Jedan od najjednostavnijih fizičkih fenomena je mehaničko kretanje tijela. Koliko vas nije gledalo kako se automobil kreće, avion leti, ljudi hodaju itd.! Ako, međutim, pitate da li se seli zgrada u kojoj se trenutno nalazite, vjerojatno biste rekli ne. Pogrešićete!

Kreće li se avion koji vidite na nebu sada? Ako ste sigurni da se kreće, opet ste pogriješili! Ali ako kažete da miruje, ni u ovom slučaju vaš odgovor neće biti točan.

Kako odrediti da li se ovo ili ono tijelo kreće ili ne? Da biste to učinili, prvo morate razumjeti što je mehaničko kretanje.

Mehaničko kretanje tijelo je proces promjene položaja u odnosu na bilo koje drugo tijelo odabrano kao referentno tijelo.

Referentno telo je tijelo u odnosu na koje se uzima u obzir položaj ostalih tijela. Referentno tijelo se bira proizvoljno. To može biti bilo što: zemlja, zgrada, automobil, brod itd.

Da bi se procijenilo da li se tijelo (na primjer, avion) ​​kreće ili ne, potrebno je prvo odabrati referentno tijelo, a zatim vidjeti da li se položaj dotičnog tijela mijenja u odnosu na odabrano referentno tijelo. U ovom slučaju, tijelo se može kretati u odnosu na jedno od bilo kojeg referentnog tijela, a istovremeno se ne može kretati u odnosu na drugo referentno tijelo.

Na primjer, osoba koja sjedi u vozu kreće se u odnosu na željeznički kolosijek, ali miruje u odnosu na vagon. Kamen koji leži na zemlji miruje u odnosu na Zemlju, ali se kreće (zajedno sa Zemljom) u odnosu na Sunce. Avion na nebu se kreće u odnosu na oblake, ali počiva u odnosu na pilota koji sjedi na sjedalu.
Zato je, bez navođenja referentnog tijela, nemoguće reći da li se dato tijelo kreće ili ne. Bez navođenja referentnog tijela, svaki vaš odgovor bit će besmislen.

Odmara li se zgrada u kojoj se trenutno nalazite? Odgovor na ovo pitanje ovisi o izboru referentnog tijela. Ako je referentno tijelo Zemlja, onda da, ono miruje. Ali ako je referentno tijelo automobil koji prolazi pored zgrade, tada će se zgrada kretati u odnosu na nju.

Koja je uloga veličine tijela u opisivanju njenog kretanja? U nekim slučajevima nemoguće je učiniti bez naznake veličine tijela i njegovih dijelova. Na primjer, kada automobil uđe u garažu, veličina garaže i automobil za njegovog vlasnika igrat će prilično važnu ulogu. No, postoje i mnoge situacije u kojima je veličina tijela nevažna. Ako se, na primjer, isti automobil kreće iz Moskve u Sankt Peterburg i potrebno je izračunati vrijeme putovanja automobila, tada nam neće biti važno koje su njegove dimenzije.

Ako su dimenzije tijela mnogo manje od udaljenosti karakterističnih za kretanje razmatrano u problemu, tada se dimenzije tijela zanemaruju i tijelo se predstavlja u obliku materijalna tačka... Riječ "materijal" naglašava njegovu razliku od geometrijske točke. Geometrijska tačka nema fizičkih svojstava. Materijalna tačka može imati masu, električni naboj i neke druge karakteristike.

U modernom mehanika(teorija kretanja tijela) materijalne tačke se inače nazivaju čestice... U nastavku ćemo koristiti oba ova pojma. Ponekad ćemo, govoreći o mehaničkom kretanju čestica, koristiti izraz "tijelo", ali ne treba zaboraviti da se ovo tijelo smatra u takvim uvjetima kada se može uzeti kao materijalna točka.

Krećući se s jednog mjesta na drugo, čestica (ili materijalna točka) kreće se po određenoj liniji. Linija po kojoj se čestica kreće naziva se putanja.

