Definirajte mehaničko kretanje i njegove vrste. Kretanje materijalne tačke

Teme USE kodifikatora: mehaničko kretanje i njegove vrste, relativnost mehaničkog kretanja, brzina, ubrzanje.

Pojam kretanja je izuzetno opšti i pokriva najširi spektar pojava. U fizici se proučavaju različite vrste kretanja. Najjednostavniji od njih je mehaničko kretanje. Proučava se u mehanika.
mehaničko kretanje- ovo je promjena položaja tijela (ili njegovih dijelova) u prostoru u odnosu na druga tijela tokom vremena.

Ako tijelo A promijeni svoj položaj u odnosu na tijelo B, onda tijelo B također mijenja svoj položaj u odnosu na tijelo A. Drugim riječima, ako se tijelo A kreće u odnosu na tijelo B, onda se tijelo B također kreće u odnosu na tijelo A. Mehaničko kretanje je relativno- za opisivanje kretanja potrebno je naznačiti u odnosu na koje tijelo se razmatra.

Tako, na primjer, možemo govoriti o kretanju voza u odnosu na tlo, putnika u odnosu na voz, muhe u odnosu na putnika, itd. Koncepti apsolutnog kretanja i apsolutnog mirovanja nemaju smisla: putnik mirovanje u odnosu na voz će se kretati sa njim u odnosu na stub na putu, vršiti zajedno sa Zemljom dnevnu rotaciju i kretati se oko Sunca.
Tijelo u odnosu na koje se razmatra kretanje naziva se referentno tijelo.

Glavni zadatak mehanike je odrediti položaj tijela u pokretu u bilo kojem trenutku. Da bismo riješili ovaj problem, zgodno je predstaviti kretanje tijela kao promjenu koordinata njegovih tačaka tokom vremena. Za mjerenje koordinata potreban vam je koordinatni sistem. Potreban vam je sat za mjerenje vremena. Sve ovo zajedno čini referentni sistem.

referentni sistem- ovo je referentno tijelo zajedno sa koordinatnim sistemom koji je kruto povezan s njim („zamrznut“ u njega) i satom.
Referentni sistem je prikazan na sl. 1. Kretanje tačke se razmatra u koordinatnom sistemu. Izvor koordinata je referentno tijelo.

Slika 1.

Vektor se zove radijus vektor bodova . Koordinate tačke su istovremeno i koordinate njenog radijus vektora.
Rješenje glavnog problema mehanike za tačku je pronaći njene koordinate kao funkciju vremena: .
U brojnim slučajevima, može se zanemariti oblik i dimenzije objekta koji se proučava i smatrati ga jednostavno pokretnom tačkom.

Materijalna tačka je tijelo čije se dimenzije mogu zanemariti u uslovima ovog problema.
Dakle, voz se može smatrati materijalnom tačkom kada se kreće iz Moskve u Saratov, ali ne i kada se u njega ukrcavaju putnici. Zemlja se može smatrati materijalnom tačkom kada se opisuje njeno kretanje oko Sunca, ali ne i njena dnevna rotacija oko sopstvene ose.

Karakteristike mehaničkog kretanja uključuju putanju, putanju, pomak, brzinu i ubrzanje.

Putanja, putanja, kretanje.

U nastavku, govoreći o tijelu koje se kreće (ili miruje), uvijek pretpostavljamo da se tijelo može uzeti kao materijalna tačka. Posebno će biti predviđeni slučajevi kada se idealizacija materijalne tačke ne može koristiti.

Putanja je linija duž koje se tijelo kreće. Na sl. 1, putanja tačke je plavi luk, koji je u prostoru opisan krajem radijus vektora .
Put je dužina dijela putanje koju tijelo pređe u datom vremenskom periodu.
kreće se je vektor koji povezuje početni i konačni položaj tijela.
Pretpostavimo da se tijelo počelo kretati u jednoj tački i završilo kretanje u jednoj tački (slika 2). Tada je put koji pređe tijelo dužina putanje. Kretanje tijela je vektor.

Slika 2.

Brzina i ubrzanje.

Razmotrimo kretanje tijela u pravougaonom koordinatnom sistemu sa osnovom (slika 3).

Slika 3

Neka se u tom trenutku tijelo nalazilo u tački sa radijus vektorom

Nakon kratkog vremenskog perioda, telo je bilo u tački sa
radijus vektor

Pokret tijela:

(1)

Instant Speed u trenutku - ovo je granica omjera pomaka i vremenskog intervala kada vrijednost ovog intervala teži nuli; drugim riječima, brzina tačke je derivacija njenog radijus vektora:

Iz (2) i (1) dobijamo:

Koeficijenti na baznim vektorima u granici daju derivate:

(Vremenski derivat se tradicionalno označava tačkom iznad slova.) Dakle,

Vidimo da su projekcije vektora brzine na koordinatne ose derivati ​​koordinata tačke:

Kako se približava nuli, tačka se približava tački i vektor pomaka se odvija u smjeru tangente. Ispada da je u granici vektor usmjeren točno tangentno na putanju u tački . Ovo je prikazano na sl. 3.

Koncept ubrzanja se uvodi na sličan način. Neka u trenutku vremena brzina tijela bude jednaka , a nakon kratkog intervala brzina je postala jednaka .
Ubrzanje - ovo je granica omjera promjene brzine prema intervalu kada ovaj interval teži nuli; drugim riječima, ubrzanje je derivacija brzine:

Ubrzanje je stoga "brzina promjene brzine". Imamo:

Dakle, projekcije ubrzanja su derivacije projekcija brzine (a samim tim i druge derivacije koordinata):

Zakon sabiranja brzina.

