Технические профессии
<<  Когда я вырасту большим и стану космонавтом Рабоче-пользовательное коневодство  >>
Учебный модуль № 2 «механика материальных тел»
Учебный модуль № 2 «механика материальных тел»
Статика
Статика
Статика
Статика
Статика
Статика
Момент импульса и закон его сохранения
Момент импульса и закон его сохранения
Уравнение динамики вращательного движения твердого тела
Уравнение динамики вращательного движения твердого тела
Закон сохранения момента импульса: момент импульса замкнутой системы
Закон сохранения момента импульса: момент импульса замкнутой системы
Для симметричных тел, вращающихся вокруг своей оси симметрии
Для симметричных тел, вращающихся вокруг своей оси симметрии
Момент инерции
Момент инерции
Момент инерции
Момент инерции
Момент инерции
Момент инерции
Мерой инертности при вращательном движении служит момент инерции тела
Мерой инертности при вращательном движении служит момент инерции тела
Работа внешней силы
Работа внешней силы
Если результирующая сила, действующая на ось, равна нулю, то такая ось
Если результирующая сила, действующая на ось, равна нулю, то такая ось
Устойчивость вращения
Устойчивость вращения
В телах вращения оказывается устойчивой ось, соответствующая
В телах вращения оказывается устойчивой ось, соответствующая
При закреплении тела в центре масс его положение при любых движениях
При закреплении тела в центре масс его положение при любых движениях
модель симметричного волчка, необходимо строго различать ось симметрии
модель симметричного волчка, необходимо строго различать ось симметрии
Гироскопические силы
Гироскопические силы
Гироскопические силы
Гироскопические силы
Гироскопические силы
Гироскопические силы
Гироскопические силы
Гироскопические силы
Гироскопические силы
Гироскопические силы
Раздел II Механика материальных тел
Раздел II Механика материальных тел
Механика жидкости
Механика жидкости
Закон Паскаля: давление в любом месте покоящейся жидкости одинаково по
Закон Паскаля: давление в любом месте покоящейся жидкости одинаково по
Уравнение неразрывности
Уравнение неразрывности
Произведение скорости течения несжимаемой жидкости на поперечное
Произведение скорости течения несжимаемой жидкости на поперечное
Уравнение Бернулли
Уравнение Бернулли
Механика жидкости
Механика жидкости
Следствия уравнения Бернулли
Следствия уравнения Бернулли
Следствия уравнения Бернулли
Следствия уравнения Бернулли
Вязкость (внутреннее трение) Вязкость — это свойство реальных
Вязкость (внутреннее трение) Вязкость — это свойство реальных
Два режима течения жидкостей
Два режима течения жидкостей
Методы определения вязкости
Методы определения вязкости
Методы определения вязкости
Методы определения вязкости
Метод Пуазейля
Метод Пуазейля
Вопросы выносимые на коллоквиум
Вопросы выносимые на коллоквиум

Презентация на тему: «Механика материальных тел». Автор: дом. Файл: «Механика материальных тел.pptx». Размер zip-архива: 1030 КБ.

Механика материальных тел

содержание презентации «Механика материальных тел.pptx»
СлайдТекст
1 Учебный модуль № 2 «механика материальных тел»

Учебный модуль № 2 «механика материальных тел»

Механика жидкости свойства жидкости, модель идеальной жидкости; течение жидкости, поток, линии тока, условие непрерывности; законы сохранения в текущей жидкости, трение в жидкости; основные законы гидродинамики.

Статика результирующая сил, действующих на твердое тело; момент силы, результирующий момент сил; равновесное состояние тела, условия равновесия; виды равновесия

Динамика вращательного движения твердого тела характеристики вращательного движения тел,; закон Ньютона для вращательного движения; законы сохранения для вращательного движения; степени свободы вращательного движения; момент инерции тел; вращение относительно оси, относительно точки.

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

2 Статика

Статика

Плечо силы — кратчайшее расстояние между линией действия силы и точкой O

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

Статикой называется раздел механики, изучающий условия равновесия тел.

Моментом силы F относительно неподвижной точки O называется физическая величина, определяемая векторным произведением радиуса-вектора r, проведенного из точки O в точку A приложения силы, на силу F (мера действия силы)

Моментом силы F относительно неподвижной оси z — называется скалярная величина Mz, равная проекции на эту ось вектора M момента силы, определенного относительно произвольной точки O данной оси z .

