Et av de enkleste fysiske fenomenene er den mekaniske bevegelsen av kropper. Hvor mange av dere har ikke sett en bil bevege seg, et fly flyr, folk går osv.! Hvis du derimot spør om bygningen du befinner deg i flytter, vil du sannsynligvis si nei. Og du vil ta feil!

Beveger flyet du ser på himmelen nå? Er du sikker på at den beveger seg, så tar du feil igjen! Men hvis du sier at han er i ro, vil heller ikke svaret ditt i dette tilfellet være riktig.

Hvordan avgjøre om denne eller den kroppen beveger seg eller ikke? For å gjøre dette må du først forstå hva mekanisk bevegelse er.

Mekanisk bevegelse kropp er prosessen med å endre sin posisjon i forhold til enhver annen kropp valgt som referanselegeme.

Referanseorgan er en kropp, i forhold til hvilken posisjonen til resten av kroppene vurderes. Referanseorganet velges vilkårlig. Det kan være hva som helst: land, bygning, bil, skip, etc.

For å bedømme om en kropp (for eksempel et fly) beveger seg eller ikke, må man først velge en referansekropp, og deretter se om posisjonen til den aktuelle kroppen endres i forhold til den valgte referansekroppen. I dette tilfellet kan kroppen bevege seg i forhold til et hvilket som helst referanselegeme og samtidig ikke bevege seg i forhold til et annet referanselegeme.

For eksempel beveger en person som sitter på et tog seg i forhold til jernbanesengen, men er i ro i forhold til togvognen. En stein som ligger på bakken er i ro i forhold til jorden, men beveger seg (sammen med jorden) i forhold til solen. Flyet på himmelen beveger seg i forhold til skyene, men hviler i forhold til piloten som sitter i setet.
Det er derfor, uten å spesifisere referanseorganet, det er umulig å si om den gitte kroppen beveger seg eller ikke. Uten å spesifisere et referanseorgan, vil ethvert svar du gir være meningsløst.

Ligger bygningen du er i ro? Svaret på dette spørsmålet avhenger av valget av referanseorganet. Hvis referansekroppen er Jorden, så er den i ro. Men hvis referanseorganet er en bil som passerer bygningen, vil bygningen bevege seg i forhold til den.

Hva er kroppsstørrelsens rolle i å beskrive bevegelsen? I noen tilfeller er det umulig å gjøre uten å angi størrelsen på kroppen og dens deler. Når for eksempel en bil kommer inn i en garasje, vil størrelsen på garasjen og bilen for eieren spille en ganske viktig rolle. Men det er også mange situasjoner hvor kroppsstørrelse er uviktig. Hvis for eksempel den samme bilen flytter fra Moskva til St. Petersburg og det er nødvendig å beregne reisetiden til bilen, vil det ikke ha noen betydning for oss hva dens dimensjoner er.

Hvis dimensjonene til kroppen er mye mindre enn avstandene som er karakteristiske for bevegelsen som vurderes i problemet, blir kroppens dimensjoner neglisjert og kroppen er representert i formen materiell poeng... Ordet "materiale" understreker forskjellen fra et geometrisk punkt. Det geometriske punktet har ingen fysiske egenskaper. Et materialpunkt kan ha masse, elektrisk ladning og noen andre egenskaper.

I moderne mekanikk(teori om bevegelse av legemer) materielle punkter kalles ellers partikler... Vi vil bruke begge disse begrepene i det følgende. Noen ganger, når vi snakker om den mekaniske bevegelsen til partikler, vil vi bruke begrepet "kropp", men vi bør ikke glemme at denne kroppen anses under slike forhold når den kan tas som et materiell poeng.

Når man beveger seg fra ett sted til et annet, beveger en partikkel (eller materialpunkt) seg langs en bestemt linje. Linjen som partikkelen beveger seg langs kalles bane.

Banene kan ha forskjellige former. Noen ganger er det mulig å bedømme formen på banen etter det synlige sporet etter kroppen i bevegelse. Slike stier etterlates noen ganger av flyvende fly eller meteorer som strekker seg på nattehimmelen (fig. 8). Formen på banen avhenger av valget av referanselegemet. For eksempel, i forhold til jorden, er månens bane en sirkel, og i forhold til solen - en linje med en mer kompleks form (fig. 9).
I det følgende vil vi vurdere bevegelsen til alle legemer (med mindre annet er oppgitt) i forhold til jorden.