Putanja mogu biti različitih oblika. Ponekad je moguće procijeniti oblik putanje prema vidljivom tragu koji ostavlja tijelo u pokretu. Takve tragove ponekad ostavljaju leteći avioni ili meteori prošarani po noćnom nebu (slika 8). Oblik putanje ovisi o izboru referentnog tijela. Na primjer, u odnosu na Zemlju, putanja Mjeseca je krug, a u odnosu na Sunce - linija složenijeg oblika (slika 9).
U nastavku ćemo razmotriti kretanje svih tijela (osim ako nije drugačije navedeno) u odnosu na Zemlju.

Putanja kretanja različitih tijela mogu se međusobno razlikovati ne samo po obliku, već i po dužini.

Dužina putanje po kojoj se tijelo kretalo naziva se pređena by.

Na slici 10, isprekidana linija prikazuje putanju skijaša koji skače s odskočne daske. Dužina putanje OA je staza koju je skijaš prešao tokom silaska s planine.

Prilikom mjerenja putanje koristite jedinicu puta. Jedinica puta je jedinica dužine - metar(1m). U praksi se koriste i druge jedinice dužine, na primjer:

1 km = 1000 m, 1 dm = 0,1 m, 1 cm = 0,01 m, 1 mm = 0,001 m.

1. Šta je mehaničko kretanje? 2. Koje tijelo se naziva referentno tijelo? 3. Zašto je potrebno navesti u odnosu na koje referentno tijelo se kreće? 4. U kojim slučajevima se tijelo može smatrati materijalnom tačkom? 5. Kako se još naziva materijalna tačka? 6. Šta je putanja? 7. Koja je razlika između putanje i putanje? 8. Šta se zapravo kreće: Zemlja oko Sunca ili Sunce oko Zemlje? 9. Ko je u pokretu: putnik u autobusu ili osoba koja stoji na autobuskoj stanici? 10. Može li se globus smatrati materijalnom tačkom?

Predavanje 2. Relativnost mehaničkog kretanja. Referentni sistemi. Mehaničke karakteristike kretanja: kretanje, brzina, ubrzanje.

Mehanika - grana fizike u kojoj se proučava mehaničko kretanje.

Mehanika se dijeli na kinematiku, dinamiku i statiku.

Kinematika je dio mehanike u kojem se razmatra kretanje tijela bez razjašnjavanja razloga za to kretanje.Kinematika proučava načine opisivanja kretanja i odnos između veličina koje karakteriziraju ta kretanja.

Kinematički zadatak: određivanje kinematičkih karakteristika kretanja (putanja kretanja, pomak, pređena udaljenost, koordinate, brzina i ubrzanje tijela), kao i dobijanje jednadžbi za zavisnost ovih karakteristika od vremena.

Mehaničko kretanje tijela nazvati promjenom svog položaja u prostoru u odnosu na druga tijela tokom vremena.

Mehaničko kretanje relativno , izraz "tijelo se kreće" lišen je bilo kakvog značenja sve dok se ne odredi s obzirom na to što se kretanje smatra. Pokazalo se da je kretanje istog tijela u odnosu na različita tijela različito. Da bi se opisalo kretanje tijela, potrebno je navesti u odnosu na koje tijelo se kretanje razmatra. Ovo telo se zovereferentno tijelo ... Odmor je također relativan (primjeri: putnik u stacionarnom vozu gleda voz koji prolazi)

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

Da biste to riješili, morate imati tijelo iz kojeg se broje koordinate, povezati koordinatni sistem s njim i imati uređaj za mjerenje vremenskih intervala.

Koordinatni sistem, referentno tijelo s kojim je povezan i uređaj za odbrojavanje vremena referentni okvir , 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.dimenzionalni - položaj tačke na ravni je određen sa dve koordinate x i y.

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

Svako tijelo ima određene veličine. Različiti delovi tela nalaze se na različitim mestima u prostoru. Međutim, u mnogim mehaničkim problemima nema potrebe naznačavati položaje pojedinih dijelova tijela. Ako su dimenzije tijela male u usporedbi s udaljenostima do drugih tijela, tada se to tijelo može smatrati njegovom materijalnom tačkom. To se može učiniti, na primjer, prilikom proučavanja kretanja planeta oko Sunca.

