Kretanje luka. Kružno kretanje

Budući da linearna brzina jednoliko mijenja smjer, kretanje po kružnici se ne može nazvati jednoličnim, jednako je ubrzano.

Kutna brzina

Odaberite točku na kružnici 1 ... Izgradimo radijus. U jedinici vremena, točka će se pomaknuti do točke 2 ... U ovom slučaju, radijus opisuje kut. Kutna brzina je brojčano jednaka kutu rotacije polumjera u jedinici vremena.

Razdoblje i učestalost

Razdoblje rotacije T- ovo je vrijeme tijekom kojeg tijelo napravi jedan okret.

Brzina rotacije je broj okretaja u sekundi.

Učestalost i period su međusobno povezani omjerom

Odnos kutne brzine

Linearna brzina

Svaka točka na kružnici kreće se određenom brzinom. Ova brzina se zove linearna. Smjer vektora linearne brzine uvijek se poklapa s tangentom na kružnicu. Na primjer, iskre iz brusilice kreću se u istom smjeru kao i trenutna brzina.

Razmotrimo točku na kružnici koja čini jedan okret, vrijeme koje je potrebno je period T Put koji točka prevlada je opseg.

Centripetalno ubrzanje

Kada se krećete po kružnici, vektor ubrzanja je uvijek okomit na vektor brzine, usmjeren na središte kružnice.

Koristeći prethodne formule, mogu se izvesti sljedeće relacije

Točke koje leže na jednoj ravnoj crti koja izlazi iz središta kruga (na primjer, to mogu biti točke koje leže na žbici kotača) imat će istu kutnu brzinu, period i frekvenciju. To jest, oni će se rotirati na isti način, ali s različitim linearnim brzinama. Što je točka dalje od središta, to će se brže kretati.

Za rotacijsko gibanje vrijedi i zakon zbrajanja brzina. Ako kretanje tijela ili referentnog okvira nije jednoliko, tada se primjenjuje zakon za trenutne brzine. Na primjer, brzina osobe koja hoda uz rub rotirajućeg vrtuljka jednaka je vektorskom zbroju linearne brzine rotacije ruba vrtuljka i brzine kretanja osobe.

Zemlja sudjeluje u dva glavna rotacijskog kretanja: dnevnom (oko svoje osi) i orbitalnom (oko Sunca). Period rotacije Zemlje oko Sunca je 1 godina ili 365 dana. Zemlja rotira oko svoje osi od zapada prema istoku, period ove rotacije je 1 dan ili 24 sata. Geografska širina je kut između ekvatorijalne ravnine i smjera od središta Zemlje do točke na njezinoj površini.

Prema drugom Newtonovom zakonu, sila je uzrok svakog ubrzanja. Ako tijelo u pokretu doživi centripetalno ubrzanje, onda priroda sila, čije djelovanje je uzrokovano ovim ubrzanjem, može biti različita. Na primjer, ako se tijelo kreće u krug na užetu pričvršćenom za njega, onda djelujuća sila je elastična sila.

Ako tijelo koje leži na disku rotira s diskom oko svoje osi, tada je takva sila sila trenja. Ako sila prestane djelovati, tada će se tijelo kretati pravocrtno.

Promotrimo kretanje točke na kružnici od A do B. Linearna brzina je jednaka

Prijeđimo sada na stacionarni sustav povezan sa zemljom. Ukupna akceleracija točke A ostat će ista i po veličini i po smjeru, budući da se pri prelasku iz jednog inercijalnog referentnog okvira u drugi akceleracija ne mijenja. Sa stajališta stacionarnog promatrača, putanja točke A više nije kružnica, već složenija krivulja (cikloida) po kojoj se točka kreće neravnomjerno.

Među različiti tipovi krivolinijsko kretanje je od posebnog interesa jednoliko kretanje tijela po obodu... Ovo je najjednostavniji oblik krivolinijskog kretanja. Istodobno, svako složeno krivuljasto gibanje tijela na dovoljno malom dijelu njegove putanje može se približno smatrati jednoličnim gibanjem duž kružnice.

