Модул 1: Динамика

Самоподготовка по Физика
за кандидат-студенти и матура

Профилирана подготовка – Модул 1, Тема 2-2: Динамика. Сили при движение по окръжност. Удар между телата

Съдържание на темата:

Центростремителна сила:
Вижте подточките
Удари между телата:
Вижте подточките

Тестови задачи от изпити:

Софийски университетМатура

Теория

I. Центростремителна сила:

Определение – На Фиг. 1 имаме тяло с маса m, свързано с нишка и се движи равномерно по окръжност с радиус r. Поради своята инертност, то се стреми да се движи по праволинейна траектория. Нишката осигурява на тялото равномерно движение по окръжност, като му действа със сила, насочена към центъра на окръжността. Такава сила се нарича центростремителна сила и се отбелязва с .
Характеристики на центростремителната сила:
- Центростремителната сила винаги е насочена към центъра на окръжността и е перпендикулярна на скоростта (Фиг. 1).
- Тя изменя посоката на скоростта, но НЕ променя нейната големина.
- Това е силата, която създава центростремителното (нормалното) ускорение .
Причината за възникването на центростремителната сила – Центростремителната сила има различна природа: еластични сили (силата придържаща топчето от Фиг. 3), електрични сили, гравитационни сили (спътниците се движат около Земята под действие на гравитационната сила на Земята), сили на триене, магнитни сили и др.
Прекратяване действието на центростремителната сила – Ако се прекрати действието на центростремителната сила (Фиг. 2), тялото ще продължи да се движи по инерция по права линия, която е допирателна към окръжността.
Ето защо, когато пътят е заледен и триенето е малко, колите не могат да завият, а се движат по допирателна към завоя.
Големина на центростремителната сила – Като използваме втория принцип на механиката и формула (5) за центростремителното (нормалното) ускорение, получаваме следната формула за центростремителната сила:
(1): F_n = ma_n = .

II. Удари между телата:

Предварителни бележки – Ще разглеждаме само челен (пряк) удар на гладки тела със сферична форма, които се движат само постъпателно (без да се въртят).
Нека да отбележим, че ударът между сфери винаги е централен, т.е. допирната точка лежи на линия, минаваща през центровете на телата.
Абсолютно еластичен удар:
- Определение – По време на удара телата се деформират, но след удара телата възстановяват първоначалното си състояние.
- Закон за запазване на кинетичната енергия при абсолютно еластичен удар – Нека да имаме две тела с маси m₁ и m₂, които имат v₁, v₂ – скорости преди удара и u₁, u₂ – скорости след удара, то кинетичната енергия на системата от две тела се запазва, т.е. сумата на кинетичната енергия на телата преди удара е равен на сумата на кинетичната енергия на телата след удара и се записва:
  (2): .
- Закон за запазване на импулса при абсолютно еластичен удар – Нека да имаме две тела с маси m₁ и m₂, които имат v₁, v₂ – скорости преди удара и u₁, u₂ – скорости след удара, то векторната сума на импулсите на двете тела преди удара е равен на векторната сума на импулсите им след удара, т.е.:
  (3): .
Абсолютно нееластичен удар:
- Определение – По време на удара телата се деформират, но след удара телата НЕ възстановяват първоначалното си състояние. Такъв удар се нарича нееластичен удар. Ако след удара телата прилепнат едно към друго и се движат с еднакви скорости, то ударът се нарича абсолютно нееластичен удар.
- Закон за запазване на кинетичната енергия при абсолютно нееластичен удар – От определението следва, че при нееластичен удар телата след удара остават деформирани. Това означава, че част от кинетичната енергия се превръща във вътрешна енергия и телата след удара не само, че се деформират, но и се нагряват. В този случай няма да записваме подобна формула на формула (2).
- Закон за запазване на импулса при идеално нееластичен удар – Нека да имаме две тела с маси m₁ и m₂, които имат v₁, v₂ – скорости преди удара, а скоростта на двете прилепнали тела да е u, то векторната сума на импулсите на двете тела преди удара е равен на векторната сума на импулсите им след удара, т.е.:
  (4): .

Бележка:

Ударите на макроскопичните тела никога НЕ са еластични удари, защото в тях след удара винаги има остатъчна деформация и част от енергията отива за загряване. В редица случаи тези ефекти са незначителни и може да се пренебрегнат.

Ударите между микрочастиците (молекули, атоми и др.) често са еластични.

Върни се нагоре Начало Предходен Следващ

Вижте още

Самоподготовка

Предстоят ви изпити или матура по Математика или Физика, но не сте убедени, че сами ще се справите. Учебен център „СОЛЕМА“ ви предоставя следните програми и тестове към тях:

МАТЕМАТИКА

Кандидат-студенти

Матура

10 клас

7 клас

ФИЗИКА

Кандидат-студенти

Матура