Neka postoje dva referentna sistema. Jedan od njih je povezan sa nepokretnim referentnim tijelom. Ovaj referentni sistem označavamo i nazvaćemo ga nepomičan.
Drugi referentni okvir, označen , povezan je s referentnim tijelom koje se kreće u odnosu na tijelo brzinom od . Ovaj referentni sistem nazivamo kreće se . Dodatno, pretpostavljamo da se koordinatne ose sistema kreću paralelno sa sobom (nema rotacije koordinatnog sistema), tako da se vektor može smatrati brzinom sistema koji se kreće u odnosu na stacionarni.

Fiksni referentni okvir je obično povezan sa zemljom. Ako voz glatko putuje po šinama brzinom, ovaj referentni okvir povezan sa vagonom će biti pokretni referentni okvir.

Imajte na umu da je brzina bilo koji bodova automobila (osim rotirajućih točkova!) je jednako . Ako muva sjedi nepomično u nekoj tački automobila, tada se muva kreće u odnosu na tlo brzinom. Muhu nosi vagon, pa se stoga naziva brzina sistema koji se kreće u odnosu na stacionarni prenosiva brzina .

Pretpostavimo sada da je muva puzala preko automobila. Brzina muhe u odnosu na vagon (to jest, u pokretnom sistemu) se označava i naziva relativna brzina. Brzina muhe u odnosu na tlo (tj. u stacionarnom sistemu) se označava i naziva apsolutna brzina .

Hajde da saznamo kako su ove tri brzine povezane jedna s drugom - apsolutna, relativna i figurativna.
Na sl. 4 muha je označena tačkom .Sljedeće:
- radijus-vektor tačke u fiksnom okviru;
- radijus-vektor tačke u pokretnom okviru;
- radijus-vektor referentnog tijela u nepokretnom okviru.

Slika 4

Kao što se vidi sa slike,

Razlikovanjem ove jednakosti dobijamo:

(3)

(izvod sume je jednak zbiru izvoda ne samo za slučaj skalarnih funkcija, već i za vektore).
Izvod je brzina tačke u sistemu, odnosno apsolutna brzina:

Slično, derivacija je brzina tačke u sistemu, odnosno relativna brzina:

Šta je? Ovo je brzina tačke u stacionarnom sistemu, odnosno prenosiva brzina sistema koji se kreće u odnosu na stacionarni:

Kao rezultat, iz (3) dobijamo:

Zakon sabiranja brzina. Brzina tačke u odnosu na fiksni referentni okvir jednaka je vektorskom zbiru brzine pokretnog sistema i brzine tačke u odnosu na sistem koji se kreće. Drugim riječima, apsolutna brzina je zbir translacijske i relativne brzine.

Dakle, ako muva puzi preko automobila u pokretu, tada je brzina leta u odnosu na tlo jednaka vektorskom zbroju brzine automobila i brzine leta u odnosu na automobil. Intuitivno očigledan rezultat!

Vrste mehaničkog kretanja.

Najjednostavniji tipovi mehaničkog kretanja materijalne tačke su jednoliko i pravolinijsko kretanje.
Pokret se zove uniforma, ako modul vektora brzine ostane konstantan (smjer brzine se može promijeniti u ovom slučaju).

Pokret se zove direktno , ako smjer vektora brzine ostane konstantan (a veličina brzine se može promijeniti). Putanja pravolinijskog kretanja je prava linija na kojoj leži vektor brzine.
Na primjer, automobil koji se kreće stalnom brzinom po krivudavom putu kreće se ravnomjerno (ali ne pravolinijski). Automobil koji ubrzava na ravnoj dionici autoputa pravi pravo (ali ne ravnomjerno) kretanje.

Ali ako za vrijeme kretanja tijela i modul brzine i njegov smjer ostaju konstantni, tada se kretanje naziva uniformni pravolinijski.

U smislu vektora brzine, mogu se dati kraće definicije ovih tipova kretanja:

Najvažniji poseban slučaj neravnomjernog kretanja je ravnomerno kretanje, pri čemu modul i smjer vektora ubrzanja ostaju konstantni:

Uz materijalnu tačku u mehanici se razmatra još jedna idealizacija - kruto tijelo.
Solid - to je sistem materijalnih tačaka, rastojanja između kojih se ne menjaju tokom vremena. Model krutog tijela koristi se u slučajevima kada ne možemo zanemariti dimenzije tijela, ali možemo zanemariti promijeniti veličina i oblik tijela u procesu kretanja.

Najjednostavniji tipovi mehaničkog kretanja čvrstog tijela su translacijsko i rotacijsko kretanje.
pokret tijela se zove progresivan ako se bilo koja prava linija koja spaja bilo koje dvije točke tijela kreće paralelno sa svojim prvobitnim smjerom. U translatornom kretanju, putanje svih tačaka tela su identične: dobijaju se jedna od druge paralelnim pomeranjem (slika 5).

Slika 5

pokret tijela se zove rotacijski ako sve njegove tačke opisuju kružnice koje leže u paralelnim ravnima. U ovom slučaju, centri ovih kružnica leže na jednoj pravoj liniji, koja je okomita na sve ove ravni i naziva se osa rotacije.

Na sl. 6 prikazuje loptu koja rotira oko vertikalne ose. Ovako se obično crta globus u odgovarajućim problemima dinamike.

Slika 6

mehaničko kretanje

Mehanički pokret tijelom se naziva promjena njegovog položaja u prostoru u odnosu na druga tijela tokom vremena. U ovom slučaju, tijela međusobno djeluju u skladu sa zakonima mehanike.

Odjeljak mehanike koji opisuje geometrijska svojstva kretanja bez uzimanja u obzir uzroka koji ga uzrokuju naziva se kinematika.

Općenitije pokret naziva se promjena stanja fizičkog sistema tokom vremena. Na primjer, možemo govoriti o kretanju vala u mediju.

Vrste mehaničkog kretanja

Mehaničko kretanje se može razmatrati za različite mehaničke objekte:

• Kretanje materijalne tačke je potpuno određen promjenom njegovih koordinata u vremenu (na primjer, dva u ravni). Proučavanje ovoga je kinematika tačke. Konkretno, važne karakteristike kretanja su putanja materijalne tačke, pomak, brzina i ubrzanje.
  • pravolinijski kretanje tačke (kada je uvek na pravoj liniji, brzina je paralelna toj pravoj liniji)
  • Krivolinijsko kretanje�- kretanje točke duž putanje koja nije prava linija, s proizvoljnim ubrzanjem i proizvoljnom brzinom u bilo kojem trenutku (na primjer, kretanje u krugu).
• Kruto kretanje tijela sastoji se od kretanja bilo koje njegove tačke (na primjer, centra mase) i rotacijskog kretanja oko ove točke. Proučava se kinematikom krutog tijela.
  • Ako nema rotacije, tada se poziva kretanje progresivan i potpuno je determinisano kretanjem odabrane tačke. Kretanje nije nužno linearno.
  • Za opis rotaciono kretanje�- kretanja tijela u odnosu na odabranu tačku, na primjer, fiksirana u tački,�- koristite Eulerove uglove. Njihov broj u slučaju trodimenzionalnog prostora je tri.
  • Takođe, za čvrsto telo, ravno kretanje�- kretanje, u kojem putanje svih tačaka leže u paralelnim ravnima, dok je potpuno određeno jednim od presjeka tijela, a presjek tijela �- položajem bilo koje dvije tačke.
• Kontinualno kretanje. Ovdje se pretpostavlja da je kretanje pojedinih čestica medija prilično nezavisno jedno od drugog (obično ograničeno samo uvjetima kontinuiteta polja brzina), pa je broj definirajućih koordinata beskonačan (funkcije postaju nepoznate).

Geometrija kretanja

Relativnost kretanja

Relativnost - zavisnost mehaničkog kretanja tijela od referentnog okvira. Bez navođenja referentnog sistema, nema smisla govoriti o kretanju.

Koncept mehanike. Mehanika je dio fizike u kojem proučavaju kretanje tijela, interakciju tijela ili kretanje tijela pod nekom vrstom interakcije.

Glavni zadatak mehanike je određivanje lokacije tijela u bilo kojem trenutku.

Dijelovi mehanike: kinematika i dinamika. Kinematika je grana mehanike koja proučava geometrijska svojstva kretanja ne uzimajući u obzir njihove mase i sile koje na njih djeluju. Dinamika je grana mehanike koja proučava kretanje tijela pod djelovanjem sila koje se na njih primjenjuju.

Saobraćaj. Karakteristike kretanja. Kretanje je promjena položaja tijela u prostoru tokom vremena u odnosu na druga tijela. Karakteristike kretanja: pređeni put, kretanje, brzina, ubrzanje.

mehaničko kretanje – ovo je promjena položaja tijela (ili njegovih dijelova) u prostoru u odnosu na druga tijela tokom vremena.

translatorno kretanje

Ujednačeno kretanje tela. Demonstrirano video demonstracijom sa objašnjenjima.

Neravnomjerno mehaničko kretanje Kretanje u kojem tijelo pravi nejednake pomake u jednakim vremenskim intervalima.

Relativnost mehaničkog kretanja. Demonstrirano video demonstracijom sa objašnjenjima.

Referentna tačka i referentni okvir u mehaničkom kretanju. Tijelo u odnosu na koje se razmatra kretanje naziva se referentna tačka. Referentni sistem u mehaničkom kretanju je referentna tačka i koordinatni sistem i sat.

Referentni sistem. Karakteristike mehaničkog kretanja. Referentni sistem je prikazan video demonstracijom sa objašnjenjima. Mehaničko kretanje ima karakteristike: Putanja; Put; Speed; Vrijeme.

Pravolinijska putanja je linija duž koje se tijelo kreće.

Krivolinijsko kretanje. Demonstrirano video demonstracijom sa objašnjenjima.

Put i koncept skalarne veličine. Demonstrirano video demonstracijom sa objašnjenjima.

Fizičke formule i mjerne jedinice karakteristika mehaničkog kretanja:

Oznaka vrijednosti	Jedinice količine	Formula za određivanje vrijednosti
Put-s	m, km	S= vt
vrijeme- t	s, sat	T = s/v
brzina -v	m/s, km/h	V = s/ t

P koncept ubrzanja. Otkriveno video demonstracijom, sa objašnjenjima.

Formula za određivanje količine ubrzanja:

3. Newtonovi zakoni dinamike.

Veliki fizičar I. Newton. I. Newton je razotkrio drevna shvatanja da su zakoni kretanja zemaljskih i nebeskih tijela potpuno različiti. Čitav svemir podliježe jedinstvenim zakonima koji dozvoljavaju matematičku formulaciju.

Dva fundamentalna problema riješena fizikom I. Newtona:

1. Stvaranje aksiomatske osnove za mehaniku, čime je ova nauka prevedena u kategoriju rigoroznih matematičkih teorija.

2. Stvaranje dinamike povezivanja ponašanja tijela sa karakteristikama vanjskih utjecaja na njega (sila).

1. Svako tijelo nastavlja da se drži u stanju mirovanja, ili ravnomjernog i pravolinijskog kretanja, sve dok i onoliko koliko ga primijenjene sile primoraju da promijeni ovo stanje.

2. Promjena impulsa je proporcionalna primijenjenoj sili i događa se u smjeru prave linije duž koje ova sila djeluje.

3. Radnja uvijek ima jednaku i suprotnu reakciju, inače su interakcije dva tijela jedno protiv drugog jednake i usmjerene u suprotnim smjerovima.

I. Njutnov prvi zakon dinamike. Svako tijelo nastavlja da se drži u stanju mirovanja, ili ravnomjernog i pravolinijskog kretanja, sve dok i onoliko koliko ga primijenjene sile primoraju da promijeni ovo stanje.