Ako se svi dijelovi tijela kreću na isti način, tada se to kretanje naziva translacijskim.

Na primjer, kabine u atrakciji "Giant Wheel", automobil na pravom dijelu staze itd. Kreću se progresivno. Tokom translacijskog kretanja tijela, to se može smatrati i materijalnom tačkom.

Materijalna tačkanaziva se tijelo čije se dimenzije mogu zanemariti pod ovim uvjetima .

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

Primjer ... Dimenzije orbitalne stanice u orbiti blizu Zemlje mogu se zanemariti, a pri izračunavanju putanje svemirske letjelice kada je spojena sa stanicom ne može se učiniti bez uzimanja u obzir njenih dimenzija.

Mehaničke karakteristike kretanja: kretanje, brzina, ubrzanje.

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

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

Linija po kojoj se kreće točka tijela naziva se putanja kretanja.

Dužina putanje naziva se pređena by.

Označenol, mereno umetara ... (putanja - trag, put - udaljenost)

Pređeni put l jednaka je dužini luka putanje koju je tijelo prešlo za neko vrijeme t.Way – skalarno .

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

Vektor koji povezuje početnu i završnu točku putanje naziva se kretanje.

OznačenoS , mjereno u metrima. (pomak - vektor, modul pomaka - skalarno)

Brzina- vektorska fizička veličina koja karakterizira brzinu kretanja tijela, koja je brojčano jednaka omjeru pomaka u kratkom vremenskom periodu do vrijednosti ovog intervala.

Označeno v

Formula brzine:ili

Mjerna jedinica u SI -gospođa .

U praksi, mjerna jedinica za brzinu je km / h (36 km / h = 10 m / s).

Izmjerite brzinubrzinomjer .

Ubrzanje - vektorska fizička veličina koja karakterizira brzinu promjene brzine, numerički jednaka omjeru promjene brzine i vremenskom intervalu u kojem se ta promjena dogodila.

Ako se brzina mijenja na isti način tijekom cijelog vremena kretanja, tada se ubrzanje može izračunati po formuli:

Mjeri se ubrzanjeakcelerometar

Mjerna jedinica u SIgospođa 2

Dakle, glavne fizičke veličine u kinematici materijalne točke su prijeđena udaljenostl, kretanje, brzina i ubrzanje. Wayl je skalar. Pomak, brzina i ubrzanje su vektorske veličine. Da biste postavili vektorsku vrijednost, morate postaviti njen modul i naznačiti smjer. Vektorske veličine poštuju određena matematička pravila. Vektori se mogu projicirati na koordinatne osi, mogu se zbrajati, oduzimati itd.

Relativnost mehaničkog kretanja.

Mehaničko kretanje je relativno. Pokazalo se da je kretanje istog tijela u odnosu na različita tijela različito.

Na primjer, automobil se vozi cestom. U kolima su ljudi. Ljudi se kreću zajedno s automobilom duž ceste. Odnosno, ljudi se kreću u svemiru u odnosu na cestu. Ali ljudi se ne kreću u odnosu na sam automobil. To se manifestuje.

Da bi se opisalo kretanje tijela, potrebno je navesti u odnosu na koje tijelo se kretanje razmatra. Ovo tijelo se naziva referentno tijelo. Mir je takođe relativan. Na primjer, putnik u stacionarnom vozu gleda vlak koji prolazi i ne razumije koji se vlak kreće dok ne pogleda u nebo ili zemlju.

Sva tijela u svemiru se kreću, stoga nema tijela koja su u potpunom mirovanju. Iz istog razloga, moguće je utvrditi da li se tijelo kreće ili ne, samo u odnosu na neko drugo tijelo.

Na primjer, automobil se vozi cestom. Put je na planeti Zemlji. Put je nepomičan. Stoga je moguće mjeriti brzinu vozila u odnosu na stacionarni put. Ali put je nepomičan u odnosu na Zemlju. Međutim, sama Zemlja se okreće oko Sunca. Zbog toga se put, zajedno s automobilom, takođe okreće oko sunca. Shodno tome, automobil ne samo da vrši translaciono kretanje, već i rotira (u odnosu na Sunce). Ali u odnosu na Zemlju, automobil čini samo translacijsko kretanje. To se manifestujerelativnost mehaničkog kretanja .

