժերով և , որոնց գումարը հավասար է զրոյի։

2.Ցանկացած կենտրոնի կամ առանցքի վերաբերյալ համակարգի բոլոր ներքին ուժերի մոմենտների (հիմնական պահի) գումարը հավասար է զրոյի:Եթե ​​վերցնենք կամայական կենտրոն Օ, ապա . Նմանատիպ արդյունք կստացվի առանցքի շուրջ պահերը հաշվարկելիս։ Հետևաբար, ամբողջ համակարգի համար կլինի.

Այնուամենայնիվ, ապացուցված հատկություններից չի բխում, որ ներքին ուժերը փոխադարձաբար հավասարակշռված են և չեն ազդում համակարգի շարժման վրա, քանի որ այդ ուժերը կիրառվում են. տարբերնյութական կետերը կամ մարմինները և կարող են առաջացնել այդ կետերի կամ մարմինների փոխադարձ տեղաշարժեր: Ներքին ուժերը կհավասարակշռվեն, երբ դիտարկվող համակարգը լինի բացարձակ կոշտ մարմին։

փակ համակարգհամակարգ է, որի վրա չեն գործում արտաքին ուժերը:

Ֆիզիկական փակ համակարգի օրինակ է տաք ջուրը և գոլորշին թերմոսում: Փակ համակարգում նյութի և էներգիայի քանակը մնում է անփոփոխ։ Փակ համակարգը մի տեսակ իդեալականացում է (մոդելի ներկայացում), քանի որ անհնար է ամբողջությամբ մեկուսացնել որոշ բաղադրիչներ արտաքին ազդեցություններից:

19. Իմպուլսի պահպանման օրենք.

Իմպուլսի պահպանման օրենքըԵրկու մարմինների մոմենտի վեկտորային գումարը մինչև փոխազդեցությունը հավասար է փոխազդեցությունից հետո նրանց մոմենտի վեկտորային գումարին:

Նշում ենք երկու մարմինների զանգվածները և արագությունները մինչև փոխազդեցությունը և փոխազդեցությունից հետո (բախումը)

Ըստ Նյուտոնի երրորդ օրենքի՝ մարմինների վրա դրանց փոխազդեցության ժամանակ ազդող ուժերը հավասար են բացարձակ արժեքով և հակառակ ուղղությամբ. այնպես որ դրանք կարող են պիտակավորվել

Իրենց փոխազդեցության ընթացքում մարմինների իմպուլսների փոփոխությունների համար՝ ուժի իմպուլսի հիման վրա, կարելի է գրել հետևյալ կերպ.

Առաջին մարմնի համար.

Երկրորդ մարմնի համար.

Եվ հետո մենք ստանում ենք, որ իմպուլսի պահպանման օրենքը այսպիսի տեսք ունի.

Տարբեր մարմինների փոխազդեցության փորձարարական ուսումնասիրությունները՝ մոլորակներից և աստղերից մինչև ատոմներ և տարրական մասնիկներ, ցույց են տվել, որ միմյանց հետ փոխազդող մարմինների ցանկացած համակարգում, համակարգում չներառված այլ մարմինների ուժերի գործողության բացակայության դեպքում: , կամ հավասար են զրոյի, մարմինների մոմենտի գումարը մնում է անփոփոխ։

Կիրառելիության համար անհրաժեշտ պայման իմպուլսի պահպանման օրենքըփոխազդող մարմինների համակարգին իներցիոն հղման համակարգի օգտագործումն է:

Մարմինների փոխազդեցության ժամանակը

Իմպուլս 1 մարմին փոխազդեցությունից առաջ

2 մարմնի թափը փոխազդեցությունից առաջ

Մարմնի իմպուլս 1 փոխազդեցությունից հետո

Իմպուլս 2 մարմին փոխազդեցությունից հետո