первый закон динамики (закон инерции)
описывает простейшее из возможных механических движений мт в условиях полной ее изолированности от влияния на нее других материальных тел.
всякая изолированная мт, то есть точка, не подверженная воздействию каких-либо других материальных объектов, по отношению к неподвижной системе отсчета может находиться только в состоянии равномерного прямолинейного движения (v=const) или состоянии покоя (v=0).
применение первого заона динамики
свойство мт сохранять состояние своего движения неизменным при отсутствии сил, действующих на нее, или при их равновесии называется ее инерцией.
система отсчета, по отношению к которой справедлив закон инерции, называется основной, или инерциальной, системой, движение относительно этой системы называется абсолютным.
любая система отсчета, движущаяся относительно инерциальной поступательно, прямолинейно, равномерно, является также инерциальной. с достаточным для практических решений приближением за инерциальную систему отсчета принимается система, неподвижно связанная с землей.
второй закон динамики
второй закон (основной закон динамики).
причиной нарушения инерционного состояния мт, то есть появления ее ускорения, является воздействие на нее других материальных тел или точек. характеристика этого воздействия представляет собой векторную величину, называемую силой, приложенной к данной точке.
применение второго закона динамики
силу характеризуют: 1) направление воздействия на данную точку со стороны другой точки или тела; 2) интенсивность воздействия и зависимость ускорения мт от ее сопротивляемости этому воздействию.
способность мт сопротивляться изменению состояния ее покоя или равномерного прямолинейного движения выражает собой инерцию, или инертность. мерой инертности мт является ее масса.
сила, действующая на мт, пропорциональна массе точки и ускорению, сообщаемому точке приложенной к ней силой
f=kmw
где f - вектор силы, m - масса мт, w - вектор ускорения, k - коэффициент пропорциональности.
с выбором единиц силы, массы и ускорения таким, чтобы k=1, получим выражение основного закона динамики в виде
f=mw,
где w - абсолютное ускорение точки, то есть ускорение по отношению к инерциальной системе отсчета.
таким образом, массу точки можно определить по тому ускорению, которое она получает при действии известной силы.
вблизи поверхности земли ускорение свободного падения тел g=const, а сила, сообщающая телу это ускорение, называется весом, то есть p=mg. отсюда вытекает понятие весомой массы m=p/g.
третий закон (закон равенства действия и противодействия).
этот закон рассмотрен ранее как iv-я аксиома статики.
силы взаимодействия двух мт действуют по одной прямой, противоположно направлены и численно равны между собой
f12=-f21
применение третьего закона динамики
каждую из сил можно представить f21=m1w1,f21=m2w2, а так как f12=f21, то m1w1=m2w2 , откуда w1/w2=m2/m1, то есть модули ускорений, сообщаемых друг другу материальными точками при взаимодействии, обратно пропорциональны их массам.
ответ:
молекулярно-кинетическая теория газов.
газовое состояние (см. газ) – одно из тех состояний вещества, описание которого на основе методов молекулярно-кинетической теории уже с самого начала ее развития дало наиболее полные и ощутимые результаты. в первую очередь это относится к так называемому идеальному газу, молекулы которого большую часть времени проводят в состоянии свободного хаотического движения, резко меняя свою скорость лишь в моменты кратковременных столкновений. молекулярно-кинетическая теория успешно объясняет все известные экспериментальные законы идеального газа (закон бойля – мариотта, закон гей-люссака, закон авогадро и формулируемое на их основе уравнение состояния менделеева – клапейрона). на базе этой теории получили свое полное объяснение процессы переноса в газах: диффузия, вязкость и теплопроводность.
Кроме туманных пятен, оказывающихся в действительности далекими звездными системами, на небе можно видеть слабо светящиеся туманные пятна - туманности, которые состоят из крайне разреженного, как говорят, диффузного вещества.
Такие светлые туманности по своему виду делятся на диффузные (размытые, клочковатой формы) и планетарные туманности (маленькие, округлой формы).