Kretanje istog tijela može izgledati drugačije sa stanovišta različitih posmatrača. Brzina, smjer kretanja i vrsta putanje tijela bit će različiti za različite posmatrače. Bez navođenja referentnog tijela, besmisleno je govoriti o kretanju. Na primjer, putnik koji sjedi u vozu miruje u odnosu na vagon, ali se kreće s vagonom u odnosu na stanični peron.

Ilustrirajmo sada za različite posmatrače razliku u obliku putanje tijela u pokretu. Na Zemlji, na noćnom nebu, lako možete vidjeti svijetle, brzo leteće tačke - satelite. Kreću se kružnim putanjama oko Zemlje, odnosno oko nas. Sjednimo sada u svemirski brod koji leti prema Suncu. Vidjet ćemo da se sada svaki satelit ne kreće u krugu oko Zemlje, već u spirali oko Sunca:

Relativnost mehaničkog kretanja – ovo je ovisnost putanje tijela, prijeđene udaljenosti, pomaka i brzine o izboru referentni sistemi .

Kretanje tijela može se opisati u različitim referentnim okvirima. Sa stanovišta kinematike, svi referentni sistemi su jednaki. Međutim, kinematičke karakteristike kretanja, poput putanje, pomaka, brzine, različite su u različitim sistemima. Veličine ovisno o izboru referentnog okvira u kojem se mjere nazivaju se relativnim.

Galileo je pokazao da je u uslovima Zemlje to praktično poštenozakon inercije. Prema ovom zakonu, djelovanje sila na tijelo očituje se u promjenama brzine; prisustvo sila nije potrebno za održavanje kretanja s konstantnom veličinom i smjerom.Referentni okviri u kojima je zakon inercije ispunjen počeli su se nazivati inercijalni referentni sistemi (ISO) .

Sistemi koji rotiraju ili ubrzavaju nisu inercijalni.

Zemlja se ne može smatrati potpuno ISO: ona se okreće, ali za većinu naših svrhareferentni okviri povezani sa Zemljom, u prilično dobroj aproksimaciji, mogu se uzeti kao inercijalni. Referentni okvir koji se kreće jednoliko i pravocrtno u odnosu na IFR je također inercijalan.

G. Galileo i I. Newton bili su duboko svjesni onoga što danas zovemoprincip relativnosti , prema kojem mehanički zakoni fizike moraju biti isti u svim IFR -ima s istim početnim uvjetima.

Iz ovoga slijedi: nijedan IFR se ne razlikuje od drugog referentnog okvira. Svi ISO su mehanički ekvivalentni.

Galileovo načelo relativnosti temelji se na nekim pretpostavkama koje se temelje na našem svakodnevnom iskustvu. U klasičnoj mehanicisvemir ivrijeme se razmatrajuapsolutno ... Pretpostavlja se da je dužina tijela ista u bilo kojem referentnom okviru i da vrijeme u različitim referentnim okvirima teče na isti način. Pretpostavlja se datežina telo takođesve snage ostaju nepromijenjene pri prelasku s jednog IFR -a na drugi.

Svakodnevno iskustvo uvjerava nas u valjanost principa relativnosti, na primjer, u jednoliko pokretnom vozu ili avionu tijela se kreću na isti način kao na Zemlji.

Ne postoji eksperiment kojim bi bilo moguće ustanoviti koji referentni okvir zaista miruje, a koji se pomiče. Ne postoje referentni okviri u stanju apsolutnog mirovanja.

Ako se novčić baci okomito prema gore na pokretna kolica, tada će se promijeniti samo OU koordinata u referentnom okviru povezanom s kolicima.

U referentnom okviru povezanom sa Zemljom, koordinate OU i OX se mijenjaju.

Shodno tome, položaj tijela i njihove brzine u različitim referentnim okvirima su različiti.

Razmotrite kretanje istog tijela u odnosu na dva različita referentna okvira: nepomično i pokretno.