Bevegelsesbanene til forskjellige kropper kan avvike fra hverandre, ikke bare i form, men også i lengde.

Lengden på banen som kroppen beveget seg langs kalles den traverserte av.

I figur 10 viser den stiplede linjen banen til en skiløper som hopper fra et springbrett. Lengden på banen OA er stien som skiløperen krysser under nedstigningen fra fjellet.

Når du måler banen, bruk enheten for banen. Enheten for banen er lengdeenheten - måler(1m). I praksis brukes også andre lengdeenheter, for eksempel:

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

1. Hva er mekanisk bevegelse? 2. Hvilket organ kalles referanseorganet? 3. Hvorfor er det nødvendig å angi i forhold til hvilket referanseorgan bevegelsen finner sted? 4. I hvilke tilfeller kan et organ betraktes som et vesentlig punkt? 5. Hva er et annet navn for et materiell punkt? 6. Hva er en bane? 7. Hva er forskjellen mellom en sti og en bane? 8. Hva beveger seg egentlig: Jorden rundt solen eller solen rundt jorden? 9. Hvem er på farten: passasjeren på bussen eller personen som står ved holdeplassen? 10. Kan kloden betraktes som et materiell punkt?

Forelesning 2. Relativitet av mekanisk bevegelse. Referansesystemer. Mekaniske bevegelsesegenskaper: bevegelse, hastighet, akselerasjon.

Mekanikk - en gren av fysikk der mekanisk bevegelse studeres.

Mekanikk er klassifisert i kinematikk, dynamikk og statikk.

Kinematikk er en del av mekanikken der bevegelse av kropper vurderes uten å avklare årsakene til denne bevegelsen.Kinematikk studerer måter å beskrive bevegelse på og forholdet mellom mengdene som karakteriserer disse bevegelsene.

Kinematikkoppgave: bestemmelse av bevegelsens kinematiske egenskaper (bevegelsesbane, forskyvning, tilbakelagt distanse, koordinater, hastighet og akselerasjon av kroppen), samt innhenting av ligninger for avhengigheten av disse egenskapene til tid.

Mekanisk bevegelse av kroppen kalle endringen i sin posisjon i rommet i forhold til andre kropper over tid.

Mekanisk bevegelse relativt , uttrykket "kroppen beveger seg" er blottet for enhver mening før det er bestemt med hensyn til hva bevegelsen anses. Bevegelsen av samme kropp i forhold til forskjellige kropper viser seg å være forskjellig. For å beskrive bevegelsen til en kropp, er det nødvendig å angi i forhold til hvilken kropp bevegelsen vurderes. Denne kroppen kallesreferanseorgan ... Hvile er også relativt (eksempler: en passasjer på et stillestående tog ser på et tog som går forbi)

Mekanikkens hovedoppgave – kunne beregne koordinatene til kroppens punkter til enhver tid.

For å løse dette må du ha en kropp som koordinatene telles fra, tilknytte et koordinatsystem og ha en enhet for å måle tidsintervaller.

Koordinatsystemet, referanselegemet det er knyttet til, og enheten for telletidsskjema referanseramme , i forhold til hvilken bevegelsen til kroppen vurderes.

Koordinatsystemer det er:

1.endimensjonal - posisjonen til kroppen på en rett linje bestemmes av én koordinat x.

2.dimensjonal - posisjonen til et punkt på planet bestemmes av to koordinater x og y.

3. tredimensjonal - posisjonen til et punkt i rommet bestemmes av tre koordinater x, y og z.

Hver kropp har en viss størrelse. Ulike deler av kroppen er på forskjellige steder i rommet. Men i mange problemer med mekanikk er det ikke nødvendig å indikere posisjonene til individuelle deler av kroppen. Hvis dimensjonene til kroppen er små sammenlignet med avstandene til andre kropper, kan denne kroppen betraktes som dens materielle punkt. Dette kan for eksempel gjøres når man studerer bevegelsen til planeter rundt solen.

Hvis alle deler av kroppen beveger seg på samme måte, kalles denne bevegelsen translasjonell.

For eksempel beveger hyttene i "Giant Wheel"-attraksjonen, en bil på en rett del av stien, etc. seg progressivt. Under translasjonsbevegelsen til en kropp kan den også betraktes som et materiell punkt.

Materialpunktkalles en kropp hvis dimensjoner kan neglisjeres under disse forholdene .