3 Статика

Статика

1. Равнодействующая всех сил, приложенных к телу, была равна нулю

2. Правило моментов: тело, имеющее неподвижную ось вращения, находится в равновесии, если векторная сумма моментов всех приложенных к телу сил относительно этой оси равна нулю:

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

Условия равновесия

4 Статика

Статика

Виды равновесий безразличное равновесие устойчивое равновесие неустойчивое равновесие.

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

5 Момент импульса и закон его сохранения

Момент импульса и закон его сохранения

Моментом импульса (количества движения) материальной точки A относительно неподвижной точки O называется физическая величина, определяемая векторным произведением:

Моментом импульса системы материальных точек относительно неподвижной точки O называется физическая величина, определяемая векторным произведением:

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

6 Уравнение динамики вращательного движения твердого тела

Уравнение динамики вращательного движения твердого тела

Изменение момента импульса системы определяется только моментами внешних сил, аналогично тому как изменение импульса системы определяется внешними силами

Момент импульса и закон его сохранения.:

по II закону Ньютона на частицу действуют внешние и внутренние силы

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

Сумма моментов внешних сил

Векторное произведение параллельных векторов равно 0

7 Закон сохранения момента импульса: момент импульса замкнутой системы

Закон сохранения момента импульса: момент импульса замкнутой системы

сохраняется, т.е. не изменяется с течением времени: Это — фундаментальный закон природы. Он является следствием изотропности пространства: инвариантность физических законов относительно выбора направления осей координат системы отсчета.

Момент импульса и закон его сохранения

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

Моментом импульса относительно неподвижной оси z называется скалярная величина Lz , равная проекции на эту ось вектора момента импульса, определенного относительно произвольной точки O данной оси.

Момент инерции твердого тела (системы точек) относительно оси z

8 Для симметричных тел, вращающихся вокруг своей оси симметрии

Для симметричных тел, вращающихся вокруг своей оси симметрии

Уравнение вращения симметричного твердого тела вокруг оси симметрии

Для тел произвольной формы применимо выражение в проекции на некоторую ось

Уравнение вращения несимметричного тела

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

9 Момент инерции

Момент инерции

Моментом инерции материальной точки относительно оси вращения называется произведение массы этой точки на квадрат кратчайшего расстояния от оси:

Моментом инерции системы (тела) относительно оси вращения называется физическая величина, равная сумме произведений масс n материальных точек системы на квадраты их расстояний до рассматриваемой оси.

В случае непрерывного распределения масс эта сумма сводится к интегралу.

Главный момент инерции — момент инерции относительно главной оси вращения проходящей через центр масс.

Момент инерции тела зависит от того, относительно какой оси оно вращается и как распределена масса тела по объему.

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

10 Момент инерции

Момент инерции

Величина момента инерции зависит от выбора оси вращения.

теорема Штейнера:

Момент инерции тела jz относительно произвольной оси z равен сумме момента его инерции JC относительно параллельной оси, проходящей через центр масс C тела, и произведения массы m тела на квадрат расстояния a между осями:

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

11 Момент инерции

Момент инерции

Моменты инерции однородных тел массой m, имеющих правильную геометрическую форму и равномерное распределение массы по объему:

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

12 Мерой инертности при вращательном движении служит момент инерции тела

Мерой инертности при вращательном движении служит момент инерции тела

Кинетическая энергия вращения.

Абсолютно твердое тело вращается около неподвижной оси z проходящей через него. Все точки движутся с одинаковой угловой скоростью ? = const . Кинетическая энергия тела:

Если тело совершает поступательное и вращательное движения одновременно, то его полная кинетическая энергия равна сумме кинетических энергий:

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

13 Работа внешней силы

Работа внешней силы

При повороте тела под действием силы F на бесконечно малый угол d? точка приложения силы A проходит путь ds=rd? и работа равна:

Работа вращения тела идет на увеличение его кинетической энергии

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

Работа силы, совершаемая при повороте тела на угол ?0

14 Если результирующая сила, действующая на ось, равна нулю, то такая ось

Если результирующая сила, действующая на ось, равна нулю, то такая ось

вращения тела называется свободной осью

Для тела любой формы существует три взаимно перпендикулярные, проходящие через центр масс тела оси, которые могут служить свободными осями. Такие оси называются главными осями инерции.

Вращательное движение тела в отсутствии внешних сил называется свободным вращением. В этом случае сохраняется кинетическая энергия, а в отсутствие внешних моментов сил направление и модуль момента импульса.

