1. Mișcarea mecanică - unul dintre cele mai comune și ușor observate tipuri de mișcări. Exemple de mișcări mecanice pot servi ca: mișcarea transportului, piesele și mecanismele mașinilor, mâinile cu pendul și ceasul, corpurile și moleculele celeste, mișcarea animalelor și creșterea plantelor etc.
O mișcare mecanică este schimbarea poziției unui corp în spațiu față de alte corpuri în timp.
2. Unul și același corp poate, în timp ce rămâne staționar în raport cu unele corpuri, să se deplaseze în raport cu alții. De exemplu, pasagerii care stau într-un autobuz sunt imobiliari față de corpul autobuzului și se deplasează cu acesta în raport cu oamenii de pe stradă, case, copaci (Figura 1). Astfel, atunci când se vorbește despre mișcarea unui corp, este necesar să se indice corpul cu privire la care este considerată această mișcare.
Corpul, în raport cu care se ia în considerare mișcarea corpurilor, se numește corpul de referință.
3. Poziția corpului în spațiu poate fi determinată folosind coordonate. Dacă corpul se deplasează de-a lungul unei linii drepte, de exemplu un alergător la o distanță scurtă, atunci poziția sa pe această linie poate fi caracterizată de o singură coordonată x. În acest scop, un sistem de coordonate constând dintr-o axă de coordonate OX este conectat cu corpul de referință (figura 2).
Dacă corpul face mișcare într-un anumit plan, de exemplu un jucător de fotbal pe teren, atunci poziția sa este determinată deja cu ajutorul a două coordonate x și y. iar în acest caz sistemul de coordonate constă din două axe reciproc perpendiculare: OX și OY (fig.3).
Atunci când se ia în considerare mișcarea unui corp în spațiu, de exemplu mișcarea unei aeronave care zboară, sistemul de coordonate asociat corpului de referință va consta din trei axe de coordonate reciproc perpendiculare: OX. OY și OZ (figura 4).
Când corpul se mișcă, coordonatele sale se schimbă cu timpul, prin urmare, este necesar să existe un dispozitiv pentru măsurarea orelor de lucru.
Organismul de referință, sistemul de coordonate asociat acestuia și dispozitivul de măsurare a timpului formează un sistem de referință.
Orice mișcare este considerată în raport cu cadrul de referință selectat.
4. Pentru a studia mișcarea corpului înseamnă a determina modul în care se schimbă poziția sa, adică coordonatele sale cu trecerea timpului. Dacă știți cum se schimbă coordonatele corpului cu timpul, puteți să îi determinați poziția (coordonatele) în orice moment.
Sarcina principală a mecanicii este de a determina poziția (coordonatele) corpului în orice moment.
Pentru a indica modul în care poziția corpului se schimbă odată cu timpul, este necesar să se stabilească o legătură între cantitățile care caracterizează această mișcare.
Secțiunea de mecanică care studiază căile de descriere a mișcării corpurilor se numește cinematică.
5. Orice organism are o anumită dimensiune. Atunci când se deplasează părți ale corpului, de exemplu, podeaua și tavanul ascensorului ocupă poziții diferite în spațiu. Se pune întrebarea, cum stabiliți coordonatele corpului? În mai multe cazuri, nu este necesar să se indice poziția fiecărui punct al corpului.
De exemplu, toate punctele ascensorului (Fig.5) se mișcă transversal, adică în timpul mișcării descriu aceleași traiectorii. Amintiți-vă că o traiectorie este o linie de-a lungul căreia se mișcă corpul.
Întrucât în mișcarea înainte toate punctele corpului se mișcă în același mod, nu este nevoie să se descrie mișcarea fiecărui punct separat.
De asemenea, nu puteți face acest lucru atunci când rezolvați astfel de probleme atunci când dimensiunile corpului pot fi neglijate. De exemplu, pentru a determina viteza cu care o minge de fotbal intră în țintă, nu este nevoie să luați în considerare mișcarea fiecărui punct al mingii. Dacă mingea lovește poarta, nu mai puteți neglija dimensiunea sa. Un alt exemplu. Calculând timpul în care nava spațială se deplasează de la Pământ la stația spațială, nava poate fi considerată un punct material. Dacă se calculează modul de andocare a navei cu stația, atunci dimensiunile navei nu pot fi neglijate.