Brod prelazi rijeku okomito na tok rijeke, krećući se određenom brzinom u odnosu na vodu. Kretanje čamca prate 2 posmatrača: jedan je stacioniran na obali, a drugi na splavu koji pluta strujom. Splav je nepomičan u odnosu na vodu, a u odnosu na obalu kreće se brzinom struje.

Sa svakim posmatračem povezujemo koordinatni sistem.

X0Y je fiksni koordinatni sistem.

X'0'Y 'je pokretni koordinatni sistem.

S - kretanje čamca u odnosu na stacionarno CO.

S 1 - kretanje čamca u odnosu na CO u pokretu

S 2 - pomak pomičnog referentnog okvira u odnosu na stacionarni CO.

Po zakonu sabiranja vektora

Brzinu dobivamo dijeljenjem S sa t:

v je brzina tijela u odnosu na stacionarni CO

v 1 - brzina tijela u odnosu na pokretni CO

v 2 - brzina kretanja referentnog okvira u odnosu na stacionarni CO

Ova formula izražavaklasični zakon sabiranja brzina: brzina tijela u odnosu na stacionarni CO jednaka je geometrijskom zbroju brzine tijela u odnosu na CO u pokretu i brzine mobilnog CO u odnosu na stacionarni CO.

U skalarnom obliku, formula će izgledati ovako:

Galileo je ovu formulu prvi put primio.

Galilejev princip relativnosti : svi inercijalni referentni okviri su jednaki; vrijeme, masa, ubrzanje i sila bilježe se u njih na isti način .

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

Koncept kretanja je izuzetno općenit i pokriva najširi spektar pojava. U fizici se proučavaju različite vrste kretanja. Najjednostavniji od njih je mehaničko kretanje. Proučava se u mehanika.
Mehaničko kretanje 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, tada i tijelo B promijeni svoj položaj u odnosu na tijelo A. Drugim riječima, ako se tijelo A pomiče u odnosu na tijelo B, tada se tijelo B pomiče u odnosu na tijelo A. Mehaničko kretanje je rođak- da bi se opisalo kretanje, potrebno je navesti u odnosu na koje tijelo se posmatra.

Tako, na primjer, možemo govoriti o kretanju vlaka u odnosu na tlo, putnika u odnosu na vlak, muhe u odnosu na putnika itd. Koncepti apsolutnog kretanja i apsolutnog odmora nemaju smisla: putnik odmarajući se u odnosu na voz kretat će se s njim u odnosu na stub na cesti, zajedno sa Zemljom izvoditi dnevnu rotaciju i kretati se oko Sunca.
Telo u odnosu na koje se smatra kretanje naziva se referentno tijelo.

Glavni zadatak mehanike je odrediti položaj tijela u pokretu u bilo kojem trenutku. Za rješavanje ovog problema prikladno je kretanje tijela prikazati kao promjenu koordinata njegovih tačaka tokom vremena. Za mjerenje koordinata potreban vam je koordinatni sistem. Za mjerenje vremena potreban je sat. Sve to zajedno čini referentni okvir.

Referentni okvir je referentno tijelo zajedno sa koordinatnim sistemom koji je čvrsto povezan s njim ("zamrznut") i satom.
Referentni okvir je prikazan na Sl. 1. Kretanje tačke se razmatra u koordinatnom sistemu. Poreklo je referentno tijelo.

Slika 1.

Vektor se naziva radijus vektor bodova. Koordinate tačke su istovremeno koordinate njenog radijusnog vektora.
Rješenje glavnog problema mehanike za točku je pronaći njezine koordinate kao funkcije vremena :.
U nekim se slučajevima može apstrahirati od oblika i veličine predmeta koji se proučava i smatrati ga jednostavno pokretnom točkom.

Materijalna tačka je tijelo čije se dimenzije mogu zanemariti u uslovima ovog problema.
Stoga se voz može smatrati materijalnom tačkom kada se kreće iz Moskve u Saratov, ali ne i kada se putnici ukrcaju na njega. Zemlja se može smatrati materijalnom tačkom kada se opisuje njeno kretanje oko Sunca, ali ne i njeno dnevno okretanje oko vlastite osi.

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

Putanja, putanja, kretanje.