Koncepti inercije i inercije tijela. Inercija je pojava u kojoj tijelo teži da održi svoje prvobitno stanje. Inercija je svojstvo tijela da održava stanje kretanja. Svojstvo inercije karakteriše masa tijela.

Newtonov razvoj Galileove teorije mehanike. Dugo se vjerovalo da je za održavanje bilo kakvog kretanja potrebno izvršiti nekompenzirani vanjski utjecaj drugih tijela. Njutn je razbio ova Galileova verovanja.

Inercijski referentni okvir. Referentni okviri, u odnosu na koje se slobodno tijelo kreće jednoliko i pravolinijski, nazivaju se inercijskim.

Prvi Newtonov zakon - zakon inercijalnih sistema. Prvi Newtonov zakon je postulat o postojanju inercijalnih referentnih okvira. U inercijalnim referentnim okvirima, mehaničke pojave se opisuju najjednostavnije.

I. Newtonov drugi zakon dinamike. U inercijskom referentnom okviru pravolinijsko i ravnomjerno kretanje može nastati samo ako na tijelo ne djeluju druge sile ili je njihovo djelovanje kompenzirano, tj. uravnotežen. Demonstrirano video demonstracijom sa objašnjenjima.

Princip superpozicije sila. Demonstrirano video demonstracijom sa objašnjenjima.

Koncept tjelesne težine. Masa je jedna od najosnovnijih fizičkih veličina. Masa karakterizira nekoliko svojstava tijela odjednom i ima niz važnih svojstava.

Sila je centralni koncept drugog Newtonovog zakona. Drugi Newtonov zakon navodi da će se tijelo tada kretati ubrzano kada na njega djeluje sila. Sila je mjera interakcije dva (ili više) tijela.

Dva zaključka klasične mehanike iz drugog zakona I. Newtona:

1. Ubrzanje tijela je direktno povezano sa silom koja se primjenjuje na tijelo.

2. Ubrzanje tijela je direktno povezano s njegovom masom.

Demonstracija direktne zavisnosti ubrzanja tijela od njegove mase

Treći zakon dinamike I. Newtona. Demonstrirano video demonstracijom sa objašnjenjima.

Značaj zakona klasične mehanike za savremenu fiziku. Mehanika zasnovana na Newtonovim zakonima naziva se klasičnom mehanikom. U okviru klasične mehanike dobro je opisano kretanje ne baš malih tijela s ne baš velikim brzinama.

Demo snimke:

Fizička polja oko elementarnih čestica.

Planetarni model atoma od strane Rutherforda i Bohra.

Kretanje kao fizički fenomen.

Progresivni pokret.

Ravnomjerno pravolinijsko kretanje

Neravnomjerno relativno mehaničko kretanje.

Video animacija referentnog sistema.

krivolinijsko kretanje.

Put i putanja.

Ubrzanje.

Inercija mirovanja.

Princip superpozicije.

Njutnov 2. zakon.

Dinamometar.

Direktna zavisnost ubrzanja tijela od njegove mase.

Njutnov treći zakon.

Test pitanja:.

Formulisati definiciju i naučni predmet fizike.

Formulirajte fizička svojstva zajednička svim prirodnim pojavama.

Formulirajte glavne faze u evoluciji fizičke slike svijeta.

Navedite 2 glavna principa moderne nauke.

Navedite karakteristike mehaničkog modela svijeta.

Šta je suština molekularne kinetičke teorije.

Formulirajte glavne karakteristike elektromagnetne slike svijeta.

Objasnite pojam fizičkog polja.

Odrediti znakove i razlike između električnog i magnetskog polja.

Objasniti pojmove elektromagnetnog i gravitacionog polja.

Objasni pojam "Planetarni model atoma"

Formulirajte karakteristike moderne fizičke slike svijeta.

Formulirajte glavne odredbe savremene fizičke slike svijeta.

Objasnite značenje A. Einsteinove teorije relativnosti.

Objasnite pojam: "Mehanika".

Imenujte glavne dijelove mehanike i dajte im definicije.

Koje su glavne fizičke karakteristike kretanja.

Formulirajte znakove translacijskog mehaničkog kretanja.

Formulirajte znakove jednolikog i neujednačenog mehaničkog kretanja.

Formulirati znake relativnosti mehaničkog kretanja.

Objasnite značenje fizičkih pojmova: "Referentna tačka i referentni sistem u mehaničkom kretanju."

Koje su glavne karakteristike mehaničkog kretanja u referentnom okviru.

Koje su glavne karakteristike putanje pravolinijskog kretanja.

Koje su glavne karakteristike krivolinijskog kretanja.

Definirajte fizički koncept: "Put".

Definirajte fizički koncept: "Skalarna količina".

Reproducirati fizičke formule i mjerne jedinice karakteristika mehaničkog kretanja.

Formulirajte fizičko značenje pojma: "Ubrzanje".

Reproducirajte fizičku formulu za određivanje količine ubrzanja.

Navedite dva fundamentalna problema koje je riješila fizika I. Newtona.

Reproducirati glavna značenja i sadržaj I. Newtonovog prvog zakona dinamike.

Formulirajte fizičko značenje pojmova inercije i inercije tijela.

Kakav je razvoj Galilejeve teorije mehanike od strane Njutna.

Formulirajte fizičko značenje pojma: "Inercijski referentni okvir".

Zašto je prvi Newtonov zakon zakon inercijalnih sistema.

Reproducirati glavna značenja i sadržaj I. Newtonovog drugog zakona dinamike.

Formulirajte fizička značenja principa superpozicije sila koje je izveo I. Newton.

Formulirajte fizičko značenje pojma tjelesne mase.

Objasnite da je sila centralni koncept drugog Newtonovog zakona.

Formulirajte dva zaključka klasične mehanike na osnovu drugog zakona I. Newtona.

