Dajte definiciju mehaničkog gibanja i njegove vrste. Gibanje materijalne točke

Teme Kodifikator jedinstvenog državnog ispita: mehaničko gibanje i njegove vrste, relativnost mehaničkog gibanja, brzina, ubrzanje.

Pojam gibanja je vrlo općenit i obuhvaća širok raspon pojava. Oni studiraju fiziku različite vrste pokreta. Najjednostavnije 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 tijekom vremena.

Ako tijelo A mijenja svoj položaj u odnosu na tijelo B, tada tijelo B mijenja svoj položaj u odnosu na tijelo A. Drugim riječima, ako se tijelo A giba u odnosu na tijelo B, tada se tijelo B giba u odnosu na tijelo A. Mehaničko gibanje je relativna- za opis kretanja potrebno je naznačiti u odnosu na koje se tijelo razmatra.

Tako, na primjer, možemo govoriti o kretanju vlaka u odnosu na tlo, putnika u odnosu na vlak, muhe u odnosu na putnika itd. Pojmovi apsolutno kretanje i apsolutno mirovanje nemaju smisla: putnik koji miruje u odnosu na vlak kretat će se s njim u odnosu na stup na cesti, vršiti dnevnu rotaciju sa Zemljom i kretati se oko Sunca.
Tijelo u odnosu na koje se promatra gibanje naziva se referentno tijelo.

Glavni zadatak mehanike je odrediti položaj tijela koje se kreće u bilo kojem trenutku. Za rješavanje ovog problema zgodno je zamisliti kretanje tijela kao promjenu koordinata njegovih točaka tijekom vremena. Za mjerenje koordinata potreban vam je koordinatni sustav. Za mjerenje vremena potreban vam je sat. Sve to zajedno čini referentni okvir.

Referentni okvir- ovo je referentno tijelo zajedno s koordinatnim sustavom i satom koji je čvrsto povezan s njim ("zamrznut" u njemu).
Referentni sustav prikazan je na sl. 1. Gibanje točke razmatra se u koordinatnom sustavu. Ishodište koordinata je referentno tijelo.

Slika 1.

Vektor se zove radijus vektor točkice Koordinate točke su ujedno i koordinate njezina radijus vektora.
Rješenje glavnog problema mehanike za točku je pronaći njezine koordinate kao funkcije vremena: .
U nekim slučajevima možete zanemariti oblik i veličinu predmeta koji proučavate i smatrati ga jednostavno pokretnom točkom.

Materijalna točka - radi se o tijelu čije se dimenzije mogu zanemariti u uvjetima ovog problema.
Dakle, vlak se može smatrati materijalnom točkom kada se kreće od Moskve do Saratova, ali ne i kada se u njega ukrcaju putnici. Zemlja se može smatrati materijalnom točkom kada se opisuje njezino kretanje oko Sunca, ali ne i njeno dnevna rotacija oko vlastite osi.

Karakteristike mehaničkog gibanja uključuju putanju, put, pomak, brzinu i ubrzanje.

Trajektorija, put, kretanje.

U nastavku, kada govorimo o tijelu koje se giba (ili miruje), uvijek pretpostavljamo da se tijelo može uzeti kao materijalna točka. Posebno ćemo obraditi slučajeve kada se idealizacija materijalne točke ne može koristiti.

Putanja - ovo je linija duž koje se tijelo kreće. Na sl. 1, putanja točke je plavi luk, koji kraj radijus vektora opisuje u prostoru.
Staza - ovo je duljina dionice putanje koju tijelo prijeđe u određenom vremenskom razdoblju.
Kretanje je vektor koji povezuje početni i krajnji položaj tijela.
Pretpostavimo da se tijelo počelo gibati u jednoj točki i završilo svoje kretanje u jednoj točki (slika 2). Tada je put koji tijelo prijeđe duljina putanje. Pomak tijela je vektor.

Slika 2.

Brzina i ubrzanje.

Razmotrite kretanje tijela unutra pravokutni sustav koordinira s bazom (slika 3).

Slika 3.

Neka se u trenutku vremena tijelo nalazi u točki s radijus vektorom

Nakon kratkog vremena tijelo se našlo na točki s
radijus vektor

Pokret tijela:

(1)

Trenutna brzina u trenutku u vremenu - ovo je granica omjera kretanja prema vremenskom intervalu, kada vrijednost ovog intervala teži nuli; drugim riječima, brzina točke je derivacija njezina radijus vektora:

Iz (2) i (1) dobivamo:

Koeficijenti baznih vektora u limitu daju derivacije:

(Izvedenica s obzirom na vrijeme tradicionalno se označava točkom iznad slova.) Dakle,

Vidimo da su projekcije vektora brzine na koordinatne osi derivacije koordinata točke:

Kada se približava nuli, točka se približava točki i vektor pomaka skreće u smjeru tangente. Ispada da je u granici vektor usmjeren točno tangentno na putanju u točki . Ovo je prikazano na sl. 3.

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

Ubrzanje je stoga "stopa promjene brzine". Imamo:

Prema tome, projekcije ubrzanja su derivacije projekcija brzine (a time i druge derivacije koordinata):

Zakon zbrajanja brzina.