U nastavku, govoreći o tijelu u pokretu (ili mirovanju), uvijek pretpostavljamo da se tijelo može uzeti kao materijalna tačka. Posebno će se propisati slučajevi kada se idealizacija materijalne tačke ne može koristiti.

Putanja je linija po kojoj se tijelo kreće. Na sl. 1 putanja tačke je plavi luk, koji je opisan u svemiru do kraja radijusnog vektora.
Way je dužina segmenta putanje koju tijelo pređe u datom vremenskom periodu.
Selidba je vektor koji povezuje početni i krajnji položaj tijela.
Pretpostavimo da se tijelo počinje kretati u jednoj tački i završava u tački (slika 2). Tada je put koji tijelo prelazi dužina putanje. Kretanje tijela je vektor.

Slika 2.

Brzina i ubrzanje.

Razmotrimo kretanje tijela u pravokutnom koordinatnom sistemu s osnovom (slika 3).

Slika 3.

Neka je u trenutku vremena tijelo bilo u tački sa radijusnim vektorom

Nakon kratkog vremenskog perioda, tijelo se pokazalo u tački c
radijus vektor

Pomeranje tela:

(1)

Trenutna brzina u određenom trenutku, ovo je granica omjera pomaka prema vremenskom intervalu kada vrijednost ovog intervala teži nuli; drugim riječima, brzina tačke je derivacija njenog radijusnog vektora:

Iz (2) i (1) dobijamo:

Koeficijenti na bazi vektora u granici daju izvedenice:

(Vremenski derivat je tradicionalno označen tačkom iznad slova.) Dakle,

Vidimo da su projekcije vektora brzine na koordinatne osi izvedenice koordinata tačke:

Kako se približava nuli, točka se približava točki, a vektor pomaka rotira u smjeru tangente. Ispostavilo se da je u granici vektor usmjeren točno duž tangente na putanju u točki. Ovo je prikazano na Sl. 3.

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

Ubrzanje je stoga "stopa promjene brzine". Imamo:

Slijedom toga, projekcije ubrzanja su derivati ​​projekcija brzine (i, prema tome, drugi derivati ​​koordinata):

Zakon sabiranja brzina.

Neka postoje dva referentna okvira. Jedan od njih povezan je sa stacionarnim referentnim tijelom. Ovaj referentni okvir bit će označen i bit će pozvan nepomičan.
Drugi referentni okvir, označen, povezan je s referentnim tijelom, koje se relativno brzo pomiče u odnosu na tijelo. Ovaj referentni okvir se naziva kretanje ... Dodatno, pretpostavljamo da se koordinatne osi sistema kreću paralelno same sa sobom (nema rotacije koordinatnog sistema), tako da se vektor može smatrati brzinom sistema u pokretu u odnosu na stacionarni.

Fiksni referentni okvir obično je povezan sa zemljom. Ako se vlak glatko kreće po tračnicama velikom brzinom, ovaj referentni okvir povezan s vagonom bit će pokretni referentni okvir.

Imajte na umu da je brzina bilo koji točka automobila (osim rotirajućih kotača!) jednaka je. Ako muha sjedi nepomično u nekom trenutku automobila, tada se muha kreće brzinom u odnosu na tlo. Muhu nose kolica, pa se stoga naziva brzina kretajućeg sistema u odnosu na nepomični prenosiva brzina .

Pretpostavimo sada da je muha puzala duž kočije. Brzina letenja u odnosu na automobil (to jest u pokretnom sistemu) označava se i naziva relativna brzina. Brzina muhe u odnosu na tlo (to jest u stacionarnom sistemu) označava se i naziva apsolutna brzina .

Otkrijmo kako su ove tri brzine međusobno povezane - apsolutne, relativne i figurativne.
Na sl. 4, muha je označena tačkom. Nadalje:
- radijus vektora tačke u fiksnom sistemu;
- radijus vektora tačke u pokretnom sistemu;
je radijus vektora referentnog tijela u nepomičnom okviru.

Slika 4.