Reproducirati glavna značenja i sadržaj I. Newtonovog trećeg zakona dinamike.

Objasniti značaj zakona klasične mehanike za modernu fiziku.

književnost:

1. Akhmedova T.I., Mosyagina O.V. Prirodne nauke: Udžbenik / T.I. Akhmedova, O.V. Mosyagin. - M.: RAP, 2012. - S. 34-37.

Šta je referentna tačka? Šta je mehaničko kretanje?

andreus-dad-ndrey

Mehaničko kretanje tijela je promjena njegovog položaja u prostoru u odnosu na druga tijela tokom vremena. U ovom slučaju, tijela međusobno djeluju u skladu sa zakonima mehanike. Odjeljak mehanike koji opisuje geometrijska svojstva kretanja bez uzimanja u obzir uzroka koji ga uzrokuju naziva se kinematika.

Općenito, kretanje je svaka prostorna ili vremenska promjena stanja fizičkog sistema. Na primjer, možemo govoriti o kretanju vala u mediju.

* Kretanje materijalne tačke u potpunosti je određeno promjenom njenih koordinata u vremenu (na primjer, dvije na ravni). Proučavanje ovoga je kinematika tačke.
o Pravolinijsko kretanje tačke (kada je uvek na pravoj liniji, brzina je paralelna ovoj pravoj liniji)
o Krivolinijsko kretanje je kretanje tačke duž putanje koja nije prava linija, sa proizvoljnim ubrzanjem i proizvoljnom brzinom u bilo kom trenutku (na primer, kretanje u krugu).
* Kretanje krutog tijela sastoji se od kretanja bilo koje njegove tačke (na primjer, centra mase) i rotacijskog kretanja oko ove tačke. Proučava se kinematikom krutog tijela.
o Ako nema rotacije, tada se kretanje naziva translacijskim i potpuno je određeno kretanjem odabrane točke. Imajte na umu da ovo nije nužno ravna linija.
o Da biste opisali rotaciono kretanje - kretanje tijela u odnosu na odabranu tačku, na primjer, fiksirano u tački, koristite Eulerove uglove. Njihov broj u slučaju trodimenzionalnog prostora je tri.
o Takođe, za kruto tijelo razlikuje se ravno kretanje - kretanje u kojem trajektorije svih tačaka leže u paralelnim ravnima, pri čemu je potpuno određeno jednim od presjeka tijela, a presjek tijela položaj bilo koje dve tačke.
* Kretanje kontinuuma. Ovdje se pretpostavlja da je kretanje pojedinih čestica medija prilično nezavisno jedno od drugog (obično ograničeno samo uvjetima kontinuiteta polja brzina), pa je broj definirajućih koordinata beskonačan (funkcije postaju nepoznate).
Relativnost - zavisnost mehaničkog kretanja tijela od referentnog okvira, bez navođenja referentnog okvira - nema smisla govoriti o kretanju.

Daniel Yuriev

Vrste mehaničkog kretanja [uredi | uredi wiki tekst]
Mehaničko kretanje se može razmatrati za različite mehaničke objekte:
Kretanje materijalne tačke u potpunosti je određeno promjenom njenih koordinata u vremenu (na primjer, za ravan - promjenom apscise i ordinate). Proučavanje ovoga je kinematika tačke. Konkretno, važne karakteristike kretanja su putanja materijalne tačke, pomak, brzina i ubrzanje.
Pravolinijsko kretanje tačke (kada je uvek na pravoj liniji, brzina je paralelna ovoj pravoj liniji)
Krivolinijsko kretanje - kretanje tačke duž putanje koja nije prava linija, sa proizvoljnim ubrzanjem i proizvoljnom brzinom u bilo kom trenutku (na primjer, kretanje u krugu).
Kretanje krutog tijela sastoji se od kretanja bilo koje njegove tačke (na primjer, centra mase) i rotacijskog kretanja oko ove tačke. Proučava se kinematikom krutog tijela.
Ako nema rotacije, tada se kretanje naziva translacijskim i potpuno je određeno kretanjem odabrane točke. Kretanje nije nužno linearno.
Za opisivanje rotacijskog kretanja - kretanja tijela u odnosu na odabranu tačku, na primjer, fiksiranu u tački - koriste se Eulerovi uglovi. Njihov broj u slučaju trodimenzionalnog prostora je tri.
Također, za kruto tijelo razlikuje se ravno kretanje - kretanje u kojem trajektorije svih tačaka leže u paralelnim ravninama, dok je potpuno određeno jednim od presjeka tijela, a presjek tijela je određen položaj bilo koje dvije tačke.
Kontinualno kretanje. Ovdje se pretpostavlja da je kretanje pojedinih čestica medija prilično nezavisno jedno od drugog (obično ograničeno samo uvjetima kontinuiteta polja brzina), pa je broj definirajućih koordinata beskonačan (funkcije postaju nepoznate).

mehaničko kretanje. Put. Brzina. Ubrzanje

Lara

Mehaničko kretanje je promjena položaja tijela (ili njegovih dijelova) u odnosu na druga tijela.
Položaj tijela je dat koordinatama.
Linija duž koje se kreće materijalna tačka naziva se putanja. Dužina putanje naziva se putanja. Jedinica puta je metar.
Put = brzina * vrijeme. S=v*t.

Mehaničko kretanje karakteriziraju tri fizičke veličine: pomak, brzina i ubrzanje.

Usmjereni segment linije povučen od početne pozicije pokretne tačke do njenog konačnog položaja naziva se pomak (s). Pomak je vektorska veličina. Jedinica kretanja je metar.

Brzina je vektorska fizička veličina koja karakterizira brzinu kretanja tijela, numerički jednaka omjeru kretanja u malom vremenskom periodu prema vrijednosti ovog vremenskog perioda.
Formula brzine je v = s/t. Jedinica za brzinu je m/s. U praksi, jedinica brzine koja se koristi je km/h (36 km/h = 10 m/s).