Neka postoje dva referentna sustava. Jedan od njih povezan je sa stacionarnim referentnim tijelom. Taj referentni sustav ćemo označiti i nazvati nepomična.
Drugi referentni sustav, označen s , pridružen je referentnom tijelu koje se u odnosu na tijelo giba brzinom . Ovaj referentni okvir nazivamo kreće se . Dodatno, pretpostavljamo da se koordinatne osi sustava gibaju paralelno same sa sobom (nema rotacije koordinatnog sustava), tako da se vektor može smatrati brzinom pokretnog sustava u odnosu na nepokretni.

Fiksni referentni okvir obično je povezan sa zemljom. Ako se vlak glatko kreće duž tračnica brzinom, ovaj referentni okvir povezan s vagonom vlaka bit će pokretni referentni okvir.

Imajte na umu da brzina bilo koji bodova automobila (osim rotirajućih kotača!) jednaka je . Ako muha sjedi nepomično na nekom mjestu u kolicima, tada se muha u odnosu na tlo kreće brzinom od . Muhu nosi kolica, pa se stoga naziva brzina pokretnog sustava u odnosu na nepokretni prijenosna brzina .

Sada pretpostavimo da je muha puzala duž kočije. Brzina leta u odnosu na automobil (to jest, u pokretnom sustavu) je označena i pozvana relativna brzina. Označava se i naziva brzina leta u odnosu na tlo (odnosno u stacionarnom okviru). apsolutna brzina .

Otkrijmo kako su ove tri brzine međusobno povezane - apsolutna, relativna i prijenosna.
Na sl. 4 muha je označena točkom Dalje:
- radijus vektor točke u fiksnom sustavu;
- radijus vektor točke u pokretnom sustavu;
- radijus vektor referentnog tijela u stacionarnom sustavu.

Slika 4.

Kao što se može vidjeti sa slike,

Diferenciranjem ove jednakosti dobivamo:

(3)

(izvod zbroja jednak je zbroju izvoda ne samo za slučaj skalarne funkcije, ali i za vektore).
Derivacija je brzina točke u sustavu, odnosno apsolutna brzina:

Slično tome, derivacija je brzina točke u sustavu, odnosno relativna brzina:

Što je? Ovo je brzina točke u stacionarnom sustavu, odnosno prijenosna brzina pokretnog sustava u odnosu na stacionarni:

Kao rezultat, iz (3) dobivamo:

Zakon zbrajanja brzina. Brzina točke u odnosu na nepokretni referentni okvir jednaka je vektorskom zbroju brzine gibajućeg sustava i brzine točke u odnosu na gibajući sustav. Drugim riječima, apsolutna brzina je zbroj prijenosnih i relativnih brzina.

Dakle, ako muha puzi duž kočije koja se kreće, tada je brzina muhe u odnosu na tlo jednaka vektorskom zbroju brzine kočije i brzine muhe u odnosu na kočiju. Intuitivno očit rezultat!

Vrste mehaničkog kretanja.

Najjednostavnije vrste mehaničkog gibanja materijalne točke su jednoliko i pravocrtno gibanje.
Kretanje se zove uniforma, ako veličina vektora brzine ostane konstantna (smjer brzine se može promijeniti).

Kretanje se zove izravna , ako smjer vektora brzine ostane konstantan (a veličina brzine se može promijeniti). Putanja pravocrtnog gibanja je pravac na kojem leži vektor brzine.
Na primjer, automobil s kojim se putuje stalna brzina Po Vijugava cesta, vrši ravnomjerno (ali ne i pravocrtno) kretanje. Automobil koji ubrzava na ravnoj dionici autoceste kreće se pravocrtno (ali ne jednoliko).

Ali ako pri gibanju tijela i modul brzine i njegov smjer ostaju konstantni, tada se gibanje naziva uniformni pravocrtni.

U smislu vektora brzine, možemo dati kraće definicije za ove vrste gibanja:

Najvažniji poseban slučaj neravnomjerno kretanje je jednoliko ubrzano gibanje, pri kojem veličina i smjer vektora ubrzanja ostaju konstantni:

Uz materijalnu točku, mehanika razmatra još jednu idealizaciju - kruto tijelo.
Čvrsto - Ovo je sustav materijalnih točaka čije se udaljenosti ne mijenjaju tijekom vremena. Model čvrsta koristi se u slučajevima kada ne možemo zanemariti veličinu tijela, ali ne možemo uzeti u obzir promijeniti veličina i oblik tijela tijekom kretanja.

Najjednostavnije vrste mehaničkog gibanja čvrstog tijela su translatorno i rotacijsko gibanje.
Gibanje tijela naziva se progresivno, ako se bilo koja ravna crta koja spaja bilo koje dvije točke tijela kreće paralelno sa svojim prvobitnim smjerom. Tijekom translatornog gibanja putanje svih točaka tijela su identične: one se dobivaju jedna od druge paralelnim pomakom (slika 5).

Slika 5.

Gibanje tijela naziva se rotacijski , ako sve njegove točke opisuju kružnice koje leže u paralelne ravnine. U ovom slučaju, središta tih kružnica leže na jednoj ravnoj liniji, koja je okomita na sve te ravnine i zove se os rotacije.

Na sl. 6 prikazuje loptu koja rotira oko sebe okomita os. Ovako obično crtaju Zemlja u odgovarajućim problemima dinamike.

Slika 6.

Mehaničko kretanje

Mehaničko kretanje tijela je promjena njegovog položaja u prostoru u odnosu na druga tijela tijekom vremena. U ovom slučaju tijela međusobno djeluju prema zakonima mehanike.

Dio mehanike koji opisuje geometrijska svojstva kretanje bez uzimanja u obzir razloga koji ga uzrokuju naziva se kinematika.