Konseptet med et materialpunkt spiller en viktig rolle i mekanikk. En kropp kan betraktes som et materiell punkt hvis dens dimensjoner er små sammenlignet med avstanden den reiser, eller i sammenligning med avstanden fra den til andre kropper.

Eksempel ... Dimensjonene til en orbitalstasjon i bane nær Jorden kan ignoreres, og når man beregner banen til romfartøyet når det er dokket med stasjonen, kan man ikke gjøre uten å ta hensyn til dimensjonene.

Mekaniske bevegelsesegenskaper: bevegelse, hastighet, akselerasjon.

Mekanisk bevegelse er preget av tre fysiske størrelser:bevegelse, hastighet og akselerasjon.

Ved å bevege seg over tid fra ett punkt til et annet beskriver kroppen (materiell punkt) en bestemt linje, som kalles kroppens bane.

Linjen som punktet på kroppen beveger seg langs kalles bevegelsesbane.

Lengden på banen kalles den traverserte av.

Angittjeg, målt imeter ... (bane - sti, sti - avstand)

Tilbakelagt avstand l er lik lengden på buen til banen som kroppen krysser i en tid t.Vei – skalar .

Ved å bevege kroppen kalles et rettet linjesegment som forbinder den opprinnelige posisjonen til kroppen med dens etterfølgende posisjon. Forskyvning er en vektorstørrelse.

Vektoren som forbinder start- og sluttpunktene til banen kalles flytte.

AngittS , målt i meter (forskyvning - vektor, forskyvningsmodul - skalar)

Hastighet - en fysisk vektorstørrelse som karakteriserer bevegelseshastigheten til et legeme, som er numerisk lik forholdet mellom forskyvning over en kort tidsperiode og verdien av dette intervallet.

Angitt v

Hastighetsformel:eller

Måleenhet i SI -m/s .

I praksis er måleenheten for hastighet km/t (36 km/t = 10 m/s).

Mål hastighetenspeedometer .

Akselerasjon - Vektorfysisk mengde som karakteriserer hastighetsendringshastigheten, numerisk lik forholdet mellom hastighetsendring og tidsintervallet da denne endringen skjedde.

Hvis hastigheten endres på samme måte under hele bevegelsestiden, kan akselerasjonen beregnes med formelen:

Akselerasjon målesakselerometer

Måleenhet i SIm/s 2

Dermed er de viktigste fysiske størrelsene i kinematikken til et materialpunkt den tilbakelagte avstandenjeg, bevegelse, hastighet og akselerasjon. Veil er en skalar. Forskyvning, hastighet og akselerasjon er vektorstørrelser. For å angi en vektorverdi, må du angi modulen og angi retningen. Vektormengder overholder visse matematiske regler. Vektorer kan projiseres på koordinatakser, de kan legges til, trekkes fra osv.

Relativiteten til mekanisk bevegelse.

Mekanisk bevegelse er relativt. Bevegelsen av samme kropp i forhold til forskjellige kropper viser seg å være forskjellig.

For eksempel kjører en bil på en vei. Det er folk i bilen. Folk beveger seg sammen med bilen langs veien. Det vil si at folk beveger seg i rommet i forhold til veien. Men folk beveger seg ikke i forhold til selve bilen. Dette er manifestert.

For å beskrive bevegelsen til en kropp, er det nødvendig å angi i forhold til hvilken kropp bevegelsen vurderes. Dette organet kalles referanseorganet. Fred er også relativt. For eksempel ser en passasjer på et stillestående tog på et tog som går forbi og forstår ikke hvilket tog som beveger seg før han ser på himmelen eller jorden.

Alle kropper i universet beveger seg, derfor er det ingen kropper som er i absolutt hvile. Av samme grunn er det mulig å avgjøre om en kropp beveger seg eller ikke, kun i forhold til en annen kropp.

For eksempel kjører en bil på en vei. Veien er på planeten Jorden. Veien er ubevegelig. Derfor er det mulig å måle hastigheten til et kjøretøy i forhold til en stillestående vei. Men veien er ubevegelig i forhold til Jorden. Jorden selv kretser imidlertid rundt solen. Følgelig dreier veien, sammen med bilen, også rundt solen. Følgelig gjør bilen ikke bare translasjonsbevegelse, men også rotasjonsbevegelse (i forhold til solen). Men i forhold til jorden gjør bilen bare translasjonsbevegelser. Dette er manifestertrelativiteten til mekanisk bevegelse .