Свободные оси. Главные оси инерции

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

15 Устойчивость вращения

Устойчивость вращения

Если тело несимметрично относительно оси вращения, то внутренние центростремительные силы не уравновешиваются

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

16 В телах вращения оказывается устойчивой ось, соответствующая

В телах вращения оказывается устойчивой ось, соответствующая

наибольшему моменту инерции

Устойчивость вращения

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

17 При закреплении тела в центре масс его положение при любых движениях

При закреплении тела в центре масс его положение при любых движениях

тела остается неподвижным

Устойчивость вращения

В каждый момент времени вращение тела, закрепленного в одной точке, можно рассматривать как вращение тела вокруг мгновенной оси, которая изменяет свое положение и в теле, и в пространстве, но всегда проходит через закрепленную точку и совпадает по направлению с вектором угловой скорости

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

18 модель симметричного волчка, необходимо строго различать ось симметрии

модель симметричного волчка, необходимо строго различать ось симметрии

(которая может быть определена визуально) и мгновенную ось вращения, совпадающую с направлением вектора угловой скорости симметричный волчок вращается со скоростью ? вокруг мгновенной оси и со скоростью ?z вокруг своей оси симметрии. При этом направление вектора L представляет собой некоторую неподвижную ось, вокруг которой ось симметрии совершает вращение. Такое вращение оси симметрии относительно неподвижной оси называется регулярной прецессией.

Гироскопы

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

19 Гироскопические силы

Гироскопические силы

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

20 Гироскопические силы

Гироскопические силы

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

21 Гироскопические силы

Гироскопические силы

22

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

22 Гироскопические силы

Гироскопические силы

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

23 Гироскопические силы

Гироскопические силы

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

24 Раздел II Механика материальных тел

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

25 Механика жидкости

Механика жидкости

Давление в жидкости и газе.

Физическая модель несжимаемой жидкости – плотность которой всюду одинакова и не меняется со временем. На каждый элемент поверхности ?S тела, помещенного в жидкость, со стороны молекул жидкости действует сила ?F направленная перпендикулярно поверхности.

Давлением жидкости называется физическая величина, определяемая нормальной силой, действующей со стороны жидкости на единицу площади: единица давления — паскаль (Па).

Жидкость несжимаема, и ее плотность не зависит от давления.

При поперечном сечении S столба жидкости, его высоте h и плотности ? вес P =?gSh, возникает давление p на дно сосуда – гидростатическое давление.

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

26 Закон Паскаля: давление в любом месте покоящейся жидкости одинаково по

Закон Паскаля: давление в любом месте покоящейся жидкости одинаково по

всем направлениям, причем давление одинаково передается по всему объему, занятому покоящейся жидкостью.

Закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует со стороны этой жидкости (газа) направленная вверх выталкивающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости (газа) - ? — плотность жидкости, V — объем погруженного в жидкость тела.

Давление в жидкости и газе.

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

27 Уравнение неразрывности

Уравнение неразрывности

Движение жидкости называется течением, а совокупность частиц движущейся жидкости – потоком. Графически движение жидкостей изображается с помощью линий тока, которые проводятся так, что касательные к ним совпадают по направлению с вектором скорости жидкости в данный момент времени. Линии тока проводятся так, чтобы густота их была больше там, где больше скорость течения жидкости, и меньше там, где жидкость течет медленнее. Часть жидкости, ограниченная линиями тока, называется трубкой тока.

Течение жидкости называется установившимся (или стационарным), если форма и расположение линий тока, а также значения скоростей в каждой ее точке со временем не изменяются.

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

28 Произведение скорости течения несжимаемой жидкости на поперечное

Произведение скорости течения несжимаемой жидкости на поперечное

сечение трубки тока есть величина постоянная для данной трубки тока.

Это уравнение вытекает из условия несжимаемости жидкости и равенства объемов жидкости, которые должны пройти через соответствующие сечения трубки

Уравнение неразрывности.

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

29 Уравнение Бернулли

Уравнение Бернулли

Идеальной жидкостью называется воображаемая жидкость, в которой отсутствуют силы внутреннего трения.

В стационарно текущей идеальной жидкости выбираем трубку тока, ограниченную сечениями S1 и S2 . По закону сохранения энергии изменение полной энергии жидкости массой m в местах сечений S1 и S2 равно работе внешних сил по перемещению этой массы жидкости A = E2 ? E1 .

Уравнение Бернулли — выражение закона сохранения энергии применительно к установившемуся течению идеальной жидкости.