U više opće značenje pokret naziva se promjena stanja fizički sustav tijekom vremena. Na primjer, možemo govoriti o kretanju vala u sredstvu.

Vrste mehaničkog kretanja

Mehaničko gibanje može se razmotriti za različite mehaničke objekte:

Gibanje materijalne točke potpuno je određena promjenom svojih koordinata u vremenu (na primjer, dva u ravnini). Ovo se proučava kinematikom točke. Posebno, važne karakteristike kretanja su putanja materijalne točke, pomak, brzina i akceleracija.
- Izravno kretanje točke (kada je uvijek na pravoj liniji, brzina je paralelna s tom pravom crtom)
- Krivocrtno kretanje� - kretanje točke po putanji koja nije pravocrtna, s proizvoljnom akceleracijom i proizvoljnom brzinom u bilo kojem trenutku (na primjer, kretanje po kružnici).
Kretanje krutog tijela sastoji se od kretanja bilo koje njegove točke (na primjer, središta mase) i rotacijsko kretanje oko ove točke. Proučava se kinematikom krutog tijela.
- Ako nema rotacije, tada se poziva kretanje progresivan a potpuno je određena kretanjem odabrane točke. Kretanje nije nužno linearno.
- Za opis rotacijsko kretanje�- pokreti tijela u odnosu na odabranu točku, na primjer, fiksirana na točku�- koristite Eulerove kutove. Njihov broj za slučaj trodimenzionalni prostor jednako tri.
- Postoji i za čvrsto tijelo ravno kretanje� je kretanje kod kojeg putanje svih točaka leže u paralelnim ravninama, pri čemu je potpuno određeno jednim od presjeka tijela, a presjek tijela određen je položajem bilo koje dvije točke.
Kontinuirano gibanje. Ovdje se pretpostavlja da je kretanje pojedinih čestica medija prilično neovisno jedno o drugom (obično ograničeno samo uvjetima kontinuiteta polja brzina), stoga je broj određujućih koordinata beskonačan (funkcije postaju nepoznate).

Geometrija kretanja

Relativnost gibanja

Relativnost je ovisnost mehaničkog gibanja tijela o referentnom sustavu. Bez navođenja referentnog sustava nema smisla govoriti o gibanju.

Pojam mehanike. Mehanika je dio fizike koji proučava kretanje tijela, međudjelovanje tijela ili kretanje tijela pod nekom vrstom međudjelovanja.

glavni zadatak mehanika- ovo je određivanje lokacije tijela u bilo kojem trenutku.

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

Pokret. Karakteristike kretanja. Kretanje je promjena položaja tijela u prostoru tijekom vremena u odnosu na druga tijela. Karakteristike kretanja: prijeđeni put, kretanje, brzina, ubrzanje.

Mehaničko kretanje – To je promjena položaja tijela (ili njegovih dijelova) u prostoru u odnosu na druga tijela tijekom vremena.

Kretanje naprijed

Jednoliko kretanje tijela. Demonstrirano putem videa s objašnjenjima.

Neravnomjerno mehaničko kretanje- ovo je kretanje u kojem tijelo čini nejednake pokrete u jednakim vremenskim intervalima.

Relativnost mehaničkog gibanja. Demonstrirano putem videa s objašnjenjima.

Referentna točka i referentni sustav u mehaničkom gibanju. Tijelo u odnosu na koje se razmatra kretanje naziva se referentna točka. Referentni sustav kod mehaničkog gibanja je referentna točka i koordinatni sustav sata.

Referentni sustav. Karakteristike mehaničkog kretanja. Referentni sustav demonstrira video s objašnjenjima. Mehaničko kretanje ima sljedeće karakteristike: Putanja; Staza; Ubrzati; Vrijeme.

Pravocrtna putanja- Ovo je linija po kojoj se tijelo kreće.

Krivocrtno kretanje. Demonstrirano putem videa s objašnjenjima.

Put i pojam skalarne veličine. Demonstrirano putem videa s objašnjenjima.

Fizikalne formule i mjerne jedinice karakteristika mehaničkog kretanja:

Oznaka količine	Mjerne jedinice	Formula za određivanje vrijednosti
Staza-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 uz video demonstraciju, s objašnjenjima.

Formula za određivanje veličine ubrzanja:

3. Newtonovi zakoni dinamike.

Veliki fizičar I. Newton. I. Newton razotkrio je drevne ideje da su zakoni gibanja zemaljskih i nebeska tijela potpuno drukčije. Cijeli je svemir podložan jedinstvenim zakonima koji se mogu matematički formulirati.

Dva temeljna problema koje je riješila I. Newtonova fizika:

1. Stvaranje aksiomatske osnove za mehaniku, koja je ovu znanost prebacila u kategoriju strogih matematičkih teorija.

2. Stvaranje dinamike koja povezuje ponašanje tijela sa karakteristikama vanjskih utjecaja (sila) na njega.

1. Svako tijelo nastavlja se održavati u stanju mirovanja ili jednolikog i pravocrtnog gibanja sve dok i osim ako nije prisiljeno primijenjenim silama da promijeni to stanje.

2. Promjena količine gibanja proporcionalna je primijenjenoj sili i događa se u smjeru pravca duž kojeg ta sila djeluje.

3. Djelovanje uvijek ima jednaku i suprotnu reakciju, inače su međudjelovanja dva tijela jedno na drugo jednaka i usmjerena u suprotnim smjerovima.