Bevegelsen til samme kropp kan se annerledes ut fra forskjellige observatørers synspunkt. Hastigheten, bevegelsesretningen og kroppens type bane vil være forskjellig for ulike observatører. Uten å spesifisere referanseorganet er det meningsløst å snakke om bevegelse. For eksempel er en sittende passasjer på et tog i ro i forhold til vognen, men beveger seg med vognen i forhold til stasjonsperrongen.

La oss nå illustrere for forskjellige observatører forskjellen i form av banen til en kropp i bevegelse. Når du er på jorden, på nattehimmelen, kan du enkelt se lyse, raskt flygende punkter - satellitter. De beveger seg i sirkulære baner rundt jorden, det vil si rundt oss. La oss nå sitte i et romskip som flyr mot solen. Vi vil se at nå beveger hver satellitt seg ikke i en sirkel rundt jorden, men i en spiral rundt solen:

Relativiteten til mekanisk bevegelse – dette er avhengigheten av kroppens bane, tilbakelagt distanse, forskyvning og hastighet på valget referansesystemer .

Bevegelsen av kropper kan beskrives i ulike referanserammer. Fra et kinematikksynspunkt er alle referansesystemer like. Imidlertid er de kinematiske egenskapene til bevegelse, som bane, forskyvning, hastighet, forskjellige i forskjellige systemer. Størrelsene avhengig av valg av referanseramme de måles i kalles relative..

Galileo viste at under forholdene på jorden er det praktisk talt rettferdigtreghetsloven. I henhold til denne loven manifesteres virkningen av krefter på kroppen i endringer i hastighet; tilstedeværelsen av krefter er ikke nødvendig for å opprettholde bevegelse med en konstant i størrelse og retning.Referanserammene der treghetsloven er oppfylt begynte å bli kalt treghetsreferansesystemer (ISO) .

Systemer som roterer eller akselererer er ikke-trege.

Jorden kan ikke betraktes som fullstendig ISO: den roterer, men for de fleste av våre formålreferanserammer assosiert med jorden, i en ganske god tilnærming, kan tas som treghet.En referanseramme som beveger seg jevnt og rettlinjet i forhold til IFR er også treghet.

G. Galileo og jeg. Newton var dypt klar over det vi kaller i dagrelativitetsprinsippet , i henhold til hvilke fysikkens mekaniske lover må være de samme i alle IFR-er med de samme startbetingelsene.

Det følger av dette: ingen IFR er annerledes enn en annen referanseramme. Alle ISO-er er mekanisk likeverdige.

Galileos relativitetsprinsipp er basert på noen antakelser som er basert på vår hverdagserfaring. I klassisk mekanikkrom ogtid er vurdertabsolutt ... Det antas at lengden på kroppene er lik i enhver referanseramme og at tiden i ulike referanserammer flyter på samme måte. Det antas atvekt kroppen ogsåalle krefter forbli uendret ved overgang fra en IFR til en annen.

Hverdagserfaring overbeviser oss om gyldigheten av relativitetsprinsippet, for eksempel i et jevnt bevegelig tog eller fly beveger kropper seg på samme måte som på jorden.

Det er ikke noe eksperiment som gjør det mulig å fastslå hvilken referanseramme som virkelig er i ro og hvilken som beveger seg. Det er ingen referanserammer i en tilstand av absolutt hvile.

Hvis en mynt kastes vertikalt oppover på en vogn i bevegelse, vil kun OU-koordinaten endres i referanserammen knyttet til vognen.

I referanserammen knyttet til jorden endres koordinatene OU og OX.

Følgelig er posisjonen til legemer og deres hastigheter i forskjellige referanserammer forskjellige.

Tenk på bevegelsen til den samme kroppen i forhold til to forskjellige referanserammer: stasjonær og bevegelig.

Båten krysser elven vinkelrett på elveløpet og beveger seg med en viss hastighet i forhold til vannet. Båtens bevegelse overvåkes av 2 observatører: en stasjonær på kysten, den andre på en flåte som flyter med strømmen. Flåten står stille i forhold til vannet, og i forhold til land beveger den seg med strømmens hastighet.

Vi knytter et koordinatsystem til hver observatør.

X0Y er et fast koordinatsystem.

