Обертання −вид руху, при якому одна точка механічної системи, що називається центром обертання залишається непорушною.

Предмет і методи біофізики, зв’язок з іншими науками. Основні розділи біофізики.

Біофізика − галузь науки, яка вивчає фізичні та фізико-хімічні явища зародження, формування, життєдіяльність, відтворення життя на всіх рівнях, починаючи з молекул, клітин, органів та тканин, закінчуючи організмами та біосфери в цілому.

Сучасна біофізика поділяється на кілька підрозділів.

- Молекулярна біофізика вивчає фізико-хімічні властивості й функціональну роль біологічних макромолекул (біополімерів) та молекулярних комплексів (ультраструктур) живих організмів, які створюють функціональні одиниці клітин;

- Біофізика клітини вивчає фізико-хімічні основи функціонування клітини, будову й основні функції біологічних мембран (поверхневої плазматичної мембрани та мембран внутрішньоклітинних органоїдів);

- Біофізика органів чуття з'ясовує молекулярні фізико-хімічні механізми рецепції, вивчає процеси трансформації енергії зовнішніх стимулів у специфічні реакції нервових клітин і механізмів кодування інформації в органах чуття;

- Біофізика складних систем досліджує явища та механізми системо генезу та функціонування живих організмів, проблеми регулювання й саморегулювання на клітин, органів, організмів та біоценозів і біосфери в цілому;

- Теоретична і математична біофізика розглядає теоретичні основи біофізики, зокрема питання кінетики і термодинаміки, здійснює математичне моделювання біологічних процесів, структури та властивостей окремих макромолекул і субклітинних утворень (макромолекулярних комплексів).

2. Основні поняття механіки поступального та обертального рухів. Рівняння руху, закони збереження.

Поступальний рух −рух, при якому всі точки тіла або системи матеріальних точок переміщаються паралельними траекторіями.

В класичній механіці поступальний рух задовільняє рівнянню

dP/dt = F,

де P = ∑ p_i − сумарний імпульс усіх тіл механічної системи, F = ∑F_i − сумарна сила.

Обертання −вид руху, при якому одна точка механічної системи, що називається центром обертання залишається непорушною.

Для замкнутої механічної системи, для якої виконується закон збереження імпульсу, будь-який рух можна розділити на поступальний рух центра інерції і обертання навколо цього центру.

При обертанні замкнутої механічної системи виконується закон збереження моменту імпульсу.

В загальному випадку незамкненої механічної системи центр обертання може не співпадати з центром інерції.

Матеріальна точка із масою m здійснює обертання навколо центру, рухаючись по коловій траекторії з радіусом R під дією сталої за абсолютною величиною сили, яка завжди направлена від точки до центру обертання. Приклад такого руху − обертання тягарця на мотузці. Траекторія точки лежить в площині, яку називають площиною обертання. Якщо v − швидкість матеріальної точки, то вона рухається з прискоренням

a = - ((v²/R²)·R).

Звідси можна знайти зв'язок між швидкістю й прикладеною силою

.

При такому обертанні миттєва швидкість матеріальної точки завжди направлена вздовж дотичної до траекторії.

Якщо розглядати матеріальну точку і в'язь, яка сполучає її з центром обертання, як єдину механічну систему, то можна ввести кутову швидкість обертання.

ω = v/R.

Кутова швидкість загалом є вектором, направленим вздовж перпендикуляра до площини обертання. Цей напрям задає вісь обертання. Рівняння руху записується через кутову швидкість у вигляді

F = -m ω²R.

Енергія матеріальної точки, що рухається по колу,

E = K = mv²/2 = I ω²/2

де I = mR ² − момент інерції матеріальної точки. Сила, під дією якої точка рухається по колу направлена перпендикулярно до швидкості і не виконує роботи.

---

Дата добавления: 2015-07-14