I. Prvi Newtonov zakon dinamike. Svako tijelo nastavlja se održavati u stanju mirovanja ili jednolikog i pravocrtnog gibanja sve dok i osim ako nije prisiljeno primijenjenim silama da promijeni to stanje.

Pojmovi tromosti i tromosti tijela. Inercija je pojava u kojoj tijelo nastoji održati svoje prvobitno stanje. Inercija je svojstvo tijela da održava stanje gibanja. Svojstvo tromosti karakterizira masa tijela.

Newtonov razvoj Galileove teorije mehanike. Dugo se vremena vjerovalo da je za održavanje bilo kakvog kretanja potrebno izvršiti nekompenzirano vanjski utjecaj od drugih tijela. Newton je razbio ta vjerovanja koja je izveo Galileo.

Inercijski sustav odbrojavanje. Referentni okviri, u odnosu na koje slobodno tijelo gibaju se jednoliko i pravocrtno, nazivaju se inercijskim.

Prvi Newtonov zakon – zakon inercijalnih sustava. Prvi Newtonov zakon je postulat o postojanju inercijalnih referentnih okvira. U inercijalnim referentnim sustavima mehaničke pojave opisuju se najjednostavnije.

I. Newtonov drugi zakon dinamike. U inercijalnom referentnom sustavu pravocrtno i jednoliko gibanje može se dogoditi samo ako na tijelo ne djeluju druge sile ili je njihovo djelovanje kompenzirano, tj. uravnotežena. Demonstrirano putem videa s objašnjenjima.

Princip superpozicije sila. Demonstrirano putem videa s objašnjenjima.

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

Sila je središnji koncept drugog Newtonovog zakona. Drugi Newtonov zakon kaže da će se tijelo gibati ubrzano kada na njega djeluje sila. Sila je mjera međudjelovanja dva (ili više) tijela.

Dva zaključka klasične mehanike iz drugog zakona I. Newtona:

1. Ubrzanje tijela izravno je povezano sa silom koja djeluje na tijelo.

2. Ubrzanje tijela izravno je povezano s njegovom masom.

Dokazivanje izravne ovisnosti ubrzanja tijela o njegovoj masi

I. Treći Newtonov zakon dinamike. Demonstrirano putem videa s objašnjenjima.

Važnost zakona klasične mehanike za moderna fizika . Mehanika koja se temelji na Newtonovim zakonima naziva se klasična mehanika. 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 Rutherforda i Bohra.

Kretanje kao fizički fenomen.

Kretanje naprijed.

Uniforma ravno kretanje

Neravnomjerno relativno mehaničko kretanje.

Video animacija referentnog sustava.

Krivocrtno kretanje.

Put i putanja.

Ubrzanje.

Inercija mirovanja.

Princip superpozicije.

2. Newtonov zakon.

Dinamometar.

Izravna ovisnost ubrzanja tijela o njegovoj masi.

Newtonov 3. zakon.

Kontrolna pitanja:.

Formulirajte definiciju i znanstveni predmet fizika.

Formulirati fizička svojstva, zajednički svim prirodnim pojavama.

Formulirajte glavne faze u evoluciji fizičke slike svijeta.

Navedite 2 temeljna načela moderne znanosti.

Navedite značajke mehanicističkog modela svijeta.

Što je bit molekularne kinetičke teorije.

Formulirajte glavna obilježja elektromagnetske slike svijeta.

Objasnite pojam fizičkog polja.

Prepoznati karakteristike i razlike između električnog i magnetskog polja.

Objasniti pojmove elektromagnetskog i gravitacijskog polja.

Objasnite pojam “Planetarni model atoma”

Formulirajte značajke suvremene fizičke slike svijeta.

Formulirajte glavne odredbe moderne fizičke slike svijeta.

Objasnite značenje teorije relativnosti A. Einsteina.

Objasnite pojam: “Mehanika”.

Navedite glavne dijelove mehanike i dajte im definicije.

Navedite glavne fizičke karakteristike pokreta.

Formulirajte znakove mehaničkog kretanja naprijed.

Formulirajte znakove jednolikog i neravnomjernog mehaničkog gibanja.

Formulirajte znakove relativnosti mehaničkog gibanja.

Objasniti značenje fizikalnih pojmova: “Referentna točka i referentni sustav u mehaničkom gibanju.”

Navedite glavne karakteristike mehaničkog gibanja u referentnom sustavu.

Navedite glavne karakteristike putanje pravocrtnog gibanja.

Navedite glavne karakteristike krivuljastog gibanja.

Definirati fizički koncept: "Staza".

Definirajte fizikalni pojam: “Skalarna veličina”.

Reproducirati fizikalne formule i mjerne jedinice karakteristika mehaničkog kretanja.

Formulirati fizičko značenje koncept: "Ubrzanje".

igra fizička formula za određivanje veličine ubrzanja.

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

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

Formulirajte fizikalno značenje pojma tromosti i tromosti tijela.

Kako je Newton razvio Galileovu teoriju mehanike?

Formulirajte fizičko značenje koncepta: "Inercijalni referentni okvir."

Zašto je prvi Newtonov zakon zakon inercijalnih sustava?

Reproducirajte glavna značenja i sadržaj drugog zakona dinamike I. Newtona.

Formulirajte fizičko značenje principa superpozicije sila, koji je izveo I. Newton.

Formulirajte fizikalno značenje pojma mase tijela.