X'0'Y 'er et bevegelig koordinatsystem.

S - bevegelse av båten i forhold til den stasjonære CO.

S 1 - bevegelse av båten i forhold til den bevegelige CO

S 2 - forskyvning av den bevegelige referanserammen i forhold til den stasjonære CO.

Etter loven om addisjon av vektorer

Vi får hastigheten ved å dele S med t:

v er kroppens hastighet i forhold til den stasjonære CO

v 1 - kroppens hastighet i forhold til den mobile CO

v 2 - hastigheten til den bevegelige referanserammen i forhold til den stasjonære CO

Denne formelen uttrykkerden klassiske loven om addisjon av hastigheter: hastigheten til kroppen i forhold til den stasjonære CO er lik den geometriske summen av kroppens hastighet i forhold til den bevegelige CO og hastigheten til den mobile CO i forhold til den stasjonære CO.

I skalar form vil formelen se slik ut:

For første gang ble denne formelen mottatt av Galileo.

Galileos relativitetsprinsipp : alle treghetsreferanserammer er like; tidsforløp, masse, akselerasjon og kraft registreres i dem på samme måte .

Temaer for USE-kodifikatoren: mekanisk bevegelse og dens typer, relativiteten til mekanisk bevegelse, hastighet, akselerasjon.

Bevegelsesbegrepet er ekstremt generelt og dekker det bredeste spekteret av fenomener. I fysikk studeres ulike typer bevegelse. Den enkleste av disse er mekanisk bevegelse. Det studeres i mekanikk.
Mekanisk bevegelse er en endring i posisjonen til en kropp (eller dens deler) i rommet i forhold til andre kropper over tid.

Hvis kropp A endrer posisjon i forhold til kropp B, så endrer kropp B også posisjon i forhold til kropp A. Med andre ord, hvis kropp A beveger seg i forhold til kropp B, så beveger kropp B seg i forhold til kropp A. Mekanisk bevegelse er slektning- for å beskrive bevegelsen, er det nødvendig å indikere med hensyn til hvilken kropp den blir sett på.

Så, for eksempel, kan vi snakke om bevegelsen til et tog i forhold til bakken, en passasjer i forhold til et tog, en flue i forhold til en passasjer, etc. Begrepene absolutt bevegelse og absolutt hvile gir ikke mening: en passasjer hvile i forhold til toget vil bevege seg med ham i forhold til en stolpe på veien, utføre sammen med jorden, den daglige rotasjonen og bevege seg rundt solen.
Kroppen i forhold til som bevegelsen vurderes kalles referanseorgan.

Mekanikkens hovedoppgave er å bestemme posisjonen til en bevegelig kropp til enhver tid. For å løse dette problemet er det praktisk å representere bevegelsen til en kropp som en endring i koordinatene til dens punkter over tid. For å måle koordinater trenger du et koordinatsystem. Det krever en klokke å måle tid. Alt dette danner til sammen en referanseramme.

Referanseramme er et referanselegeme sammen med et koordinatsystem stivt koblet til det ("frosset inn") og en klokke.
Referansen er vist i fig. 1. Bevegelsen av et punkt betraktes i et koordinatsystem. Opprinnelsen er referanseorganet.

Bilde 1.

Vektoren kalles radius vektor poeng. Koordinatene til et punkt er samtidig koordinatene til radiusvektoren.
Løsningen på hovedproblemet med mekanikk for et punkt er å finne dets koordinater som funksjoner av tid:.
I noen tilfeller kan man abstrahere fra formen og størrelsen på objektet som studeres og betrakte det ganske enkelt som et bevegelig punkt.

Materialpunkt er en kropp hvis dimensjoner kan neglisjeres under betingelsene for dette problemet.
Dermed kan et tog betraktes som et vesentlig punkt når det beveger seg fra Moskva til Saratov, men ikke når passasjerer går ombord på det. Jorden kan betraktes som et materiell punkt når den skal beskrive dens bevegelse rundt solen, men ikke dens daglige rotasjon rundt sin egen akse.

Egenskapene til mekanisk bevegelse inkluderer bane, bane, forskyvning, hastighet og akselerasjon.

Bane, vei, bevegelse.

I det følgende, når vi snakker om en bevegelig (eller hvilende) kropp, antar vi alltid at kroppen kan tas som et materiell punkt. Tilfeller hvor idealisering av et materiell punkt ikke kan benyttes vil være spesielt fastsatt.

