Вариант 2. Сформулируйте закон сохранения импульса в классической механике и свяжите его с законом динамики Ньютона

  • ID: 08464 
  • 28 страниц

Фрагмент работы:

1. Сформулируйте закон сохранения импульса в классической механике и свяжите его с законом динамики Ньютона. Приведите пример использования этого закона. Как он связан со свойствами пространства-времени, и почему этот закон фундаментален?

Система тел, не взаимодействующих с другими телами, не входящими в эту систему, называется замкнутой системой. В замкнутой системе геометрическая сумма импульсов тел остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой. Этот фундаментальный закон природы называется законом сохранения импульса. Необходимым условием применимости закона сохранения импульса к системе взаимодействующих тел является использование инерциальной системы отсчета. (1)

По третьему закону Ньютона силы, действующие на тела при их взаимодействии, равны по модулю и противоположны по направлению; поэтому их можно обозначить F и - F.

Для изменений импульсов тел при их взаимодействии на основании выше определенного равенства можно записать

[image]

где t — время взаимодействия тел. Из этих выражений получаем

[image]

Таким образом, векторная сумма импульсов двух тел до взаимодействия равна векторной сумме их импульсов после взаимодействия.

Ярким примером использования в технике этого закона будет реактивное движение.

Закон сохранения импульса связан с однородностью пространства. Он фундаментален, т.к. является одним из основных и основополагающим в физике. (4)

2. Суть законов Кеплера и их связь с законом всемирного тяготения. Насколько применима модель, принятая Ньютоном? Определите массу Солнца, если известно, что Земля движется вокруг него со скоростью 30 км/с на среднем расстоянии 150 млн км.

1-й закон Кеплера: при невозмущенном движении (в двух тел задаче) орбита движущейся матер, точки (планеты) есть кривая второго порядка, в одном из фокусов которой находится центр силы притяжения (Солнце). Т. о., орбита матер, точки в невозмущенном движении — это одно из конических сечений, т. е. окружность, эллипс (для планет), парабола или гипербола.

2-й закон Кеплера: при невозмущенном движении площадь, описываемая радиусом-вектором движущейся точки, изменяется пропорциональна времени. Часто его формулируют как закон площадей: радиус-вектор планеты в равные промежутки времени описывает равные площади.