Kao što vidite sa slike,

Diferencirajući ovu jednakost, dobivamo:

(3)

(Derivat zbira jednak je zbiru derivacija, ne samo za slučaj skalarnih funkcija, već i za vektore).
Derivacija 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 pokretnog sistema u odnosu na stacionarni:

Kao rezultat toga, iz (3) dobivamo:

Zakon sabiranja brzina... Brzina tačke u odnosu na nepomični referentni okvir jednaka je vektorskom zbiru brzine okvira u pokretu i brzine tačke u odnosu na okvir u pokretu. Drugim riječima, apsolutna brzina je zbir prijenosnih i relativnih brzina.

Dakle, ako muva puzi po pokretnim kolicima, tada je brzina muhe u odnosu na tlo jednaka vektorskom zbroju brzine kočije i brzine muhe u odnosu na kočiju. Intuitivno očit rezultat!

Vrste mehaničkih pokreta.

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

Pokret se naziva jednostavno , ako smjer vektora brzine ostane konstantan (a veličina brzine se u ovom slučaju može promijeniti). Prava linija na kojoj leži vektor brzine služi kao putanja pravolinijskog kretanja.
Na primjer, automobil koji se vozi konstantnom brzinom po krivudavoj cesti čini stabilno (ali ne ravno) kretanje. Automobil koji ubrzava na ravnom dijelu autoputa pravi se (ali ne ujednačeno).

Ali ako tijekom kretanja tijela i modul brzine i njegov smjer ostaju konstantni, tada se kretanje naziva jednoobrazno pravocrtno.

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

Najvažniji pojedinačni slučaj neravnomjernog kretanja je jednoliko ubrzano kretanje, pri kojem modul i smjer vektora ubrzanja ostaju konstantni:

Uz materijalnu tačku u mehanici, razmatra se još jedna idealizacija - čvrsto tijelo.
Solid - to je sistem materijalnih tačaka, udaljenosti između kojih se ne mijenjaju tokom vremena. Model krutog tijela koristi se u slučajevima kada ne možemo zanemariti veličinu tijela, ali ne možemo uzeti u obzir promjena veličinu i oblik tijela u procesu kretanja.

Najjednostavniji tipovi mehaničkog kretanja krutog tijela su translacijski i rotacijski pokreti.
Kretanje tela se naziva progresivno, ako se bilo koja ravna linija koja povezuje bilo koje dvije točke tijela pomiče paralelno s izvornim smjerom. U translacijskom kretanju, putanje svih točaka tijela su identične: dobivaju se jedna od druge paralelnim pomakom (slika 5).

Slika 5.

Kretanje tela se naziva rotacijski ako sve njegove tačke opisuju krugove koji leže u paralelnim ravninama. U ovom slučaju centri ovih krugova leže na jednoj pravoj liniji, koja je okomita na sve ove ravnine i naziva se os rotacije.

Na sl. 6 prikazuje loptu koja se okreće oko okomite osi. Ovako se obično crta globus u odgovarajućim problemima dinamike.

Slika 6.

U fizici postoji takav koncept kao mehaničko kretanje, čija se definicija tumači kao promjena koordinata tijela u trodimenzionalnom prostoru u odnosu na druga tijela uz utrošak vremena. Čudno, ali možete ići bilo gdje bez pomicanja, na primjer, brzine autobusa. Ova vrijednost je relativna i zavisno od tačke... Glavna stvar je popraviti referentni okvir kako bi se promatrala tačka u odnosu na objekt.

U kontaktu sa

Opis

Koncepti fizike:

1. Materijalna tačka - dio tijela ili objekta s malim parametrima i masom, koji se ne uzimaju u obzir pri proučavanju procesa. To je veličina koja se u fizici zanemaruje.
2. Pomak je udaljenost koju materijalna točka pređe od jedne koordinate do druge. Koncept ne treba miješati s kretanjem, jer je u fizici to definicija puta.
3. Pređeni put je dio kojim je neka stavka prešla. Koliki je put prešao smatra dio fizike pod naziv "kinematika".
4. Put u svemiru je ravna ili isprekidana linija po kojoj objekt slijedi putanju. Možete zamisliti šta je putanja, prema definiciji iz područja fizike, mentalnim povlačenjem crte.
5. Mehaničko kretanje naziva se kretanje po datoj putanji.