Opravdati da je snaga središnji koncept Newtonov drugi zakon.

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

Reproducirajte glavna značenja i sadržaj trećeg zakona dinamike I. Newtona.

Objasniti značenje zakona klasične mehanike za modernu fiziku.

Književnost:

1. Akhmedova T.I., Mosyagina O.V. Znanost: Tutorial/ T.I. Akhmedova, O.V. Mosyagina. – M.: RAP, 2012. – P. 34-37.

Što je polazište? Što je mehaničko kretanje?

Andreus-tata-ndrey

Mehaničko kretanje tijela je promjena njegovog položaja u prostoru u odnosu na druga tijela tijekom vremena. U ovom slučaju tijela međusobno djeluju prema zakonima mehanike. Grana mehanike koja opisuje geometrijska svojstva gibanja ne uzimajući u obzir razloge koji ga uzrokuju naziva se kinematika

U općenitijem smislu, gibanje je svaka prostorna ili vremenska promjena u stanju fizičkog sustava. Na primjer, možemo govoriti o kretanju vala u sredstvu.

* Gibanje materijalne točke u potpunosti je određeno promjenom njezinih koordinata u vremenu (npr. dvije na ravnini). Ovo se proučava kinematikom točke.
o Pravocrtno gibanje točke (kada je uvijek na pravoj liniji, brzina je paralelna s tom ravnom crtom)
o Krivocrtno gibanje je gibanje točke po putanji koja nije ravna, uz proizvoljnu akceleraciju i proizvoljnu brzinu u bilo kojem trenutku (primjerice, kretanje po kružnici).
* Gibanje krutog tijela sastoji se od gibanja bilo koje njegove točke (na primjer, središta mase) i rotacijskog gibanja oko te točke. Proučava se kinematikom krutog tijela.
o Ako nema rotacije, tada se kretanje naziva translatornim i potpuno je određeno kretanjem odabrane točke. Imajte na umu da nije nužno linearan.
o Za opisivanje rotacijskog gibanja - gibanja tijela u odnosu na odabranu točku, npr. fiksiranu u točki, koriste se Eulerovi kutovi. Njihov broj u slučaju trodimenzionalnog prostora je tri.
o Također za kruto tijelo razlikujemo ravninsko gibanje - gibanje kod kojeg putanje svih točaka leže u paralelnim ravninama, pri čemu je ono potpuno određeno jednim od presjeka tijela, a presjek tijela određen je položaj bilo koje dvije točke.
* Kontinuirano kretanje. Ovdje se pretpostavlja da je kretanje pojedinih čestica medija dosta neovisno jedno o drugom (obično ograničeno samo uvjetima kontinuiteta polja brzina), stoga je broj određujućih koordinata beskonačan (funkcije postaju nepoznate).
Relativnost – ovisnost mehaničkog gibanja tijela o referentnom sustavu, bez specificiranja referentnog sustava – nema smisla govoriti o kretanju.

Daniil Jurjev

Vrste mehaničkog kretanja [uredi | uredi wiki tekst]
Mehaničko gibanje može se razmotriti za različite mehaničke objekte:
Kretanje materijalne točke potpuno je određeno promjenom njezinih koordinata u vremenu (na primjer, za ravninu - promjenom apscise i ordinate). Ovo se proučava kinematikom točke. Konkretno, važne karakteristike gibanja su putanja materijalne točke, pomak, brzina i akceleracija.
Pravocrtno gibanje točke (kada je uvijek na pravoj liniji, brzina je paralelna s tom pravom crtom)
Krivocrtno gibanje je gibanje točke po putanji koja nije ravna, uz proizvoljnu akceleraciju i proizvoljnu brzinu u bilo kojem trenutku (primjerice, kretanje po kružnici).
Gibanje krutog tijela sastoji se od gibanja bilo koje njegove točke (na primjer, središta mase) i rotacijskog gibanja oko te točke. Proučava se kinematikom krutog tijela.
Ako nema rotacije, tada se kretanje naziva translatornim i potpuno je određeno kretanjem odabrane točke. Kretanje nije nužno linearno.
Za opisivanje rotacijskog gibanja - gibanja tijela u odnosu na odabranu točku, na primjer, fiksiranu na točku - koriste se Eulerovi kutovi. Njihov broj u slučaju trodimenzionalnog prostora je tri.
Također, za kruto tijelo razlikujemo ravninsko gibanje - gibanje kod kojeg putanje svih točaka leže u paralelnim ravninama, dok je ono potpuno određeno jednim od presjeka tijela, a presjek tijela određen je položaj bilo koje dvije točke.
Gibanje kontinuiranog medija. Ovdje se pretpostavlja da je kretanje pojedinih čestica medija prilično neovisno jedno o drugom (obično ograničeno samo uvjetima kontinuiteta polja brzina), stoga je broj određujućih koordinata beskonačan (funkcije postaju nepoznate).

Mehaničko kretanje. Staza. Ubrzati. Ubrzanje

Lara

Mehaničko kretanje je promjena položaja tijela (ili njegovih dijelova) u odnosu na druga tijela.
Položaj tijela određen je koordinatom.
Pravac po kojem se giba materijalna točka naziva se putanja. Duljina putanje naziva se put. Jedinica puta je metar.
Put = brzina * vrijeme. S=v*t.

Mehaničko kretanje karakteriziraju tri fizikalne veličine: kretanje, brzina i ubrzanje.