Ubrzanje je vektorska fizička veličina koja karakteriše brzinu promjene brzine, numerički jednaka omjeru promjene brzine i vremenskog perioda tokom kojeg se ta promjena dogodila. Formula za izračunavanje ubrzanja: a=(v-v0)/t; Jedinica ubrzanja je metar/(kvadratna sekunda).

Mehanički pokret tijelom se naziva promjena njegovog položaja u prostoru u odnosu na druga tijela tokom vremena. Na primjer, osoba koja se vozi pokretnim stepenicama u metrou miruje u odnosu na sam pokretne stepenice i kreće se u odnosu na zidove tunela

Vrste mehaničkih pokreta:

• pravolinijski i krivolinijski - prema obliku putanje;
• jednoliko i neravnomerno - po zakonu kretanja.

mehaničko kretanje relativno. To se očituje u činjenici da oblik putanje, pomak, brzina i druge karakteristike kretanja tijela zavise od izbora referentnog okvira.

Tijelo u odnosu na koje se razmatra kretanje naziva se referentno tijelo. Koordinatni sistem, referentno tijelo sa kojim je povezan i instrument za mjerenje vremena referentni sistem , u odnosu na koje se razmatra kretanje tijela.

Ponekad se veličina tijela u odnosu na udaljenost do njega može zanemariti. U tim slučajevima se uzima u obzir tijelo materijalna tačka.

Određivanje položaja tijela u bilo kojem trenutku je glavni zadatak mehanike.

Važne karakteristike kretanja su putanja materijalne tačke, pomak, brzina i ubrzanje. Linija duž koje se kreće materijalna tačka naziva se putanja . Dužina putanje naziva se putanja (L). Jedinica mjerenja staze je 1m. Vektor koji povezuje početnu i krajnju tačku putanje naziva se pomak (). Jedinica deplasmana-1 m.

Najjednostavniji oblik kretanja je ravnomjerno pravolinijsko kretanje. Kretanje u kojem tijelo pravi iste pomake za bilo koje jednake intervale vremena naziva se pravolinijsko. ravnomerno kretanje. Brzina() - vektorska fizička veličina koja karakterizira brzinu kretanja tijela, numerički jednaka omjeru kretanja u malom vremenskom periodu prema vrijednosti ovog perioda. Formula za definiranje brzine ima oblik v = s/t. Jedinica brzine - gospođa. Izmjerite brzinu brzinomjerom.

Kretanje tijela pri kojem se njegova brzina mijenja na isti način za bilo koji vremenski interval naziva se jednoliko ubrzano ili podjednako varijabilna.

— fizička veličina koja karakterizira brzinu promjene brzine i numerički je jednaka omjeru vektora promjene brzine u jedinici vremena. Jedinica za ubrzanje u SI — m/s 2 .

jednoliko ubrzano, ako se modul brzine povećava.- uvjet ravnomjerno ubrzanog kretanja. Na primjer, vozila koja ubrzavaju - automobili, vozovi i slobodni pad tijela u blizini Zemljine površine ( = ).

Ujednačeno kretanje se naziva podjednako sporo ako se modul brzine smanji. je uslov jednoliko usporenog kretanja.

Instant Speed ravnomjerno ubrzano pravolinijsko kretanje

mehanika - grana fizike koja se bavi mehaničkim kretanjem.

Mehanika se dijeli na kinematiku, dinamiku i statiku.

kinematika naziva se grana mehanike u kojoj se razmatra kretanje tijela bez razjašnjavanja uzroka ovog kretanja. Kinematika proučava načine opisivanja kretanja i odnos između veličina koje karakterišu ta kretanja.

Zadatak kinematike: određivanje kinematičkih karakteristika kretanja (putanja kretanja, pomaka, pređeni put, koordinate, brzina i ubrzanje tijela), kao i dobijanje jednadžbi za ovisnost ovih karakteristika o vremenu.

mehaničko kretanje tijela naziva promenom njegovog položaja u prostoru u odnosu na druga tela tokom vremena.

mehaničko kretanje relativno, izraz "telo se kreće" je besmislen dok se ne utvrdi u odnosu na ono što se kretanjem smatra. Ispostavlja se da je kretanje istog tijela u odnosu na različita tijela različito. Da bismo opisali kretanje tijela, potrebno je naznačiti u odnosu na koje tijelo se to kretanje razmatra. Ovo tijelo se zove referentno tijelo. Odmor je također relativan (primjeri: putnik u vozu koji miruje gleda u voz koji prolazi)

Glavni zadatak mehanike – moći izračunati koordinate tačaka tijela u bilo kojem trenutku.

Da biste to riješili, potrebno je imati tijelo od kojeg se broje koordinate, povezati mu koordinatni sistem i imati uređaj za mjerenje vremenskih intervala.

Koordinatni sistem, referentno tijelo sa kojim je povezan i instrument za mjerenje vremena referentni sistem, u odnosu na koje se razmatra kretanje tijela.

Koordinatni sistemi oni su:

1. jednodimenzionalni– položaj tijela na pravoj liniji određen je jednom koordinatom x.

2. dvodimenzionalni– položaj tačke na ravni određen je sa dvije koordinate x i y.

3. trodimenzionalni– položaj tačke u prostoru određen je sa tri koordinate x, y i z.

Svako tijelo ima određenu veličinu. Različiti dijelovi tijela nalaze se na različitim mjestima u prostoru. Međutim, u mnogim problemima mehanike nema potrebe za označavanjem položaja pojedinih dijelova tijela. Ako su dimenzije tijela male u odnosu na udaljenosti do drugih tijela, onda se ovo tijelo može smatrati njegovom materijalnom tačkom. To se može učiniti, na primjer, kada se proučava kretanje planeta oko Sunca.