Takvo kretanje izvode točke rotirajućih kotača, rotora turbina, umjetnih satelita koji rotiraju u orbiti itd. ujednačeno kretanje po obodu, brojčana vrijednost brzine ostaje konstantna. Međutim, smjer brzine se kontinuirano mijenja tijekom ovog kretanja.

Brzina kretanja tijela u bilo kojoj točki zakrivljene putanje usmjerena je tangencijalno na putanju u ovoj točki. To se može vidjeti promatranjem rada oštrilice, koja ima oblik diska: pritiskom kraja čelične šipke na rotirajući kamen, možete vidjeti užarene čestice kako silaze s kamena. Te čestice lete brzinom koju su imale u trenutku odvajanja od kamena. Smjer emisije iskri uvijek se poklapa s tangentom na kružnicu u točki gdje šipka dodiruje kamen. Sprej s kotača kliznog automobila također se kreće tangencijalno na krug.

Dakle, trenutna brzina tijela u različitim točkama zakrivljene putanje ima različite smjerove, dok modul brzine može biti svugdje isti ili se mijenjati od točke do točke. Ali čak i ako se modul brzine ne mijenja, još uvijek se ne može smatrati konstantnim. Uostalom, brzina je vektorska veličina, a za vektorske veličine jednako su važni modul i smjer. Zato krivolinijsko kretanje je uvijek ubrzanočak i ako je modul brzine konstantan.

Tijekom krivuljastog kretanja, modul brzine i njegov smjer mogu se mijenjati. Krivolinijsko gibanje, u kojem modul brzine ostaje konstantan, naziva se jednoliko krivolinijsko gibanje... Ubrzanje tijekom takvog kretanja povezano je samo s promjenom smjera vektora brzine.

I modul i smjer ubrzanja moraju ovisiti o obliku zakrivljene staze. Međutim, nema potrebe razmatrati svaki od njegovih bezbrojnih oblika. Predstavljajući svaki presjek kao zasebnu kružnicu određenog polumjera, problem nalaženja akceleracije pri krivolinijskom jednolikom gibanju svest će se na pronalaženje akceleracije u jednoličnom gibanju tijela po obodu.

Jednoliko kružno gibanje karakterizira period i učestalost okretanja.

Vrijeme koje je potrebno tijelu da napravi jednu revoluciju naziva se razdoblje cirkulacije.

Kod jednolikog kretanja po kružnici, period okretanja određuje se dijeljenjem prijeđene udaljenosti, odnosno opsega sa brzinom kretanja:

Recipročna vrijednost razdoblja se zove učestalost cirkulacije, označeno slovom ν ... Broj okretaja po jedinici vremena ν se zovu učestalost cirkulacije:

Zbog kontinuirane promjene smjera brzine, tijelo koje se kreće po kružnici ima ubrzanje, što karakterizira brzinu promjene njegova smjera, brojčana vrijednost brzine u ovom slučaju se ne mijenja.

Kod jednolikog gibanja tijela oko kružnice, akceleracija u bilo kojoj točki uvijek je usmjerena okomito na brzinu kretanja po polumjeru kružnice do njegova središta i naziva se centripetalno ubrzanje.

Da bismo pronašli njegovu vrijednost, razmotrimo omjer promjene vektora brzine i vremenskog intervala tijekom kojeg se ta promjena dogodila. Budući da je kut vrlo mali, imamo.

Kružno gibanje je najjednostavniji slučaj krivolinijskog gibanja tijela. Kada se tijelo kreće oko točke, zajedno s vektorom pomaka, prikladno je uvesti kutni pomak ∆ φ (kut rotacije oko središta kružnice), mjeren u radijanima.

Poznavajući kutno kretanje, možete izračunati duljinu kružnog luka (puta) koji je tijelo prešlo.

∆ l = R ∆ φ

Ako je kut rotacije mali, tada je ∆ l ≈ ∆ s.

Ilustrirajmo ono što je rečeno:

Kutna brzina

U krivolinijskom gibanju uvodi se pojam kutna brzinaω, odnosno brzina promjene kuta rotacije.