Bane er linjen som kroppen beveger seg langs. I fig. 1 er banen til et punkt en blå bue, som er beskrevet i rommet ved enden av radiusvektoren.
Vei er lengden på banesegmentet som kroppen gjennomgår i en gitt tidsperiode.
Flytte er en vektor som forbinder start- og sluttposisjonene til kroppen.
Anta at kroppen begynner å bevege seg på et punkt og slutter på et punkt (fig. 2). Da er banen som kroppen krysser, lengden på banen. Kroppens bevegelse er en vektor.

Figur 2.

Hastighet og akselerasjon.

Tenk på bevegelsen til en kropp i et rektangulært koordinatsystem med en basis (fig. 3).

Figur 3.

La på tidspunktet for tiden kroppen var i et punkt med en radiusvektor

Etter en kort periode viste kroppen seg å være på punkt c
radius vektor

Bevege kroppen:

(1)

Øyeblikkelig hastighet på et tidspunkt er dette grensen for forholdet mellom forskyvning og et tidsintervall når verdien av dette intervallet har en tendens til null; med andre ord, hastigheten til et punkt er den deriverte av radiusvektoren:

Fra (2) og (1) får vi:

Koeffisientene ved basisvektorene i grensen gir de deriverte:

(Tidsderiverten er tradisjonelt indikert med en prikk over en bokstav.) Så,

Vi ser at projeksjonene av hastighetsvektoren på koordinataksene er deriverte av koordinatene til punktet:

Når det nærmer seg null, nærmer punktet seg punktet og forskyvningsvektoren roterer i tangentretningen. Det viser seg at i grensen er vektoren rettet nøyaktig langs tangenten til banen ved punktet. Dette er vist i fig. 3.

Akselerasjonsbegrepet introduseres på lignende måte. La i tidsøyeblikket hastigheten til kroppen er lik, og etter et lite intervall blir hastigheten lik.
Akselerasjon - dette er grensen for forholdet mellom hastighetsendringen og intervallet når dette intervallet har en tendens til null; med andre ord, akselerasjon er den deriverte av hastighet:

Akselerasjon er altså "hastigheten for endring av hastighet". Vi har:

Følgelig er akselerasjonsprojeksjonene deriverte av hastighetsprojeksjonene (og derfor de andre deriverte av koordinatene):

Loven om addisjon av hastigheter.

La det være to referanserammer. En av dem er knyttet til et stasjonært referanseorgan. Denne referanserammen vil bli betegnet og vil bli kalt ubevegelig.
Den andre referanserammen, betegnet, er assosiert med referanselegemet, som beveger seg i forhold til kroppen med hastighet. Denne referanserammen kalles flytte ... I tillegg antar vi at koordinataksene til systemet beveger seg parallelt med seg selv (det er ingen rotasjon av koordinatsystemet), slik at vektoren kan betraktes som hastigheten til det bevegelige systemet i forhold til det stasjonære.

En fast referanseramme er vanligvis knyttet til jorden. Hvis toget beveger seg jevnt på skinnene i hastighet, vil denne referanserammen knyttet til togvognen være en bevegelig referanseramme.

Merk at hastigheten noen punktet på bilen (bortsett fra roterende hjul!) er lik. Hvis flua sitter urørlig på et tidspunkt i bilen, så beveger flua seg med hastighet i forhold til bakken. En flue bæres av en vogn, og derfor kalles hastigheten til et bevegelig system i forhold til et stasjonært bærbar hastighet .

Anta nå at flua har krøpet langs vognen. Hastigheten til flua i forhold til bilen (det vil si i et bevegelig system) betegnes og kalles relativ hastighet. Hastigheten til en flue i forhold til bakken (det vil si i et stasjonært system) betegnes og kalles absolutt hastighet .

La oss finne ut hvordan disse tre hastighetene er relatert til hverandre - absolutte, relative og figurative.
I fig. 4, er fluen indikert med en prikk. Videre:
- radiusvektor for et punkt i et fast system;
- radiusvektor for et punkt i et bevegelig system;
er radiusvektoren til referanselegemet i en stasjonær ramme.

Figur 4.

