ФІЗИКА ДЛЯ БАКАЛАВРІВ. МЕХАНІКА
4. ДИНАМІКА СИСТЕМ
На практиці найчастіше доводиться мати справу не з окремою частинкою (матеріальною точкою), а із системою, тобто з виділеною сукупністю частинок або тіл, які певним чином взаємодіють між собою та з іншими тілами, що не включені до складу системи. Останні звуться зовнішніми тілами[1]. Підкреслимо, що вибір тіл, які включаються до системи і які розглядаються як зовнішні, не є наперед заданим, він визначається поставленими задачами. Ураховуючи які тіла включені в систему, сили, що діють на них, поділяють на внутрішні та зовнішні. Якщо на тіла системи не діють зовнішні сили, то вона називається ізольованою, або замкненою. Отже, в ізольованих системах діють лише внутрішні сили.
Рух тіл системи формально визначається рівняннями другого закону Ньютона (3.3), в які входять усі зовнішні та внутрішні сили. При цьому внутрішні сили не є заданими, позаяк взаємне розташування та відносні швидкості тіл системи весь час змінюються. З цієї причини навіть для системи всього з трьох тіл рівняння руху (3.7) не мають точних розв’язків, не говорячи про складні системи, коли детальна інформація про сили взаємодії між тілами взагалі є невідомою. Тому при дослідженні систем особливого значення набувають деякі величини, поведінка котрих не залежить від складу системи та внутрішніх взаємодій у ній. До таких, зокрема, відноситься імпульс системи.
Далі розглянуті наступні питання:
4.1. Імпульс системи
4.2. Закон збереження імпульсу
4.3. Рух тіл змінної маси (рівняння Мещерського)
4.4. Центр мас
4.5. Контрольні запитання