Definicija. Kutna brzina

Kutna brzina u danoj točki putanje je granica omjera kutnog pomaka ∆ φ i vremenskog intervala ∆ t tijekom kojeg se dogodio. ∆ t → 0.

ω = ∆ φ ∆ t, ∆ t → 0.

Jedinica mjere za kutnu brzinu je radijani po sekundi (rad s).

Postoji odnos između kutne i linearne brzine tijela pri kretanju u krug. Formula za pronalaženje kutne brzine:

Kod jednolikog gibanja po obodu, brzine v i ω ostaju nepromijenjene. Mijenja se samo smjer vektora linearne brzine.

U tom slučaju, jednoliko kretanje oko kružnice djeluje na tijelo centripetalno, odnosno normalno ubrzanje usmjereno po polumjeru kružnice prema njegovom središtu.

a n = ∆ v → ∆ t, ∆ t → 0

Modul centripetalnog ubrzanja može se izračunati pomoću formule:

a n = v 2 R = ω 2 R

Dokažimo ove odnose.

Razmotrimo kako se vektor v → mijenja u malom vremenskom intervalu ∆ t. ∆ v → = v B → - v A →.

U točkama A i B vektor brzine je usmjeren tangencijalno na kružnicu, dok su moduli brzine u obje točke isti.

Po definiciji ubrzanja:

a → = ∆ v → ∆ t, ∆ t → 0

Pogledajmo sliku:

Trokuti OAB i BCD su slični. Iz ovoga slijedi da je O A A B = B C C D.

Ako je vrijednost kuta ∆ φ mala, udaljenost A B = ∆ s ≈ v ∆ t. Uzimajući u obzir da je O A = R i C D = ∆ v za gore navedeno sličnih trokuta dobivamo:

R v ∆ t = v ∆ v ili ∆ v ∆ t = v 2 R

Kada je ∆ φ → 0, smjer vektora ∆ v → = v B → - v A → približava se smjeru prema središtu kružnice. Uzimajući da je ∆ t → 0, dobivamo:

a → = a n → = ∆ v → ∆ t; ∆ t → 0; a n → = v 2 R.

Kod jednolikog kretanja po kružnici, modul ubrzanja ostaje konstantan, a smjer vektora se mijenja tijekom vremena, zadržavajući orijentaciju prema središtu kružnice. Zato se ovo ubrzanje naziva centripetalnim: vektor je u svakom trenutku usmjeren prema središtu kružnice.

Snimanje centripetalnog ubrzanja u vektorskom obliku izgleda ovako:

a n → = - ω 2 R →.

Ovdje je R → polumjerni vektor točke na kružnici s ishodištem u središtu.

U općem slučaju, ubrzanje pri kretanju po kružnici sastoji se od dvije komponente - normalne i tangencijalne.

Razmotrimo slučaj kada se tijelo neravnomjerno kreće po krugu. Uvedimo pojam tangencijalnog (tangencijalnog) ubrzanja. Njegov smjer poklapa se sa smjerom linearne brzine tijela i u svakoj točki kružnice usmjeren je tangencijalno na njega.

a τ = ∆ v τ ∆ t; ∆ t → 0

Ovdje je ∆ v τ = v 2 - v 1 promjena modula brzine u intervalu ∆ t

Smjer punog ubrzanja određen je vektorskim zbrojem normalnog i tangencijalnog ubrzanja.

Kružno gibanje u ravnini može se opisati pomoću dvije koordinate: x i y. U svakom trenutku vremena, brzina tijela može se razložiti na komponente v x i v y.

Ako je gibanje jednoliko, vrijednosti v x i v y kao i odgovarajuće koordinate mijenjat će se u vremenu prema harmonijskom zakonu s periodom T = 2 π R v = 2 π ω

Ako primijetite grešku u tekstu, odaberite je i pritisnite Ctrl + Enter

U ovoj lekciji razmatrat ćemo krivolinijsko gibanje, odnosno jednoliko kretanje tijela duž kružnice. Učimo što je linearna brzina, centripetalno ubrzanje kada se tijelo kreće u krug. Također ćemo uvesti vrijednosti koje karakteriziraju rotacijsko gibanje (period rotacije, frekvencija rotacije, kutna brzina), te ćemo te vrijednosti povezati jedne s drugima.