В центре планетарных туманностей (Рисунок 106) всегда находится слабая звездочка, а сама туманность имеет вид кружка или колечка. Примером таких планетарных туманностей является туманность в созвездии Лиры. Планетарные туманности никакого отношения к планетам не имеют и свое название получили от того, что в телескоп напоминают планетарные диски.
Рисунок 106 - Планетарная туманность.
Примером диффузной туманности является туманность в созвездии Ориона (Рисунок 107), хорошо видимая в сильный бинокль. Лучше всего их строение обнаруживается на фотографиях. При ярком свете Луны туманности, конечно, не видны.
Рисунок 107 - Диффузная газовая туманность в созвездии Ориона.
Спектральным анализом обнаружено, что некоторые светлые туманности (в том числе все планетарные) состоят из крайне разреженного холодного газа. Этот газ светится под действием света наиболее горячих звезд, которые этот газ окружают. До некоторой степени это свечение подобно свечению газа в вакуумной трубке под действием электрического разряда.
Другие светлые туманности состоят из скоплений пыли, светящей отраженным светом какой-либо близкой к ним звезды, обладающей достаточно большой светимостью. Существуют туманности, состоящие из смеси пыли и газов, среди которых преобладают водород, кислород, гелий и азот.
Размеры планетарных туманностей редко превосходят один парсек, а размеры диффузных доходят до сотни парсеков. Как те, так и другие входят в состав нашей Галактики и других галактик, отчего они получили общее название - галактические туманности.
Наряду со светлыми туманностями в полосе Млечного Пути наблюдаются темные туманности в виде черных пятен на светлом фоне Млечного Пути (рисунок 108). В южном полушарии неба два особенно черных пятна в Млечном Пути получили даже название "угольных мешков".
Рисунок 108 - Темная пылевая туманность в созвездии Змееносца, экранирующая далекие звезды.
Исследования показали, что темные туманности - это гигантские облака мельчайшей пыли, загораживающие от нас свет далеких звезд. На их фоне лучше видны только те звезды, которые находятся к нам ближе, чем облако, а свет звезд, расположенных за ними, очень ослаблен. Большая часть темных туманностей скучивается в экваториальной плоскости Галактики. Поглощением света такими туманностями объясняются темные полоски, видимые нами в экваториальной плоскости галактик, наблюдаемых с ребра и имеющих поэтому веретенообразный вид (Рисунок 105).
Рисунок 105 - Спиральная галактика, видимая с ребра.
Пылевые облака (темные туманности) выглядят, как светлые туманности, когда их освещает близкая к ним яркая звезда.
Пространство между планетами, звездами, туманностями и галактиками не абсолютно пустое - оно заполнено диффузной материей. В нем носятся метеорные тела и частицы, пылинки, молекулы, отдельные атомы и электроны.
Плотность этой диффузной среды чрезвычайно низка - она в 10^24 раз меньше плотности воды, тогда как плотность газовых и пылевых туманностей раз в сто или в тысячу больше, чем у этой среды. Однако и такой плотности мы еще не можем достигнуть при разрежении воздуха под колпаком наших лучших воздушных насосов.
Как ни мала плотность межзвездной диффузной среды, эта среда заметно поглощает свет очень далеких звезд. Она ослабляет их блеск и делает их цвет более красным.
В 1847 г. известный астроном, директор Пулковской обсерватории В. Я. Струве установил факт поглощения света в межзвездном пространстве, но это открытие стало общепризнанным лишь в XX в.
Астрономам постоянно приходится считаться с тем, что в мировом пространстве свет частично поглощается, и учитывать это поглощение при изучении далеких звезд.
Межзвездная среда, как и туманности, сгущается в плоскости Галактики. Газовые туманности и межзвездный газ испускают радиоволны, изучение которых нам узнать их природу и установить местоположение даже там, где они не светятся.