Usmjereni segment povučen od početnog položaja pomične točke do konačnog položaja naziva se pomak (s). Pomak je vektorska veličina. Jedinica kretanja je metar.

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

Ubrzanje je vektorska fizikalna veličina koja karakterizira brzinu promjene brzine, numerički jednaka omjeru promjene brzine i vremenskog razdoblja tijekom kojeg se ta promjena dogodila. Formula za izračun ubrzanja: a=(v-v0)/t; Jedinica za ubrzanje je metar/(sekunda na kvadrat).

Mehaničko kretanje Tijelo se naziva promjena njegovog položaja u prostoru u odnosu na druga tijela tijekom vremena. Na primjer, osoba koja se vozi pokretnim stepenicama u podzemnoj željeznici miruje u odnosu na same pokretne stepenice i kreće se u odnosu na zidove tunela

Vrste mehaničkog kretanja:

pravocrtne i krivocrtne - prema obliku putanje;
jednoliko i neravnomjerno – prema zakonu gibanja.

Mehaničko kretanje relativno. To se očituje u činjenici da oblik putanje, pomak, brzina i druge karakteristike gibanja tijela ovise o izboru referentnog sustava.

Tijelo u odnosu na koje se promatra gibanje naziva se referentno tijelo. Formiraju koordinatni sustav, referentno tijelo s kojim je povezan i uređaj za računanje vremena referentni sustav , u odnosu na koje se razmatra kretanje tijela.

Ponekad se veličina tijela u usporedbi s udaljenošću do njega može zanemariti. U tim se slučajevima uzima u obzir tijelo materijalna točka.

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

Važne karakteristike kretanja su putanja materijalne točke, pomak, brzina i akceleracija. Pravac po kojem se giba materijalna točka naziva se putanja . Duljina putanje naziva se put (L). Mjerna jedinica za put je 1m. Vektor koji povezuje početnu i završnu točku putanje naziva se pomak (). Deplasmanska jedinica-1 m.

Najjednostavnija vrsta gibanja je jednoliko pravocrtno gibanje. Kretanje kod kojeg tijelo čini iste pokrete u jednakim vremenskim intervalima naziva se pravocrtnim ravnomjerno kretanje. Ubrzati() je vektorska fizička veličina koja karakterizira brzinu kretanja tijela, numerički jednaka omjeru kretanja u kratkom vremenskom razdoblju prema vrijednosti ovog intervala. Definirajuća formula za brzinu ima oblik v = s/t. Jedinica brzine - m/s. Brzina se mjeri brzinomjerom.

Gibanje tijela pri kojem se njegova brzina jednako mijenja u bilo kojem vremenskom razdoblju nazivamo jednoliko ubrzano ili jednako varijabilni.

— fizikalna veličina koja karakterizira brzinu promjene brzine i brojčano je jednaka omjeru vektora promjene brzine u jedinici vremena. SI jedinica za ubrzanje — m/s 2 .

jednoliko ubrzano, ako se modul brzine povećava, uvjet je jednoliko ubrzanog gibanja. Na primjer, vozila koja ubrzavaju - automobili, vlakovi i slobodan pad tijela u blizini Zemljine površine ( = ).

Jednako naizmjenično kretanje nazvao jednako sporo, ako se modul brzine smanjuje. — uvjet jednoliko usporenog gibanja.

Trenutna brzina ravnomjerno ubrzano pravocrtno gibanje

mehanika - grana fizike koja proučava mehaničko gibanje.

Mehanika se dijeli na kinematiku, dinamiku i statiku.

Kinematika je grana mehanike u kojoj se razmatra kretanje tijela bez utvrđivanja uzroka tog kretanja. Kinematika proučava načine opisivanja kretanja i odnos između veličina koje karakteriziraju ta kretanja.

Kinematički problem: definicija kinematičke karakteristike kretanja (putnje kretanja, pomaci, prijeđeni put, koordinate, brzina i ubrzanje tijela), kao i dobivanje jednadžbi ovisnosti ovih karakteristika o vremenu.

Mehaničko kretanje tijela naziva se promjena njegovog položaja u prostoru u odnosu na druga tijela tijekom vremena.

Mehaničko kretanje relativno, izraz "tijelo se kreće" je besmislen dok se ne utvrdi u odnosu na ono što se kretanje razmatra. Gibanje istog tijela u odnosu na različita tijela ispada da je drugačije. Za opis gibanja nekog tijela potrebno je naznačiti u odnosu na koje tijelo se kretanje razmatra. Ovo tijelo se zove referentno tijelo. I odmor je relativan (primjeri: putnik u vlaku koji miruje gleda u vlak koji prolazi)

Glavni zadatak mehanike – u svakom trenutku moći izračunati koordinate točaka tijela.

Da biste to riješili, potrebno je imati tijelo s kojeg se mjere koordinate, pridružiti mu koordinatni sustav i imati uređaj za mjerenje vremenskih intervala.

Formiraju koordinatni sustav, referentno tijelo s kojim je povezan i uređaj za računanje vremena referentni okvir, u odnosu na koje se razmatra kretanje tijela.

Koordinatni sustavi tamo su:

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

2. dvodimenzionalni– položaj točke na ravnini određen je dvjema koordinatama x i y.