Som du kan se av bildet,

Ved å differensiere denne likheten får vi:

(3)

(den deriverte av summen er lik summen av de deriverte ikke bare for skalarfunksjoner, men også for vektorer).
Den deriverte er hastigheten til et punkt i systemet, det vil si den absolutte hastigheten:

På samme måte er den deriverte hastigheten til et punkt i systemet, det vil si den relative hastigheten:

Hva er det? Dette er hastigheten til et punkt i et stasjonært system, det vil si den bærbare hastigheten til et bevegelig system i forhold til et stasjonært:

Som et resultat får vi fra (3):

Loven om addisjon av hastigheter... Hastigheten til et punkt i forhold til en stasjonær referanseramme er lik vektorsummen av hastigheten til den bevegelige rammen og hastigheten til punktet i forhold til den bevegelige rammen. Med andre ord er den absolutte hastigheten summen av de bærbare og relative hastighetene.

Således, hvis en flue kryper langs en bevegelig vogn, er fluens hastighet i forhold til bakken lik vektorsummen av vognens hastighet og fluens hastighet i forhold til vognen. Intuitivt opplagt resultat!

Typer av mekanisk bevegelse.

De enkleste typene mekanisk bevegelse av et materialpunkt er jevn og rettlinjet bevegelse.
Bevegelsen kalles uniform, hvis modulen til hastighetsvektoren forblir konstant (hastighetsretningen kan endres i dette tilfellet).

Bevegelsen kalles rett fram , hvis retningen til hastighetsvektoren forblir konstant (og størrelsen på hastigheten kan endres i dette tilfellet). Den rette linjen som hastighetsvektoren ligger på tjener som banen for den rettlinjede bevegelsen.
For eksempel gjør en bil som kjører i konstant hastighet på en svingete vei en jevn (men ikke rett) bevegelse. En bil som akselererer på en rett strekning av motorveien gjør rett (men ikke jevn) bevegelse.

Men hvis både hastighetsmodulen og retningen under kroppens bevegelse forblir konstant, kalles bevegelsen ensartet rettlinjet.

Når det gjelder hastighetsvektoren, kan man gi kortere definisjoner for disse bevegelsestypene:

Det viktigste spesielle tilfellet av ujevn bevegelse er jevnt akselerert bevegelse, hvor modulen og retningen til akselerasjonsvektoren forblir konstant:

Sammen med det materielle punktet i mekanikk, vurderes enda en idealisering - en solid kropp.
Fast - det er et system av materielle punkter, hvor avstandene mellom disse ikke endres over tid. Den stive kroppsmodellen brukes i tilfeller hvor vi ikke kan neglisjere størrelsen på kroppen, men ikke kan ta hensyn til forandringen størrelsen og formen på kroppen i bevegelsesprosessen.

De enkleste typer mekanisk bevegelse av et stivt legeme er translasjons- og rotasjonsbevegelser.
Kroppens bevegelse kalles progressive, hvis en rett linje som forbinder to punkter på kroppen beveger seg parallelt med dens opprinnelige retning. I translasjonsbevegelse er banene til alle punkter i kroppen identiske: de oppnås fra hverandre ved en parallellforskyvning (fig. 5).

Figur 5.

Kroppens bevegelse kalles roterende hvis alle punktene beskriver sirkler som ligger i parallelle plan. I dette tilfellet ligger sentrene til disse sirklene på en rett linje, som er vinkelrett på alle disse planene og kalles rotasjonsakse.

I fig. 6 viser en kule som roterer rundt en vertikal akse. Slik blir kloden vanligvis tegnet i de tilsvarende dynamikkproblemene.

Figur 6.

I fysikk er det et slikt konsept som mekanisk bevegelse, hvis definisjon tolkes som en endring i koordinatene til en kropp i tredimensjonalt rom i forhold til andre kropper med tidsbruk. Merkelig nok, men du kan gå hvor som helst uten å flytte, for eksempel hastigheten på bussen. Denne verdien er relativ og poengavhengig... Det viktigste er å fikse referanserammen for å observere punktet i forhold til objektet.

I kontakt med

Beskrivelse

Fysikkkonsepter:

1. Materialpunkt - en del av kroppen eller et objekt med små parametere og masse, som ikke tas i betraktning når man studerer prosessen. Dette er en mengde som er neglisjert i fysikk.
2. Forskyvning er avstanden tilbakelagt av et materialpunkt fra en koordinat til en annen. Begrepet må ikke forveksles med bevegelse, siden det i fysikk er definisjonen av en sti.
3. En tilbakelagt bane er strekningen som en gjenstand har kjørt. Hva er veien tilbakelagt vurderes av delen av fysikk under navnet "Kinematikk".
4. En bane i rommet er en rett eller brutt linje som et objekt følger en bane langs. Du kan forestille deg hva en bane er, ifølge definisjonen fra fysikkfeltet, ved å mentalt trekke en linje.
5. Mekanisk bevegelse kalles bevegelse langs en gitt bane.