Ako se svi dijelovi tijela kreću na isti način, onda se takvo kretanje naziva translacijskim.

Na primjer, kabine u atrakciji Giant Wheel, automobil na ravnoj dionici staze, itd. kreću naprijed. Kada se tijelo kreće naprijed, ono se također može smatrati materijalnom tačkom.

materijalna tačka naziva se tijelo čije se dimenzije, pod datim uslovima, mogu zanemariti.

Koncept materijalne tačke igra važnu ulogu u mehanici. Tijelo se može smatrati materijalnom tačkom ako su njegove dimenzije male u odnosu na udaljenost koju prijeđe, ili u usporedbi s udaljenosti od njega do drugih tijela.

Primjer. Dimenzije orbitalne stanice u orbiti u blizini Zemlje mogu se zanemariti, a prilikom izračunavanja putanje letjelice prilikom spajanja sa stanicom ne može se bez uzimanja u obzir njenih dimenzija.

Karakteristike mehaničkog kretanja: kretanje, brzina, ubrzanje.

Mehaničko kretanje karakteriziraju tri fizičke veličine: pomaka, brzine i ubrzanja.

Krećući se tokom vremena od jedne tačke do druge, tijelo (materijalna tačka) opisuje određenu liniju, koja se naziva putanja tijela.

Linija duž koje se kreće tačka tela naziva se putanja kretanja.

Dužina putanje naziva se pređena način.

Označeno l, mjereno u metara. (puta - trag, put - udaljenost)

Prijeđena udaljenostl jednaka je dužini luka putanje koju tijelo pređe za neko vrijeme t. Put– skalar.

Pomeranjem tela naziva se usmjereni segment prave linije koji povezuje početni položaj tijela s njegovim kasnijim položajem. Pomak je vektorska veličina.

Vektor koji povezuje početnu i krajnju tačku putanje naziva se pokret.

Označeno S, mjereno u metrima (pomak je vektor, modul pomaka je skalar)

brzina - vektorska fizička veličina koja karakteriše brzinu kretanja tela, numerički jednaka odnosu kretanja u malom vremenskom periodu i vrednosti ovog perioda.

Označeno v

Formula brzine: ili

Mjerna jedinica u SI - gospođa.

U praksi, jedinica brzine koja se koristi je km/h (36 km/h = 10 m/s).

Izmjerite brzinu brzinomjer.

Ubrzanje- vektorska fizička veličina koja karakteriše brzinu promene brzine, numerički jednaka odnosu promene brzine i vremenskog perioda tokom kojeg se ta promena dogodila.

Ako se brzina mijenja kroz cijelo vrijeme kretanja, onda se ubrzanje može izračunati po formuli:

Mjeri se ubrzanje akcelerometar

SI jedinica m/s 2

Dakle, glavne fizičke veličine u kinematici materijalne tačke su pređeni put l, pomaka, brzine i ubrzanja. Put l je skalarna vrijednost. Pomak, brzina i ubrzanje su vektorske veličine. Da biste odredili vektorsku količinu, morate odrediti njen modul i navesti smjer. Vektorske veličine pokoravaju se određenim matematičkim pravilima. Vektori se mogu projektovati na koordinatne ose, mogu se sabirati, oduzimati itd.

Šta je mehaničko kretanje i kako se karakteriše? Koji se parametri uvode za razumijevanje ove vrste kretanja? Koji termini se najčešće koriste? U ovom članku ćemo odgovoriti na ova pitanja, razmotriti mehaničko kretanje s različitih stajališta, dati primjere i baviti se rješavanjem problema iz fizike na relevantne teme.

Osnovni koncepti

Iz školske klupe nas uče da je mehaničko kretanje promjena položaja tijela u bilo kojem trenutku u odnosu na druga tijela u sistemu. U stvari, sve je tako. Uzmimo običnu kuću u kojoj se nalazimo kao nulu koordinatnog sistema. Zamislite vizualno da će kuća biti ishodište koordinata, a os apscisa i osa ordinata će izaći iz nje u bilo kojem smjeru.

U ovom slučaju, naše kretanje unutar kuće, kao i izvan nje, jasno će pokazati mehaničko kretanje tijela u referentnom okviru. Zamislite da se tačka kreće duž koordinatnog sistema, menjajući svoju koordinatu u svakom trenutku vremena u odnosu na osu apscise i na osu ordinata. Sve će biti jednostavno i jasno.

Karakteristike mehaničkog kretanja

Kakav bi to pokret mogao biti? Nećemo ići duboko u džunglu fizike. Razmotrimo najjednostavnije slučajeve kada se materijalna tačka kreće. Podijeljeno je na pravolinijsko i krivolinijsko kretanje. U principu, sve bi trebalo biti jasno iz imena, ali za svaki slučaj, hajde da razgovaramo o ovome konkretnije.

Pravolinijsko kretanje materijalne točke nazvat ćemo takvo kretanje koje se izvodi duž putanje koja izgleda kao prava linija. Pa, na primjer, auto vozi direktno ispod puta koji nema skretanja. Ili uz dio sličnog puta. Ovo će biti prava linija. U tom slučaju može biti ravnomjerno ili ravnomjerno ubrzano.

Krivolinijsko kretanje materijalne točke nazvat ćemo takvo kretanje koje se izvodi duž putanje koja ne izgleda kao prava linija. Putanja može biti izlomljena linija, kao i zatvorena linija. Odnosno, kružna putanja, elipsoid i tako dalje.

Mehaničko kretanje stanovništva

Ova vrsta kretanja nema gotovo nikakve veze sa fizikom. Mada, u zavisnosti sa koje tačke gledišta to percipiramo. Šta se, uopšte, zove mehaničko kretanje stanovništva? Zove se preseljenje pojedinaca, koje nastaje kao rezultat migracionih procesa. To može biti i vanjska i unutrašnja migracija. Po trajanju, mehaničko kretanje stanovništva dijeli se na trajno i privremeno (plus klatno i sezonsko).