Ravnomjerno kretanje po kružnici znači da se tijelo rotira pod istim kutom za bilo koji jednak vremenski period (vidi sliku 6).

Riža. 6. Ujednačeno kružno kretanje

Odnosno, modul trenutne brzine se ne mijenja:

Ova brzina se zove linearni.

Iako se modul brzine ne mijenja, smjer brzine se kontinuirano mijenja. Razmotrimo vektore brzina u točkama A i B(vidi sliku 7). Oni su usmjereni u različitim smjerovima, stoga nisu jednaki. Oduzmete li od brzine u točki B točkasta brzina A, dobivamo vektor.

Riža. 7. Vektori brzine

Omjer promjene brzine () i vremena tijekom kojeg se ta promjena dogodila () je ubrzanje.

Stoga se svako krivuljasto gibanje ubrzava.

Ako uzmemo u obzir trokut brzine dobiven na slici 7, tada s vrlo bliskim rasporedom točaka A i B kut (α) između vektora brzine bit će jedan prema drugom blizu nule:

Također je poznato da je ovaj trokut jednakokračan, pa su moduli brzine jednaki (jednoliko gibanje):

Stoga su oba kuta u osnovi ovog trokuta beskonačno bliska:

To znači da je ubrzanje koje je usmjereno duž vektora zapravo okomito na tangentu. Poznato je da je pravac u kružnici okomitoj na tangentu, dakle, polumjer ubrzanje je usmjereno po polumjeru prema središtu kružnice. Takvo ubrzanje naziva se centripetalno.

Slika 8 prikazuje prethodno razmatrani trokut brzine i jednakokračni trokut (dvije strane su polumjeri kružnice). Ovi trokuti su slični, jer imaju jednake kutove formirane međusobno okomitim ravnim linijama (polumjer, kao i vektor, okomit je na tangentu).

Riža. 8. Ilustracija za izvođenje formule za centripetalno ubrzanje

Odjeljak AB je pomak (). Razmatramo jednoliko gibanje po kružnici, dakle:

Zamijenite rezultirajući izraz za AB u formulu sličnosti trokuta:

Koncepti "linearne brzine", "ubrzanja", "koordinate" nisu dovoljni za opisivanje kretanja po zakrivljenoj stazi. Stoga je potrebno uvesti vrijednosti koje karakteriziraju rotacijsko gibanje.

1. Razdoblje rotacije (T ) vrijeme jedne potpune revolucije naziva se. Mjereno u SI jedinicama u sekundama.

Primjeri razdoblja: Zemlja se okrene oko svoje osi za 24 sata (), a oko Sunca - za 1 godinu ().

Formula za izračun razdoblja:

gdje je ukupno vrijeme rotacije; - broj okretaja.

2. Frekvencija rotacije (n ) - broj okretaja koje tijelo napravi u jedinici vremena. Mjereno u SI jedinicama u obrnutim sekundama.

Formula frekvencije:

gdje je ukupno vrijeme rotacije; - broj okretaja

Učestalost i period su obrnuto proporcionalne vrijednosti:

3. Kutna brzina () naziva se omjer promjene kuta za koji se tijelo okrenulo prema vremenu tijekom kojeg se taj zaokret dogodio. Mjereno u SI jedinicama u radijanima podijeljeno sa sekundama.

Formula za pronalaženje kutne brzine:

gdje je promjena kuta; - vrijeme tijekom kojeg se zaokrene.

1. Glatko kružno kretanje

2. Kutna brzina rotacijskog kretanja.

3. Razdoblje rotacije.

4. Frekvencija rotacije.

5. Veza linearne brzine s kutnom brzinom.

6. Centripetalno ubrzanje.

7. Jednako promjenjivo kretanje u krugu.

8. Kutno ubrzanje pri jednolikom kretanju po kružnici.

9.Tangencijalno ubrzanje.

10. Zakon jednoliko ubrzanog kretanja po kružnici.

11. Prosječna kutna brzina pri jednoliko ubrzanom kretanju oko kružnice.

12. Formule koje uspostavljaju odnos između kutne brzine, kutne akceleracije i kuta rotacije pri jednoliko ubrzanom gibanju po kružnici.

1.Ujednačeno kružno kretanje- kretanje u kojem materijalna točka u jednakim vremenskim intervalima prolaze jednaki segmenti luka kružnice, t.j. točka se giba po kružnici konstantnom apsolutnom brzinom. U ovom slučaju brzina je jednaka omjeru kružnog luka kojeg prijeđe točka prema vremenu kretanja, t.j.

a naziva se linearna brzina kretanja po kružnici.

Kao i kod krivolinijskog gibanja, vektor brzine je usmjeren tangencijalno na kružnicu u smjeru gibanja (slika 25).

2. Kutna brzina u jednoličnom kružnom gibanju- omjer kuta rotacije polumjera i vremena rotacije:

U jednoličnom kretanju oko kružnice, kutna brzina je konstantna. U SI, kutna brzina se mjeri u (rad/s). Jedan radijan - rad je središnji kut koji spaja luk kružnice duljine jednake polumjeru. Ukupni kut sadrži radijane, t.j. u jednom okretu polumjer se zakrene za kut od radijana.

3. Razdoblje rotacije- vremenski interval T, tijekom kojeg materijalna točka napravi jedan potpuni okret. U SI sustavu period se mjeri u sekundama.

4. Frekvencija rotacije- broj okretaja napravljenih u jednoj sekundi. U SI jedinicama frekvencija se mjeri u hercima (1Hz = 1). Jedan herc je frekvencija na kojoj se napravi jedan okret u jednoj sekundi. Lako je to shvatiti

Ako za vrijeme t točka napravi n okretaja oko kružnice tada.

Poznavajući period i frekvenciju rotacije, kutna brzina može se izračunati po formuli:

5 Odnos linearne brzine i kutne brzine... Duljina luka kružnice je središnji kut, izražen u radijanima, koji spaja luk na polumjer kružnice. Sada zapisujemo linearnu brzinu u obliku

Često je prikladno koristiti formule: ili Kutna brzina se često naziva cikličkom frekvencijom, a frekvencija linearnom frekvencijom.

6. Centripetalno ubrzanje... U ravnomjernom kretanju po kružnici modul brzine ostaje nepromijenjen, a njegov smjer se kontinuirano mijenja (slika 26). To znači da tijelo koje se jednoliko kreće po kružnici doživljava ubrzanje koje je usmjereno prema središtu i naziva se centripetalno ubrzanje.

Pretpostavimo da je put jednak luku kružnice prošao kroz neko vremensko razdoblje. Pomaknite vektor, ostavljajući ga paralelnim sa sobom, tako da se njegov početak poklopi s početkom vektora u točki B. Modul promjene brzine je jednak, a modul centripetalnog ubrzanja je

Na slici 26 trokuti AOB i ICE su jednakokračni, a kutovi na vrhovima O i B su jednaki, kao i kutovi s međusobno okomitim stranicama AO i OB To znači da su trokuti AOB i ICE slični. Stoga, ako to jest, vremenski interval poprima proizvoljno male vrijednosti, tada se luk može približno smatrati jednakim tetivi AB, t.j. ... Stoga možemo zapisati Uzimajući u obzir da je VD =, OA = R dobivamo Množenjem obje strane zadnje jednakosti sa, također ćemo dobiti izraz za modul centripetalnog ubrzanja pri jednolikom gibanju po kružnici:. S obzirom da dobivamo dvije najčešće korištene formule:

Dakle, u ravnomjernom kretanju oko kružnice, centripetalna akceleracija je konstantna u apsolutnoj vrijednosti.

Lako je shvatiti da je u granici na, kut. To znači da kutovi na bazi DS trokuta ICE teže vrijednosti, a vektor brzine postaje okomit na vektor brzine, t.j. usmjerena po polumjeru do središta kružnice.

7. Jednako promjenjivo kružno kretanje- kretanje u krugu, u kojem se kutna brzina mijenja za isti iznos u jednakim vremenskim intervalima.

8. Kutno ubrzanje u jednako promjenjivom gibanju po kružnici- omjer promjene kutne brzine i vremenskog intervala tijekom kojeg se ta promjena dogodila, t.j.

gdje se mjeri početna vrijednost kutne brzine, konačna vrijednost kutne brzine, kutno ubrzanje u SI sustavu. Iz posljednje jednakosti dobivamo formule za izračun kutne brzine

I ako .

Množenjem obje strane ovih jednakosti i uzimajući to u obzir, tangencijalno je ubrzanje, t.j. ubrzanje usmjereno tangencijalno na kružnicu, dobivamo formule za izračunavanje linearne brzine:

I ako .

9. Tangencijalno ubrzanje brojčano je jednak promjeni brzine u jedinici vremena i usmjeren je duž tangente na kružnicu. Ako je > 0, > 0, tada je gibanje jednoliko ubrzano. Ako<0 и <0 – движение.

10. Zakon jednoliko ubrzanog gibanja po kružnici... Put koji se prijeđe u krugu za vrijeme jednoliko ubrzanog gibanja izračunava se po formuli:

Zamjenom ovdje, poništavanjem, dobivamo zakon jednoliko ubrzanog gibanja u krugu:

Ili ako.

Ako je kretanje jednako sporo, t.j.<0, то

11.Puno ubrzanje u ravnomjerno ubrzanom kružnom kretanju... Kod jednoliko ubrzanog gibanja po kružnici centripetalna akceleracija raste s vremenom, jer tangencijalno ubrzanje povećava linearnu brzinu. Vrlo često se centripetalno ubrzanje naziva normalnim i označava kao. Budući da je puno ubrzanje u ovom trenutku određeno Pitagorinim teoremom (slika 27).

12. Prosječna kutna brzina pri jednoliko ubrzanom kretanju u krugu... Prosječna linearna brzina pri jednoliko ubrzanom kretanju po kružnici jednaka je. Zamjenom ovdje i i smanjenjem za dobivamo

Ako tada.

12. Formule koje uspostavljaju odnos između kutne brzine, kutne akceleracije i kuta rotacije pri jednoliko ubrzanom gibanju po kružnici.

Zamjenom u formulu količine,,,,

i otkazivanje do, dobivamo

Predavanje - 4. Dinamika.

1. Dinamika

2. Interakcija tijela.

3. Inercija. Načelo inercije.

4. Prvi Newtonov zakon.

5. Besplatna materijalna točka.

6. Inercijski referentni okvir.

7. Neinercijalni referentni okvir.

8. Galileovo načelo relativnosti.

9. Galilejeve transformacije.

11. Konsolidacija snaga.

13. Gustoća tvari.

14. Centar mase.

15. Drugi Newtonov zakon.

16. Jedinica mjere sile.

17. Treći Newtonov zakon

1. Dinamika postoji dio mehanike koji proučava mehaničko kretanje, ovisno o silama koje uzrokuju promjenu tog kretanja.

2.Interakcije tijela... Tijela mogu komunicirati, kako u izravnom kontaktu, tako i na daljinu kroz posebnu vrstu materije koja se naziva fizičko polje.

Na primjer, sva tijela se međusobno privlače i to se privlačenje provodi kroz gravitacijsko polje, a sile privlačenja nazivaju se gravitacijskim.

Tijela koja nose električni naboj međusobno djeluju kroz električno polje. Električne struje međusobno djeluju putem magnetskog polja. Te se sile nazivaju elektromagnetske.

Elementarne čestice međusobno djeluju kroz nuklearna polja i te se sile nazivaju nuklearnim.

3. Inercija... U IV stoljeću. PRIJE KRISTA NS. grčki filozof Aristotel je tvrdio da je uzrok gibanja tijela sila koja djeluje iz drugog tijela ili tijela. Istodobno, prema gibanju, prema Aristotelu, stalna sila daje tijelu stalnu brzinu, a prestankom djelovanja sile gibanje prestaje.

U 16. stoljeću. Talijanski fizičar Galileo Galilei, provodeći pokuse s tijelima koja se kotrljaju po nagnutoj ravnini i s tijelima koja padaju, pokazao je da stalna sila (u ovom slučaju težina tijela) daje ubrzanje tijelu.

Dakle, na temelju eksperimenata, Galileo je pokazao da je sila uzrok ubrzanja tijela. Navedimo Galilejevo obrazloženje. Pustite da se vrlo glatka lopta kotrlja po glatkoj horizontalnoj ravnini. Ako ništa ne ometa loptu, onda se može kotrljati koliko god želite. Ako se na put lopte izlije tanak sloj pijeska, onda će se vrlo brzo zaustaviti, jer na njega je djelovala sila trenja pijeska.

Tako je Galileo došao do formulacije principa tromosti, prema kojem materijalno tijelo zadržava stanje mirovanja ili jednoliko pravocrtno gibanje, ako na njega ne djeluju vanjske sile. Često se to svojstvo materije naziva tromošću, a gibanje tijela bez vanjskih utjecaja naziva se inercijalno gibanje.

4. Prvi Newtonov zakon... Godine 1687., na temelju Galileovog načela inercije, Newton je formulirao prvi zakon dinamike – prvi Newtonov zakon:

Materijalna točka (tijelo) je u stanju mirovanja ili ravnomjernog pravocrtnog gibanja, ako na nju ne djeluju druga tijela ili su sile koje djeluju iz drugih tijela uravnotežene, t.j. kompenzirano.

5.Besplatna materijalna točka- materijalna točka na koju ne djeluju druga tijela. Ponekad kažu – izolirana materijalna točka.

6. Inercijski referentni okvir (ISO)- referentni okvir u odnosu na koji se izolirana materijalna točka kreće pravocrtno i jednoliko, ili miruje.

Svaki referentni okvir koji se kreće jednoliko i pravolinijski u odnosu na IFR je inercijalan,

Dajemo još jednu formulaciju Newtonovog prvog zakona: Postoje referentni okviri u odnosu na koje se slobodna materijalna točka giba pravolinijsko i jednoliko, ili miruje. Takvi referentni okviri nazivaju se inercijskim. Često se prvi Newtonov zakon naziva zakon inercije.

Newtonov prvi zakon također se može formulirati ovako: svako materijalno tijelo opire se promjeni svoje brzine. Ovo svojstvo materije naziva se tromost.

Svakodnevno se suočavamo s očitovanjem ovog zakona u gradskom prometu. Kad autobus naglo poveća brzinu, pritisnuti smo uz naslon sjedala. Kad autobus uspori, tada nam tijelo klizi u smjeru autobusa.

7. Neinercijalni referentni okvir - referentni okvir koji se kreće neravnomjerno u odnosu na IFR.

Tijelo koje miruje ili se ravnomjerno giba u odnosu na IFR. Pomiče se neravnomjerno u odnosu na neinercijski referentni okvir.

Svaki rotirajući referentni okvir je neinercijalni referentni okvir, budući da u ovom sustavu tijelo doživljava centripetalno ubrzanje.

U prirodi i tehnologiji ne postoje tijela koja bi mogla poslužiti kao ISO. Na primjer, Zemlja se rotira oko svoje osi i svako tijelo na njezinoj površini doživljava centripetalno ubrzanje. Međutim, u prilično kratkim vremenskim razdobljima, referentni okvir povezan sa Zemljinom površinom u nekoj aproksimaciji može se smatrati IFR.

8.Galilejev princip relativnosti. ISO može biti puno soli. Stoga se postavlja pitanje: kako isti mehanički fenomeni izgledaju u različitim IFR-ovima? Je li moguće, koristeći mehaničke pojave, detektirati gibanje IF, u kojem se one promatraju?

Odgovor na ova pitanja daje načelo relativnosti klasične mehanike, koje je otkrio Galileo.

Smisao principa relativnosti klasične mehanike leži u izjavi: sve mehaničke pojave se odvijaju na potpuno isti način u svim inercijskim referentnim okvirima.