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

Svako tijelo ima određene dimenzije. Različiti dijelovi tijela nalaze se na različitim mjestima u prostoru. Međutim, u mnogim mehaničkim zadacima nema potrebe označavati položaje pojedinih dijelova tijela. Ako su dimenzije tijela male u usporedbi s udaljenostima do drugih tijela, tada se to tijelo može smatrati njegovom materijalnom točkom. To se može učiniti, na primjer, kada se proučava kretanje planeta oko Sunca.

Ako se svi dijelovi tijela kreću jednako, tada se takvo kretanje naziva translatornim.

Na primjer, kabine u atrakciji “Giant Wheel”, automobil na ravnom dijelu staze i sl. se kreću translatorno. Kada se tijelo kreće prema naprijed, ono se također može smatrati materijalnom točkom.

Materijalna točka je tijelo čije se dimenzije u datim uvjetima mogu zanemariti.

Igra koncept materijalne točke važna uloga u mehanici. Tijelo se može smatrati materijalnom točkom ako su njegove dimenzije male u usporedbi s udaljenosti koju prijeđe, ili u usporedbi s udaljenosti od njega do drugih tijela.

Primjer. Dimenzije orbitalna stanica, koji se nalazi u orbiti blizu Zemlje, može se zanemariti, a pri izračunavanju putanje kretanja svemirski brod Kada spajate stanicu, ne možete bez uzimanja u obzir njezine veličine.

Značajke mehaničkog gibanja: kretanje, brzina, ubrzanje.

Mehaničko gibanje karakteriziraju tri fizikalne veličine: kretanja, brzine i ubrzanja.

Krećući se tijekom vremena od jedne točke do druge, tijelo (materijalna točka) opisuje određenu liniju, koja se naziva putanja tijela.

Pravac po kojem se giba točka na tijelu naziva se trajektorija kretanja.

Duljina putanje naziva se prijeđeni put put.

Određeni l, mjereno u metara. (putanja – trag, put – udaljenost)

Prijeđena udaljenostl jednaka duljini luk putanje koju tijelo prijeđe u nekom vremenu t. Staza– skalarna veličina.

Pomicanjem tijela naziva se usmjereni segment ravne linije koji povezuje početni položaj tijela s njegovim kasnijim položajem. Pomak je vektorska veličina.

Vektor koji povezuje početnu i završnu točku putanje zove se kreće se.

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

Brzina - vektorska fizička veličina koja karakterizira brzinu kretanja tijela, numerički jednaka omjeru kretanja u kratkom vremenskom razdoblju prema vrijednosti ovog intervala.

Određeni v

Formula brzine: ili

SI mjerna jedinica – m/s.

U praksi se koristi jedinica za brzinu km/h (36 km/h = 10 m/s).

Izmjeri brzinu brzinomjer.

Ubrzanje- vektorska fizička veličina koja karakterizira brzinu promjene brzine, numerički jednaka omjeru promjene brzine prema vremenskom razdoblju tijekom kojeg se ta promjena dogodila.

Ako se brzina jednako mijenja tijekom cijelog kretanja, tada se ubrzanje može izračunati pomoću formule:

Mjeri se ubrzanje brzinomjer

SI jedinica m/s 2

Dakle, glavne fizikalne veličine u kinematici materijalne točke su prijeđeni put l, kretanje, brzinu i ubrzanje. Staza l je skalarna veličina. Pomak, brzina i akceleracija su vektorske veličine. Da biste postavili vektorsku veličinu, morate postaviti njenu veličinu i naznačiti smjer. Vektorske količine pokoravaju se određenim matematička pravila. Vektori se mogu projicirati na koordinatne osi, mogu se zbrajati, oduzimati itd.

Što je mehaničko kretanje i kako se karakterizira? Koji su parametri uvedeni za razumijevanje ove vrste kretanja? Koji se termini najčešće koriste u ovom slučaju? U ovom ćemo članku odgovoriti na ova pitanja, razmotriti mehaničko kretanje s različite točke pogled, davat ćemo primjere i baviti se rješavanjem zadataka iz fizike na odgovarajuću temu.

Osnovni koncepti

Još od škole su nas učili da je mehaničko gibanje promjena položaja tijela u bilo kojem trenutku u odnosu na druga tijela u sustavu. Zapravo je tako. Uzmimo običnu kuću u kojoj se nalazimo kao nulu koordinatnog sustava. Vizualno zamislite da će kuća biti ishodište koordinata, a apscisa i ordinatna os će izlaziti iz nje u bilo kojem smjeru.

U tom će slučaju naše kretanje unutar kuće, kao i izvan nje, jasno pokazati mehaničko kretanje tijela u referentnom okviru. Zamislite da se točka kreće duž koordinatnog sustava, mijenjajući u svakom trenutku svoju koordinatu u odnosu na apscisnu i ordinatnu os. Sve će biti jednostavno i jasno.

Karakteristike mehaničkog kretanja

Kakvo bi to kretanje moglo biti? Nećemo preduboko ulaziti u džunglu fizike. Razmotrimo najjednostavnije slučajeve gibanja materijalne točke. Dijeli se na linearno gibanje, kao i krivocrtno kretanje. U principu, sve bi već trebalo biti jasno iz naslova, ali razgovarajmo o ovome konkretnije, za svaki slučaj.

Pravocrtnim gibanjem materijalne točke nazvat ćemo takvo gibanje koje se događa po putanji u obliku pravca. Pa, na primjer, auto vozi točno ispod ceste koja nema skretanja. Ili duž dijela slične ceste. Ovo će biti linearno kretanje. U tom slučaju može biti jednoliko ili jednoliko ubrzano.