Pažnja! Interakcija tijela odvija se prema zakonima mehanike, a ovaj odjeljak naziva se kinematika.

Shvatite šta je koordinatni sistem i šta je putanja u praksi?

Dovoljno je mentalno pronaći točku u prostoru i izvući koordinatne osi iz nje, objekt će se kretati u odnosu na njega duž izlomljene ili ravne linije, a vrste kretanja će također biti različite, uključujući translacijske, koje se izvode kada se njiše i okreće.

Na primjer, mačka je u prostoriji, prelazi na bilo koji objekt ili mijenja svoju lokaciju u prostoru, krećući se različitim putanjama.

Udaljenost između objekata može se razlikovati jer odabrane putanje nisu iste.

Tipovi

Poznate vrste kretanja:

1. Translacijski. Karakteriše ga paralelizam dvije međusobno povezane tačke, koje se jednako kreću u prostoru. Subjekt se pomiče progresivno kada prolazi duž jedne linije. Dovoljno je zamisliti zamjenu štapa u kemijskoj olovci, odnosno štap se pomiče translacijski duž zadane putanje, dok se svaki njegov dio pomiče paralelno i na isti način. To je prilično uobičajeno u mehanizmima.
2. Rotacijski. Ispitanik opisuje krug u svim ravninama koje su paralelne jedna s drugom. Osi rotacije su centri opisanih, a točke koje se nalaze na osi su fiksne. Sama rotirajuća osovina može se nalaziti unutar tijela (rotacijska), a može se povezati i s vanjskim točkama (orbitalno). Da biste razumjeli o čemu se radi, možete uzeti običnu iglu i konac. Ovaj drugi stegnite među prstima i postupno odmotajte iglu. Igla će opisati krug, a takve vrste kretanja treba klasificirati kao orbitalne. Primjer rotacijskog prikaza: odmotavanje predmeta na tvrdu podlogu.
3. Oscilatorno... Sve točke tijela koje se kreću po datoj putanji ponavljaju se s točnošću ili približno nakon istog vremena. Dobar primjer je podloška okačena za kabel, oscilirajući desno i lijevo.

Pažnja! Posebnost kretanja prema naprijed. Objekt se kreće pravolinijski i u bilo kojem vremenskom intervalu sve njegove točke se kreću u istom smjeru - ovo je translacijsko kretanje. Ako se vozi bicikl, u svakom trenutku možete zasebno razmotriti putanju njegove bilo koje točke, bit će ista. Nije važno je li površina ravna ili nije.

Ove vrste kretanja svakodnevno se susreću u praksi, pa neće biti teško igrati ih mentalno.

Šta je relativnost

Prema zakonima mehanike, objekt se kreće u odnosu na tačku.

Na primjer, ako osoba stoji mirno, a autobus se kreće, to se naziva relativno kretanje dotičnog vozila prema objektu.

Brzina kojom se objekt kreće u odnosu na određeno tijelo u prostoru također se uzima u obzir u odnosu na ovo tijelo i, shodno tome, ubrzanje također ima relativnu karakteristiku.

Relativnost - izravna ovisnost putanje postavljene tokom kretanja tijela, pređene staze, karakteristike brzine, kao i pomaka u odnosu na referentne sisteme.

Kako se vrši odbrojavanje

Šta je referentni okvir i kako se on karakteriše? Brojanje zajedno sa prostornim koordinatnim sistemom, primarno brojanje vremena kretanja - ovo je sistem brojanja. U različitim sistemima jedno tijelo može imati različitu lokaciju.

Tačka je u koordinatnom sistemu, kada se počne kretati, uzima se u obzir njeno vrijeme putovanja.

Referentno tijelo - to je apstraktni objekt koji se nalazi u datoj tački prostora. Prilikom orijentacije prema svom položaju uzimaju se u obzir koordinate drugih tijela. Na primjer, automobil stoji mirno, a osoba se kreće, u ovom slučaju referentno tijelo je mašina.

Ujednačeno kretanje

Koncept jednolikog kretanja - ova definicija u fizici tumači se na sljedeći način.