Merk følgende! Samspillet mellom kropper utføres i henhold til mekanikkens lover, og denne delen kalles kinematikk.

Forstå hva et koordinatsystem er og hva en bane er i praksis?

Det er nok å mentalt finne et punkt i rommet og tegne koordinatakser fra det, objektet vil bevege seg i forhold til det langs en brutt eller rett linje, og bevegelsestypene vil også være forskjellige, inkludert translasjons, utført når du vingler og roterer.

For eksempel er en katt i et rom, beveger seg til et hvilket som helst objekt, eller endrer plassering i rommet ved å bevege seg langs forskjellige baner.

Avstanden mellom objekter kan variere ettersom de valgte banene ikke er de samme.

Typer

Kjente typer bevegelser:

1. Oversettelse. Det er preget av parallelliteten til to sammenkoblede punkter, som beveger seg like i rommet. Motivet beveger seg progressivt når det passerer langs én linje. Det er nok å forestille seg utskifting av stangen i en kulepenn, det vil si at stangen beveger seg translasjonsmessig langs en gitt bane, mens hver del av den beveger seg parallelt og på samme måte. Dette er ganske vanlig i mekanismer.
2. Roterende. Emnet beskriver en sirkel i alle plan som er parallelle med hverandre. Rotasjonsaksene er sentrene til de beskrevne, og punktene på aksen er faste. Selve rotasjonsaksen kan være plassert inne i kroppen (rotasjons), og også koble til dens ytre punkter (orbital). For å forstå hva det er, kan du ta en vanlig nål og tråd. Klem sistnevnte mellom fingrene og rull gradvis ut nålen. Nålen vil beskrive en sirkel, og slike typer bevegelser bør klassifiseres som orbital. Et eksempel på en roterende visning: vikle av en gjenstand på en hard overflate.
3. Oscillerende... Alle punkter i en kropp som beveger seg langs en gitt bane gjentas med nøyaktighet eller omtrent etter samme tid. Et godt eksempel er en skive hengt opp i en ledning, som svinger til høyre og venstre.

Merk følgende! Det særegne ved fremadgående bevegelse. Et objekt beveger seg i en rett linje, og til enhver tid beveger alle punktene seg i samme retning - dette er en translasjonsbevegelse. Hvis en sykkel sykler, kan du når som helst vurdere banen til et hvilket som helst punkt, det vil være det samme. Det spiller ingen rolle om overflaten er flat eller ikke.

Disse typer bevegelser møter man daglig i praksis, så det vil ikke være vanskelig å spille dem mentalt.

Hva er relativitet

I følge mekanikkens lover beveger et objekt seg i forhold til et punkt.

For eksempel, hvis en person står stille, og bussen beveger seg, kalles dette relativiteten til bevegelsen til det aktuelle kjøretøyet til objektet.

Hastigheten som objektet beveger seg med i forhold til et bestemt legeme i rommet tas også i betraktning i forhold til denne kroppen, og følgelig har akselerasjonen også en relativ karakteristikk.

Relativitet er en direkte avhengighet av banen satt under bevegelsen av kroppen, den kryssede banen, hastighetskarakteristikken, samt forskyvning i forhold til referansesystemer.

Hvordan gjennomføres nedtellingen

Hva er referanserammen og hvordan karakteriseres den? Nedtellingen i forbindelse med det romlige koordinatsystemet, den primære nedtellingen av bevegelsestiden - dette er tellesystemet. I forskjellige systemer kan en kropp ha en annen plassering.

Punktet er i koordinatsystemet, når det begynner å bevege seg, tas det hensyn til reisetiden.

Referanseorgan - det er et abstrakt objekt som befinner seg på et gitt punkt i rommet. Når man orienterer seg til sin posisjon, vurderes koordinatene til andre legemer. For eksempel står en bil stille, og en person beveger seg, i dette tilfellet er referansekroppen en maskin.

Ensartet bevegelse

Konseptet med jevn bevegelse - denne definisjonen i fysikk tolkes som følger.