Ovaj princip se može formulirati na sljedeći način: svi zakoni klasične mehanike izraženi su istim matematičkim formulama. Drugim riječima, nikakvi mehanički eksperimenti neće nam pomoći da otkrijemo kretanje Porezne uprave. To znači da je pokušaj otkrivanja kretanja Porezne uprave besmislen.

Na manifestaciju principa relativnosti susreli smo se dok smo putovali u vlakovima. U trenutku kada je naš vlak na stanici, a vlak koji stoji na susjednom kolosijeku polako se kreće, tada nam se u prvim trenucima čini da se naš vlak kreće. Ali događa se i obrnuto, kada naš vlak postupno povećava brzinu, čini nam se da je kretanje pokrenuo susjedni vlak.

U navedenom primjeru princip relativnosti se očituje u malim vremenskim intervalima. S povećanjem brzine, počinjemo osjećati potrese ljuljanja vagona, odnosno naš referentni okvir postaje neinercijalan.

Dakle, pokušaj detekcije pomicanja ISO-a je besmislen. Stoga je apsolutno svejedno koji se IRF smatra nepomičnim, a koji pokretnim.

9. Galilejeve transformacije... Pustite dva IFR-a i pomiču se jedan u odnosu na drugi brzinom. Prema principu relativnosti možemo pretpostaviti da je IFR K nepomičan, a IFR se kreće relativno brzinom. Radi jednostavnosti, pretpostavimo da su odgovarajuće koordinatne osi sustava i paralelne, a osi i poklapaju. Neka se u trenutku početka sustava podudaraju i kretanje se događa duž osi i, t.j. (Sl. 28)

11. Zbrajanje sila... Ako se na česticu primjenjuju dvije sile, tada je rezultirajuća sila jednaka njihovoj vektorskoj sili, t.j. dijagonala paralelograma izgrađenog na vektorima i (slika 29).

Isto pravilo vrijedi i za razlaganje dane sile na dvije sastavne sile. Da biste to učinili, na vektoru dane sile, kao na dijagonali, gradi se paralelogram čije se stranice poklapaju sa smjerom sastavnih sila primijenjenih na danu česticu.

Ako se na česticu primjenjuje nekoliko sila, rezultanta je jednaka geometrijskom zbroju svih sila:

12.Težina... Iskustvo je pokazalo da je omjer modula sile i modula akceleracije, koji ta sila daje tijelu, stalna vrijednost za dano tijelo i naziva se masa tijela:

Iz posljednje jednakosti proizlazi da što je veća masa tijela, to se mora primijeniti veća sila da bi se promijenila njegova brzina. Posljedično, što je veća masa tijela, to je ono inertnije, t.j. masa je mjera tromosti tijela. Tako određena masa naziva se inertna masa.

U SI, masa se mjeri u kilogramima (kg). Jedan kilogram je masa destilirane vode u volumenu od jednog kubnog decimetra uzeta na temperaturi

13. Gustoća materije- masa tvari sadržana u jedinici volumena ili omjer tjelesne mase i njezinog volumena

Gustoća se mjeri u SI (). Poznavajući gustoću tijela i njegov volumen, možete izračunati njegovu masu po formuli. Poznavajući gustoću i masu tijela, njegov se volumen izračunava po formuli.

14.Centar mase- točka tijela, koja ima svojstvo da ako smjer djelovanja sile prolazi kroz ovu točku, tijelo se giba translatorno. Ako smjer djelovanja ne prolazi kroz središte mase, tada se tijelo giba, dok se okreće oko svog središta mase

15. Drugi Newtonov zakon... U IFR-u, zbroj sila koje djeluju na tijelo jednak je umnošku mase tijela akceleracijom koju mu daje ta sila

16.Jedinica sile... U SI, sila se mjeri u njutnima. Jedan njutn (n) je sila koja djeluje na tijelo teško jedan kilogram i daje mu ubrzanje. Zato .

17. Treći Newtonov zakon... Sile kojima dva tijela djeluju jedno na drugo jednake su po veličini, suprotnog smjera i djeluju duž jedne ravne crte koja spaja ta tijela.