Прямая задача механикиОсновная задача механики – определение координат те­ла известной массы и его скорости в любой момент времени по силам, действующим на тело, и по известным начальным условиям.

Эту задачу называют прямой за­дачей механики. Для ее решения необходимо знать координаты и ско­рость тела в некоторый начальный момент времени. Силы в механике зависят от координат или скорости движения одного тела относительно другого. Для нахождения координат тела в любой момент времени необходимо по известным значениям сил, действующих на тело в данный мо­мент, и известной массе тела опре­делить его ускорение, затем найти новое значение скорости тела, его перемещение и координаты.

Таким образом, решение основной задачи механики проводится по следующей схеме:

— в соответствии с первым законом Ньютона выбирается наиболее удобная система отсчета — инерциальная;

— в соответствии с принципом суперпозиции находится векторная сумма сил F, действующих на тело, или записываются проекции сил на координатные оси;
— по ускорениям и начальным условиям находят скорости и коорди­наты материальной точки в любой момент времени.

Прямая задача механики легко решается в случае движения тел под действием постоянной силы. При движении тел у поверхности Земли силу тяжести, действующую на тела, можно считать постоянной. Следова­тельно, во время всего полета тело, брошенное под углом альфа к горизонту, движется с постоянным ускорением, равным ускорению свободного паде­ния g. Это дает возможность, зная начальные условия (координаты и скорость), рассчитать высоту и даль­ность полета и результаты расчета проворить экспериментально. В слу­чае действия сил, зависящих от коор­динат, расчет движения тел оказы­вается более сложной задачей.

Прямую задачу механики часто приходится решать инженерам. На­пример, зная гравитационные силы, действующие со стороны планет на космический корабль, можно рас­считывать его траекторию в косми­ческом пространстве. Зная силу взаимодействия гребного винта с во­дой и силу сопротивления воды дви­жению корпуса судна, можно опре­делить как будет двигаться судно, какую скорость оно может развить.

Обратная задача механики

При исследовании новых физических яв­лений и взаимодействий часто прихо­дится решать обратную задачу механики: зная, как движется тело определять действующие на него силы.

Именно путем решения обратной задачи механики установлены многие фундаментальные законы природы, открыты действующие в природе силы.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+