Как заботать динамику?


Продолжаем цикл постов по подготовке к олимпиадам. Сегодня разберём динамику. Аналогично разделим всю тему на несколько блоков:

- Динамика без трения
- Динамика с трением
- Системы тел и тела протяжённой массы
- Динамика движения по окружности


Динамика является одной из главных тем механики, поскольку переходит во все остальные разделы физики. Поэтому разберём как можно подробнее процесс её изучения. В основе динамики лежат 3 закона Ньютона, очевидно их надо знать и уметь решать базовые школьные задачки


Динамика без трения

В первую очередь необходимо разобраться в движении со связями. Кинематические связи делим условно на 3 типа: нерастяжимость нитей, твёрдое тело и непрерывный контакт. Здесь лучше всего подойдёт задачник Замятнина или подборка Александрова(практически одно и то же). Твёрдое тело лучше оставить на самый конец, когда разберётесь с остальными темами. Надо научиться писать связи в системах разного уровня( гирлянды из блоков, шкафы и наклонные плоскости). Задачи в описанных выше источниках начинаются с совсем элементарных. Помимо связей стоит уделить внимание силе упругости и закону Гука. Задачи можно взять из любого классического задачника


Динамика с трением

Здесь начинаются неприятности, поскольку в основном рассматриваются силы сухого трения, а значит движение тела будет определяться внешними силами и коэффициентом трения. Систем огромное множество, начать лучше всего с движения по наклонной плоскости. После чего рекомендую взять листок «Сила трения» или, если время и чувствуете в себе силы, листок по трению Александрова. Они содержат набор задач, необходимый для того, чтобы чувствовать себя уверенно в любой задаче с трением


Системы тел и тела протяжённой массы

Динамика системы тел( системы материальных точек) основана на рассмотрении этой системы «со стороны». В первую очередь надо научиться объединять тела в системы для исключения ненужных для задачи внутренних сил. Прекрасно подойдёт раздел «Прямолинейное движение системы тел» задачника Турчиной (любой другой задачник описанный ранее так же подойдёт, просто тут большое количество разнообразных задач).
Следующим шагом будет освоение теоремы о движении центра масс и рассмотрение тел протяжённой массы. Идеально подойдут листки Яковлева «Канаты» и «Центр масс»


Динамика движения по окружности

Начать рекомендую с закона Всемирного тяготения. Поможет заботать основные формулы и фишки движения по окружности + периодически эти задачи попадаются на олимпиадах. После этого возвращаемся к динамике с трением и решаем задачи на движение по окружности с трением. Здесь надо осознать как решаются и обосновываются эти задачи с помощью инерции, без перехода в неинерциальные СО. Подойдёт любой из уже рассмотренных мною задачников

После чего возвращаемся к динамике твёрдого тела. Тут надо научиться искать касательное и нормальное ускорения, находить мгновенный центр скоростей, тк большинство задач решаются именно через рассмотрение вращения твёрдого тела вокруг этого центра. Ну и не забываем отработать другие способы описания твёрдого тела: постоянство формы, разложение на движение центра масс и относительно движения вокруг него. Рекомендую здесь взять Савченко, в нем наиболее полный набор необходимых задач, но есть задачи на уравнение вращательного движения. Если Савченко слишком сложно, можно взять Белолипецкого или «Динамика твёрдого тела»

Не забываем чекнуть прошлый пост про кинематику