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

30 Механика жидкости

Механика жидкости

уравнение Бернулли

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

Статическое давление

Динамическое давление

Гидростатическое давление

31 Следствия уравнения Бернулли

Следствия уравнения Бернулли

1. Давление в жидкости, текущей по горизонтальной трубе переменного сечения, больше в тех сечениях потока, в которых скорость ее движения меньше, и наоборот, давление меньше в тех сечениях, в которых скорость больше.

2. Формула Торричелли

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

32 Следствия уравнения Бернулли

Следствия уравнения Бернулли

3. подъемная сила крыла. Из-за специального профиля крыла и наличия угла атаки, т. е. угла наклона крыла по отношению к набегающему потоку воздуха, скорость воздушного потока над крылом оказывается больше, чем под крылом. Вертикальная составляющая этой силы называется подъемной силой. Горизонтальная составляющая представляет собой силу сопротивления среды.

4. Эффект Магнуса Циркуляция воздуха, обусловленная силами вязкого трения, возникает также вокруг вращающегося тела. Эффект Магнуса проявляется, например, при полете закрученного мяча при игре в теннис или футбол.

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

33 Вязкость (внутреннее трение) Вязкость — это свойство реальных

Вязкость (внутреннее трение) Вязкость — это свойство реальных

жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой. При перемещении одних слоев реальной жидкости относительно других возникают силы внутреннего трения, направленные по касательной к поверхности слоев. Градиент скорости ?v/?x показывает, как быстро меняется скорость при переходе от слоя к слою в направлении x перпендикулярном направлению движения слоев.

Динамическая вязкость (или просто вязкость). Единица вязкости — паскаль-секунда

Закон Ньютона

Сила внутреннего трения

Сила сопротивления

Для жидкостей вязкость ? с увеличением температуры уменьшается, для газов вязкость ? с увеличением температуры увеличивается, что указывает на различие в них механизмов внутреннего трения.

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

34 Два режима течения жидкостей

Два режима течения жидкостей

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

1.Течение называется ламинарным (слоистым), если вдоль потока каждый выделенный тонкий слой скользит относительно соседних, не перемешиваясь с ними. (рис. (а)).

2. Течение называется турбулентным (вихревым), если частицы жидкости переходят из слоя в слой (имеют составляющие скоростей, перпендикулярные течению). (рис. (b)).

Количественно переход от одного режима течения к другому характеризуется числом Рейнольдса: ? = ? / ?— кинематическая вязкость; ? — плотность жидкости; v — средняя по сечению трубы скорость жидкости; d — характерный линейный размер, например диаметр трубы. При Re ? 1000 наблюдается ламинарное течение, переход от ламинарного течения к турбулентному происходит в области 1000 ? Re ? 2000, а при Re=2300 (для гладких труб) течение — турбулентное.

35 Методы определения вязкости

Методы определения вязкости

1. Метод Стокса основан на измерении скорости медленно движущихся в жидкости небольших тел сферической формы. На шарик, плотностью ? и радиусом r , падающий в жидкости вязкостью ? и плотностью ?? вертикально вниз со скоростью v, действуют три силы: сила тяжести, сила Архимеда и сила сопротивления

При равномерном движении

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

36 Методы определения вязкости

Методы определения вязкости

2. Метод Пуазейля: этот метод основан на ламинарном течении жидкости в тонком капилляре. Рассмотрим капилляр радиусом R и длиной l . В жидкости мысленно выделим цилиндрический слой радиусом r и толщиной dr.

Сила внутреннего трения, действующая на боковую поверхность этого слоя

При установившемся течении эта сила уравновешивается силой давления, действующей на основание того же цилиндра

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

37 Метод Пуазейля

Метод Пуазейля

скорости частиц жидкости распределяются по параболическому закону, причем вершина параболы лежит на оси капилляра. За время t из капилляра вытечет жидкость, объем которой

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

38 Вопросы выносимые на коллоквиум

Вопросы выносимые на коллоквиум

Характеристики вращательного движения тел, момент силы, условия равновесия. Момент импульса. Закон сохранения. Момент инерции, примеры. Основное уравнения динамики вращательного движения. Энергия при вращательном движении. Работа. Понятие о гироскопе и гироскопических силах. Прецессия. Устойчивость вращения Основные законы и понятия механики жидкости. Уравнение Бернулли. Следствия уравнения Бернулли Методы определения вязкости. Вязкость. Два режима течения жидкостей.

Раздел II Механика материальных тел

Лекции

«Механика материальных тел»
http://900igr.net/prezentacija/obschestvoznanie/mekhanika-materialnykh-tel-150787.html
cсылка на страницу

Технические профессии

37 презентаций о технических профессиях
Урок

Обществознание

85 тем
Слайды