Ako ovaj proces razmotrimo s fizičke točke gledišta, onda se može reći samo jedno: ovo kretanje će savršeno pokazati kretanje materijalnih tačaka u referentnom okviru povezanom s našom planetom - Zemljom.

Ujednačeno mehaničko kretanje

Kao što naziv govori, radi se o vrsti kretanja u kojoj brzina tijela ima određenu vrijednost, koja se održava konstantnom u apsolutnoj vrijednosti. Drugim riječima, brzina tijela koje se kreće jednoliko se ne mijenja. U stvarnom životu gotovo nikada ne primjećujemo idealne primjere ravnomjernog mehaničkog kretanja. Možete sasvim razumno prigovoriti, kažu, možete voziti auto brzinom od 60 kilometara na sat. Da, naravno, brzinomjer vozila može pokazati sličnu vrijednost, ali to ne znači da će zapravo brzina automobila biti točno šezdeset kilometara na sat.

o čemu se radi? Kao što znamo, prvo, svi mjerni instrumenti imaju određenu grešku. Lenjira, vage, mehanički i elektronski uređaji - svi imaju određenu grešku, nepreciznost. To možete sami provjeriti tako što ćete uzeti desetak ravnala i pričvrstiti ih jedan na drugi. Nakon toga, moći ćete primijetiti neke nedosljednosti između milimetarskih oznaka i njihove primjene.

Isto važi i za brzinomjer. Ima određenu grešku. Za instrumente, nepreciznost je numerički jednaka polovini vrijednosti podjele. U automobilima će nepreciznost brzinomjera biti 10 kilometara na sat. Zato je u određenom trenutku nemoguće sa sigurnošću reći da se krećemo ovom ili onom brzinom. Drugi faktor koji će unijeti nepreciznost biće sile koje djeluju na automobil. Ali sile su neraskidivo povezane s ubrzanjem, pa ćemo o ovoj temi govoriti malo kasnije.

Vrlo često se ravnomjerno kretanje javlja u problemima matematičke prirode, a ne fizičkih. Tamo se motociklisti, kamioni i automobili kreću istom brzinom, jednakim modulom u različito vrijeme.

Ravnomjerno ubrzano kretanje

U fizici se ova vrsta kretanja javlja prilično često. Čak iu zadacima iz dijela "A" i 9. i 11. razreda postoje zadaci u kojima morate biti sposobni da izvodite operacije s ubrzanjem. Na primjer, „A-1“, gdje je nacrtan graf kretanja tijela u koordinatnim osama i potrebno je izračunati koliko je daleko automobil prešao za određeni vremenski period. Štaviše, jedan od intervala može pokazati ravnomjerno kretanje, dok je u drugom potrebno prvo izračunati ubrzanje, a tek onda izračunati prijeđeni put.

Kako znate da je kretanje ravnomjerno ubrzano? Obično se u zadacima informacije o tome daju direktno. Odnosno, postoji ili brojčana indikacija ubrzanja, ili su dati parametri (vrijeme, promjena brzine, udaljenost) koji nam omogućavaju da odredimo ubrzanje. Treba napomenuti da je ubrzanje vektorska veličina. Dakle, može biti ne samo pozitivno, već i negativno. U prvom slučaju ćemo promatrati ubrzanje tijela, u drugom - njegovo usporavanje.

Ali dešava se da se informacije o vrsti pokreta predaju učeniku u pomalo tajnovitom, ako se to tako može nazvati, obliku. Na primjer, kaže se da ništa ne djeluje na tijelo ili je zbir svih sila jednak nuli. Pa, u ovom slučaju, morate jasno razumjeti da govorimo o ravnomjernom kretanju ili odmoru tijela u određenom koordinatnom sistemu. Ako se sjetite drugog Newtonovog zakona (koji kaže da zbir svih sila nije ništa drugo do proizvod mase tijela i ubrzanja koje daju odgovarajuće sile), onda ćete lako primijetiti jednu zanimljivu stvar: ako je zbir sila je nula, tada će proizvod mase i ubrzanja također biti nula.

Zaključak

Ali na kraju krajeva, masa je za nas konstantna vrijednost, a a priori ne može biti nula. U ovom slučaju logično bi bilo zaključiti da u odsustvu djelovanja vanjskih sila (ili uz njihovo kompenzirano djelovanje) tijelo nema ubrzanje. To znači da ili miruje ili da se kreće konstantnom brzinom.

Formula jednoliko ubrzanog kretanja

Ponekad u naučnoj literaturi postoji pristup prema kojem se najprije daju jednostavne formule, a zatim, uzimajući u obzir neke faktore, one postaju sve složenije. Učinit ćemo suprotno, naime, prvo ćemo razmotriti jednoliko ubrzano kretanje. Formula za izračunavanje pređenog puta je sljedeća: S = V0t + at^2/2. Ovdje je V0 početna brzina tijela, a je ubrzanje (može biti negativno, tada će se znak + u formuli promijeniti u -), a t je vrijeme proteklo od početka kretanja do zaustavljanja tijelo.

Formula uniformnog kretanja

Ako govorimo o ravnomjernom kretanju, zapamtite da je u ovom slučaju ubrzanje nula (a = 0). Zamijenite nulu u formulu i dobijete: S = V0t. Ali na kraju krajeva, brzina na cijelom dijelu puta je konstantna, ako govorimo grubo, odnosno morat ćemo zanemariti sile koje djeluju na tijelo. Što se, inače, svuda praktikuje u kinematici, pošto kinematika ne proučava uzroke kretanja, to radi dinamika. Dakle, ako je brzina na cijelom dijelu puta konstantna, tada se njena početna vrijednost poklapa s bilo kojom srednjom, kao i konačnom. Stoga će formula udaljenosti izgledati ovako: S = Vt. To je sve.