Krivolinijskim gibanjem materijalne točke nazivat ćemo takvo gibanje koje se odvija duž putanje koja nema oblik ravne linije. Putanja može biti i isprekidana linija zatvorena linija. To jest, kružna putanja, elipsoidna i tako dalje.

Mehaničko kretanje stanovništva

Ova vrsta kretanja nema gotovo nikakve veze s fizikom. Iako, ovisno o tome s kojeg ga stajališta percipiramo. Što se, općenito, naziva mehaničkim kretanjem stanovništva? Odnosi se na preseljenje pojedinaca, koje se događa kao posljedica migracijskih procesa. To može biti vanjska i unutarnja migracija. Mehanička kretanja stanovništva prema trajanju dijele se na stalna i privremena (plus klatna i sezonska).

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

Jednoliko mehaničko kretanje

Kao što naziv govori, ovo je vrsta kretanja u kojoj brzina tijela ima specifična vrijednost, održava konstantan modulo. Drugim riječima, brzina tijela koje se giba jednoliko se ne mijenja. U stvaran život jedva da možemo primijetiti idealni primjeri ravnomjerno mehaničko kretanje. Sasvim razumno možete prigovoriti da možete voziti automobil brzinom od 60 kilometara na sat. Da, definitivno brzinomjer vozilo 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. Ravnala, vage, mehanički i elektronički instrumenti - svi oni imaju određenu grešku, netočnost. U to se možete sami uvjeriti ako uzmete desetak ravnala i pričvrstite ih jedno za drugo. Nakon toga možete primijetiti neka odstupanja između milimetarskih oznaka i njihove primjene.

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

Vrlo često se jednoliko gibanje pojavljuje u problemima matematičke prirode, a ne u fizikalnim. Tamo se motociklisti, kamioni i automobili kreću istom brzinom, jednakom veličinom u različitim točkama vremena.

Jednoliko ubrzano gibanje

U fizici se ova vrsta gibanja javlja prilično često. Čak iu zadacima dijela “A” i 9. i 11. razreda postoje zadaci u kojima morate biti u mogućnosti izvoditi operacije s ubrzanjem. Na primjer, "A-1", gdje je nacrtan grafikon kretanja tijela koordinatne osi i trebate izračunati koliko je automobil prešao u određenom vremenskom razdoblju. Štoviše, u jednom od intervala može se pokazati jednoliko gibanje, dok je u drugom potrebno prvo izračunati ubrzanje, a tek onda prijeđeni put.

Kako znaš da je gibanje jednoliko ubrzano? Obično zadaci izravno pružaju informacije o tome. Odnosno, postoji ili brojčana indikacija ubrzanja ili su dani parametri (vrijeme, promjena brzine, udaljenost) koji nam omogućuju određivanje ubrzanja. Treba napomenuti da je ubrzanje vektorska veličina. To znači da može biti ne samo pozitivno, već i negativno. U prvom slučaju promatrat ćemo ubrzanje tijela, u drugom - njegovo usporavanje.

Ali događa se da se informacije o vrsti kretanja učeniku predaju u pomalo tajnovitom, ako se tako može nazvati, obliku. Na primjer, kaže se da na tijelo ništa ne djeluje ili je zbroj svih sila jednak nuli. Pa, u ovom slučaju to morate jasno razumjeti govorimo o O jednoliko kretanje ili o ostatku tijela u specifični sustav koordinate Sjetite li se drugog Newtonovog zakona (koji kaže da zbroj svih sila nije ništa drugo doli umnožak mase tijela i akceleracije nastale pod djelovanjem odgovarajućih sila), lako ćete uočiti jednu zanimljivu stvar: ako zbroj sila jednak nuli, tada će umnožak mase i ubrzanja također biti jednak nuli.

Zaključak

Ali masa je za nas konstantna veličina i a priori ne može biti nula. U ovom bi slučaju logičan zaključak bio da u nedostatku djelovanja vanjske sile(ili uz njihovo kompenzirano djelovanje) tijelo nema akceleraciju. To znači da ili miruje ili se kreće konstantnom brzinom.

Formula za jednoliko ubrzano gibanje

Ponekad se nalazi u znanstvena literatura pristup prema kojem se najprije daju jednostavne formule, a zatim se, uzimajući u obzir određene čimbenike, usložnjavaju. Mi ćemo učiniti suprotno, naime, prvo ćemo razmotriti jednoliko ubrzano gibanje. Formula prema kojoj se izračunava prijeđeni put je sljedeća: S = V0t + at^2/2. Ovdje je V0 početna brzina tijela, a je akceleracija (može biti negativna, tada će se znak + u formuli promijeniti u -), a t je vrijeme proteklo od početka gibanja do zaustavljanja tijela.

Formula jednolikog gibanja

Ako govorimo o jednolikom gibanju, sjetimo se da je u tom slučaju akceleracija nula (a = 0). Zamijenite nulu u formulu i dobijete: S = V0t. Ali brzina duž cijele trase je konstantna, grubo rečeno, odnosno morat ćemo zanemariti sile koje djeluju na tijelo. Što se, inače, prakticira posvuda u kinematici, budući da kinematika ne proučava uzroke kretanja; time se bavi dinamika. Dakle, ako je brzina duž cijele dionice rute konstantna, tada je njezina početna vrijednost podudara se s bilo kojim srednjim, kao i konačnim. Stoga će formula za udaljenost izgledati ovako: S = Vt. To je sve.