Astfel, pentru a rezolva o serie de probleme asociate cu mișcarea corpurilor, este introdus conceptul de punct material.
Un punct material este un corp al cărui dimensiuni pot fi neglijate în această problemă.
În exemplele de mai sus, o minge de fotbal poate fi considerată un punct material atunci când se calculează viteza cu care zboară în poartă, nava spațială în determinarea timpului de mișcare.
Punctul material este un model fizic al obiectelor reale, al corpurilor reale. Presupunând că corpul este un punct material, neglijăm neesențial pentru rezolvarea unei anumite sarcini prin semne, în special prin mărimea și forma corpului.
6. Conceptul căii este bine cunoscut. Amintiți-vă că traiectoria este distanța parcursă de corp de-a lungul traiectoriei.
Calea este notată cu litera l. Unitatea căii din SI este contorul (1 m).
Poziția corpului poate fi determinată după o anumită perioadă de timp, cunoscând traiectoria mișcării, poziția inițială pe traiectorie și calea parcursă de aceasta în acest interval de timp.
Dacă traiectoria mișcării corpului nu este cunoscută, atunci poziția sa la un moment dat nu poate fi determinată, deoarece în același mod corpul poate călători în direcții diferite. În acest caz, este necesar să se cunoască direcția de mișcare a corpului și distanța parcursă în această direcție.
Fie corpul la momentul inițial t0 = 0 în punctul A (Figura 6) și la momentul t - la punctul B. Conectăm aceste puncte și punem săgeata la capătul segmentului de la punctul B. În acest caz, săgeata indică direcția de mișcare a corpului.
Deplasarea unui corp este segmentul direcționat (vector), care conectează poziția inițială a corpului cu poziția sa finală.
În acest caz este un vector.
Deplasarea este o valoare vectorială. are o direcție și o valoare numerică (modul). Denumește mișcarea prin litera. și modul său este s. Unitatea de deplasare în SI, precum și calea, este un metru (1 m).
Cunoscând poziția inițială a corpului și mișcarea acestuia pe o anumită perioadă de timp, puteți determina poziția corpului la sfârșitul acestui interval de timp.
Trebuie avut în vedere faptul că mișcarea, în general, nu coincide cu traiectoria corpului și modulul de deplasare cu calea traversată. De exemplu, trenul a părăsit Moscova pentru Sankt-Petersburg și sa întors. Distanța dintre aceste orașe este de 650 km. Prin urmare, calea parcursă de tren este de 1.300 km, iar mișcarea este zero. Coincidența modulului de deplasare și a traseului traversat are loc numai atunci când corpul se deplasează de-a lungul unei traiectorii drepte într-o direcție.
Întrebări pentru auto-examinare
1. Ce se numește mișcare mecanică?
2. Ce se numește un cadru de referință? De ce să introducă un sistem de referință?
3. Care este sarcina principală a mecanicii?
4. Ce se numește un punct material? De ce să introducem un model al unui punct material?
5. Este posibil să se cunoască poziția corpului la sfârșitul acestui interval de timp, cunoscând poziția inițială a corpului și modul în care a parcurs o anumită perioadă de timp?
6. Ce se numește deplasare? Care este diferența dintre mutarea corpului și calea?
1. O mașină care se deplasează de-a lungul unei secțiuni drepte a drumului se oprește la punctul A (figura 7). Care sunt coordonatele punctului A din cadrul de referință, conectate: a) cu un arbore (punctul O) pe marginea drumului; b) cu casa (punctul B)?
2. În rezolvarea oricăreia dintre problemele de mai sus, organismele studiate pot fi considerate puncte materiale:
- Calculați distanța dintre Pământ și Lună;
- Calculați distanța parcursă de mașină în 2 ore;
- Calculați viteza de rotație a arborelui motorului;
- calculați timpul pentru depășirea coloanei de transport;
- Calculați timpul de mișcare al sportivului, care rulează o distanță de 400 m?
3. O persoană se deplasează în jurul perimetrului unei secțiuni pătrate, a cărui latură este de 10 m. Care este calea călătorită de o persoană și modul de deplasare egal cu?
4. Bara cade de la o înălțime de 2 m și după impactul pe podea se ridică la o înălțime de 1,5 m. Care este calea mingii în timpul întregii mișcări și a modulului de mișcare?
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: