Движение на тялото. Кинематика. Механично движение. Справочна система. Материална точка. Траектория. Пътека

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Механично движение наричаме промяната в положението на тялото в пространството във времето спрямо други тела.

Въз основа на определението фактът на движение на тялото може да се установи чрез сравняване на неговите позиции в последователни моменти от време с позицията на друго тяло, което се нарича референтно тяло.

По този начин, наблюдавайки облаците, плаващи по небето, можем да кажем, че те променят позицията си спрямо Земята. Топка, която се търкаля по маса, променя позицията си спрямо масата. При движещ се танк релсите се движат както спрямо Земята, така и спрямо тялото на танка. Жилищната сграда е в покой спрямо Земята, но променя позицията си спрямо Слънцето.

Разгледаните примери ни позволяват да направим важно заключениече едно и също тяло може едновременно да извършва различни движения спрямо други тела.

Видове механични движения

Най-простите видове механично движение на тяло с крайни размери са транслационни и въртеливо движение.

Движението се нарича транслационно, ако правата линия, свързваща две точки на тялото, се движи, като остава успоредна на себе си (фиг. 1, а). При постъпателно движение всички точки на тялото се движат еднакво.

При въртеливо движение всички точки на тялото описват окръжности, разположени в успоредни равнини. Центровете на всички кръгове лежат на една и съща права линия, която се нарича ос на въртене. Точките на тялото, лежащи по оста на кръга, остават неподвижни. Оста на въртене може да бъде разположена както вътре в тялото (ротационно въртене) (фиг. 1, б), така и извън него (орбитално въртене) (фиг. 1, в).

Примери за механично движение на тела

Автомобилът се движи прогресивно по прав участък от пътя, докато колелата на автомобила извършват въртеливо въртеливо движение. Земята, въртяща се около Слънцето, извършва ротационно орбитално движение, а въртейки се около оста си - ротационно ротационно движение. В природата обикновено срещаме сложни комбинации различни видоведвижения. така че футболна топка, летящ в портата, едновременно извършва транслационно и ротационно движение. Сложните движения се извършват от части на различни механизми, небесни телаи т.н.

Видове механични движения

Механичното движение може да се разглежда за различни механични обекти:

• Движение на материална точкасе определя изцяло от промяната на координатите му във времето (например двама в самолет). Това се изучава от кинематиката на точка. по-специално, важни характеристикидвиженията са траектория на материална точка, преместване, скорост и ускорение.
  • Направодвижение на точка (когато тя винаги е на права линия, скоростта е успоредна на тази права линия)
  • Криволинейно движение- движението на точка по траектория, която не е права линия, с произволно ускорение и произволна скорост във всеки момент (например движение в кръг).
• Твърдо движение на тялотосе състои от движението на която и да е от неговите точки (например центъра на масата) и ротационното движение около тази точка. Изследван от кинематиката на твърдото тяло.
  • Ако няма въртене, тогава се извиква движението прогресивени се определя изцяло от движението на избраната точка. Движението не е непременно линейно.
  • За описание въртеливо движение- движения на тялото спрямо избрана точка, например, фиксирана в точка, използвайте ъгли на Ойлер. Техният брой в случай на триизмерно пространство е три.
  • Също така за твърдоразпределя плоско движение- движение, при което траекториите на всички точки лежат в успоредни равнини, докато се определя изцяло от една от секциите на тялото, а сечението на тялото се определя от позицията на всеки две точки.
• Непрекъснато движение. Тук се приема, че движението на отделните частици на средата е напълно независимо едно от друго (обикновено ограничено само от условията на непрекъснатост на полетата на скоростта), следователно броят на определящите координати е безкраен (функциите стават неизвестни).

Геометрия на движението

Относителност на движението

Относителността е зависимостта на механичното движение на тялото от отправната система. Без уточняване на отправната система няма смисъл да се говори за движение.

Вижте също

Връзки

• Механично движение (видео урок, програма за 10. клас)

Фондация Уикимедия.

2010 г.

Вижте какво е „механично движение“ в други речници:механично движение - Промяна във времето на взаимното разположение в пространството на материалните тела или взаимното разположение на части от дадено тяло. Бележки 1. В рамките на механиката механичното движение може накратко да се нарече движение. 2. Концепцията за механично движение...

Вижте какво е „механично движение“ в други речници:Ръководство за технически преводач

Вижте какво е „механично движение“ в други речници:- mechaninis judėjimas statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. механично движение vok. mechanische Bewegung, ф рус. механично движение, n pranc. mouvement mécanique, m … Fizikos terminų žodynas - ▲ механична кинетика на движението. кинетичен. кинематика.механични процеси

Вижте какво е „механично движение“ в други речници:процеси на движение на материални тела. ↓ неподвижен, разпръснат, търкалящ се... - Промяна във времето на относителното положение в пространството на материалните тела или относителното положение на части от дадено тяло...

Политехнически терминологичен тълковен речникМЕХАНИЧНО ДВИЖЕНИЕ НА НАСЕЛЕНИЕТО - МЕХАНИЧНО ДВИЖЕНИЕ НА НАСЕЛЕНИЕТО, разп. видове територия движейки ни. Терминът M.D.S. се появи през 2-рата половина. 19 век В модерните научен Буквално терминът миграция на населението обикновено се използва...

Демографски енциклопедичен речникдвижение на организми - ▲ механично движение форма на движение: амебоид (амеба, кръвни левкоцити). ресничести (флагелати, сперматозоиди). мускулест. ↓мускулна тъкан , движения (животно) ...

Идеографски речник на руския езикдвижение , движения (животно) ...

- ▲ процес на движение неподвижно движение процес на движение. абсолютно движение. относително движение. ↓ движение...

Съдържание 1 Физика 2 Философия 3 Биология ... Уикипедия В широк смисъл, всяка промяна, в тесен смисъл, промяна в положението на тялото в пространството. Д. се превърна в универсален принцип във философията на Хераклит („всичко тече”). Възможността за Д. е отречена от Парменид и Зенон от Елея. Аристотел разделя Д. на... ...

Механичната телевизия е вид телевизия, която използва електромеханични устройства вместо електронни устройства за разлагане на изображението на елементи. лъчеви тръби. Първите телевизионни системи са били механични и най-често не... ... Wikipedia

Книги

• Комплект маси. Физика. 7 клас (20 таблици), . Образователен албум от 20 листа.

Физични величини. Измервания на физични величини. Структура на материята. Молекули. дифузия. Взаимно привличане и отблъскване на молекули. Три състояния на материята...Механично движение

е промяна в положението на тялото в пространството спрямо други тела.

Например, кола се движи по пътя. В колата има хора. Хората се движат заедно с колата по пътя. Тоест хората се движат в пространството спрямо пътя. Но спрямо самата кола хората не се движат. Това се показва.:

Основни видове механични движенияДвижение напред

- това е движение на тяло, при което всички негови точки се движат еднакво.

Например същата кола се движи напред по пътя. По-точно, само тялото на автомобила извършва постъпателно движение, докато колелата му извършват въртеливо движение.Ротационно движение

е движението на тялото около определена ос. При такова движение всички точки на тялото се движат в кръгове, чийто център е тази ос.

Колелата, които споменахме, извършват въртеливо движение около осите си, като в същото време колелата извършват постъпателно движение заедно с купето на автомобила. Тоест колелото извършва въртеливо движение спрямо оста и постъпателно движение спрямо пътя.Осцилаторно движение

- Това е периодично движение, което се случва последователно в две противоположни посоки.

Например, махало в часовник извършва колебателно движение.

Транслационните и ротационните движения са най-простите видове механични движения.

Например, кола се движи по пътя. Пътят се намира на планетата Земя. Пътят е неподвижен. Следователно е възможно да се измери скоростта на автомобил спрямо неподвижен път. Но пътят е неподвижен спрямо Земята. Самата Земя обаче се върти около Слънцето. Следователно пътят заедно с колата също се върти около Слънцето. Следователно колата извършва не само транслационно движение, но и ротационно движение (спрямо Слънцето). Но спрямо Земята колата прави само постъпателно движение. Това показва относителността на механичното движение.

Относителност на механичното движение– това е зависимостта на траекторията на тялото, изминатото разстояние, движението и скоростта от избора референтни системи.

Материална точка

В много случаи размерът на тялото може да бъде пренебрегнат, тъй като размерите на това тяло са малки в сравнение с разстоянието, което тялото изминава, или в сравнение с разстоянието между това тяло и други тела. За да се опростят изчисленията, такова тяло може условно да се счита за материална точка, която има масата на това тяло.

Материална точкае тяло, чиито размери могат да бъдат пренебрегнати при дадени условия.

Колата, която споменахме много пъти, може да се приеме за материална точка спрямо Земята. Но ако човек се движи вътре в тази кола, тогава вече не е възможно да се пренебрегне размерът на колата.

Като правило, когато решаваме задачи по физика, ние разглеждаме движението на тялото като движение на материална точкаи оперират с понятия като скорост на материална точка, ускорение на материална точка, импулс на материална точка, инерция на материална точка и др.

Референтна рамка

Материалната точка се движи спрямо други тела. Тялото, по отношение на което се разглежда това механично движение, се нарича референтно тяло. Референтно тялосе избират произволно в зависимост от задачите, които се решават.

Свързан с референтния орган координатна система, която е отправна точка (начало). Координатната система има 1, 2 или 3 оси в зависимост от условията на движение. Позицията на точка върху права (1 ос), равнина (2 оси) или в пространството (3 оси) се определя съответно от една, две или три координати. За да се определи позицията на тялото в пространството във всеки момент от времето, е необходимо също да се зададе началото на отброяването на времето.

Референтна рамкае координатна система, референтно тяло, с което е свързана координатната система, и устройство за измерване на времето. Движението на тялото се разглежда спрямо отправната система. В същото тяло, относително различни телаотправна точка в различни координатни системи може да има напълно различни координати.

Траектория на движениесъщо зависи от избора на референтна система.

Видове отправни системимогат да бъдат различни, например неподвижна отправна система, подвижна отправна система, инерциална отправна система, неинерциална отправна система.

Механично движение на тяло (точка) е изменението на положението му в пространството спрямо други тела във времето.

Видове движения:

А) Униформа праволинейно движениематериална точка: Начални условия

. Начални условия

G) Хармонично трептящо движение.Важен случай на механично движение са трептенията, при които параметрите на движение на точка (координати, скорост, ускорение) се повтарят на определени интервали.

ЗА писания на движението . Има различни начини за описване на движението на телата. С координатния метод определяйки позицията на тялото в декартова координатна система, движението на материална точка се определя от три функции, изразяващи зависимостта на координатите от времето:

х= х(t), г=y(t) И z= z(t) .

Тази зависимост на координатите от времето се нарича закон на движението (или уравнение на движението).

С векторния метод позицията на точка в пространството се определя по всяко време от радиус вектора r= r(t) , изтеглен от началото до точка.

Има и друг начин за определяне на позицията на материална точка в пространството за дадена траектория на нейното движение: използване на криволинейна координата л(t) .

И трите метода за описание на движението на материална точка са еквивалентни; изборът на който и да е от тях се определя от съображенията за простотата на получените уравнения на движение и яснотата на описанието.

Под справочна система разбирайте референтно тяло, което обикновено се счита за неподвижно, координатна система, свързана с референтното тяло, и часовник, също свързан с референтното тяло. В кинематиката референтната система се избира в съответствие с конкретните условия на задачата за описване на движението на тялото.

2. Траектория на движение. Изминатият път. Кинематичен закон за движение.

Линията, по която се движи определена точка от тялото, се нарича траекториядвижениетази точка.

Нарича се дължината на участъка от траекторията, изминат от точка по време на нейното движение изминатия път .

Промяната на радиус вектора във времето се нарича кинематичен закон :
В този случай координатите на точките ще бъдат координати във времето: х= х(t), г= г(t) Иz= z(t).

При криволинейно движение пътят е по-голям от модула на изместване, тъй като дължината на дъгата винаги е по-голяма от дължината на свиващата я хорда

Векторът, начертан от първоначалната позиция на движещата се точка до нейната позиция в даден момент (увеличаване на радиус вектора на точката за разглеждания период от време), се нарича движещи се. Полученото преместване е равно на векторната сума на последователните премествания.

При праволинейно движение векторът на преместване съвпада със съответния участък от траекторията, а модулът на преместване е равен на изминатото разстояние.

3. Скорост. Средна скорост. Проекции на скоростта.

Скорост - скорост на промяна на координатите. Когато едно тяло (материална точка) се движи, ние се интересуваме не само от неговото положение в избраната референтна система, но и от закона на движението, т.е. зависимостта на радиус вектора от времето. Остави момента във времето съответства на радиус вектора движеща се точка и близък момент във времето - радиус вектор . След това за кратък период от време
точката ще направи малко преместване равно на

За да се характеризира движението на тялото, се въвежда понятието средна скорост неговите движения:
Тази величина е векторна величина, съвпадаща по посока с вектора
. С неограничено намаление Δtсредната скорост клони към гранична стойност, наречена моментна скорост :

Проекции на скоростта.

А) Равномерно линейно движение на материална точка:
Начални условия

Б) Равномерно ускорено праволинейно движение на материална точка:
. Начални условия

Б) Движение на тяло по дъга от окръжност с постоянна абсолютна скорост:

Какво е механично движение и как се характеризира? Какви параметри се въвеждат, за да се разбере този тип движение? Какви термини се използват най-често в този случай? В тази статия ще отговорим на тези въпроси, ще разгледаме механичното движение от различни гледни точки, ще дадем примери и ще се занимаваме с решаването на задачи от физиката по съответната тема.

Основни понятия

Още от училище ни учат, че механичното движение е промяна в позицията на тялото във всеки момент от времето спрямо други тела в системата. Всъщност това е така. Нека вземем обикновената къща, в която се намираме, като нула на координатната система. Визуално си представете, че къщата ще бъде началото на координатите, а абсцисата и ординатната ос ще излизат от нея във всяка посока.

В този случай нашето движение в къщата, както и извън нея, ясно ще демонстрира механичното движение на тялото в референтната рамка. Представете си, че една точка се движи по координатна система, като във всеки момент променя координатите си спрямо абсцисната и ординатната ос. Всичко ще бъде просто и ясно.

Характеристики на механичното движение

Какъв вид движение може да бъде това? Няма да навлизаме твърде дълбоко в джунглата на физиката. Нека разгледаме най-простите случаи, когато материална точка се движи. Тя е разделена на линейно движение, както и криволинейно движение. По принцип всичко вече трябва да е ясно от заглавието, но нека поговорим за това по-конкретно, за всеки случай.

Праволинейното движение на материална точка ще се нарича такова движение, което се случва по траектория под формата на права линия. Е, например, кола се движи точно под път, който няма завои. Или по участък от подобен път. Това ще бъде линейно движение. В този случай тя може да бъде равномерна или равномерно ускорена.

Криволинейно движение на материална точка ще се нарича такова движение, което се извършва по траектория, която няма формата на права линия. Траекторията може да бъде прекъсната или затворена линия. Тоест кръгова траектория, елипсоидална и т.н.

Механично движение на населението

Този тип движение няма почти абсолютно нищо общо с физиката. Въпреки че зависи от каква гледна точка го възприемаме. Какво най-общо се нарича механично движение на населението? Отнася се за преместване на индивиди, което се случва в резултат на миграционни процеси. Това може да бъде както външна, така и вътрешна миграция. Въз основа на продължителността механичното движение на населението се разделя на постоянно и временно (плюс махало и сезонно).

Ако разгледаме този процес от физическа гледна точка, тогава може да се каже само едно: това движение ще демонстрира отлично движението на материалните точки в референтната система, свързана с нашата планета - Земята.

Равномерно механично движение

Както подсказва името, това е вид движение, при което скоростта на тялото има определена стойност, която се поддържа постоянна по модул. С други думи, скоростта на тяло, което се движи равномерно, не се променя. IN реалния животедва ли можем да забележим идеални примери за равномерно механично движение. Съвсем основателно можете да възразите, че можете да карате кола със скорост от 60 километра в час. Да, определено скоростомер превозно средствоможе да демонстрира подобна стойност, но това не означава, че всъщност скоростта на автомобила ще бъде точно шестдесет километра в час.

за какво говорим Както знаем, първо, всички измервателни уреди имат определена грешка. Линийки, везни, механични и електронни инструменти - всички те имат определена грешка, неточност. Можете да видите това сами, като вземете дузина линийки и ги поставите една до друга. След това може да забележите някои несъответствия между милиметровите маркировки и тяхното приложение.

Същото важи и за скоростомера. Има определена грешка. За инструментите неточността е числено равна на половината от стойността на делението. При автомобилите скоростомерът ще бъде неточен с 10 километра в час. Ето защо в определен момент е невъзможно да се каже със сигурност, че се движим с една или друга скорост. Вторият фактор, който ще доведе до неточност, ще бъдат силите, действащи върху колата. Но силите са неразривно свързани с ускорението, така че ще говорим за тази тема малко по-късно.

Много често равномерното движение се среща в задачи от математически характер, а не от физически. Има мотоциклетисти, камиони и автомобилисе движат със същата скорост, равна по големина на различни моментивреме.

Равноускорено движение

Във физиката този тип движение се среща доста често. Дори в задачите от част „А” и на 9-ти, и на 11-ти клас има задачи, в които трябва да можете да извършвате операции с ускорение. Например „A-1“, където е начертана графика на движението на тялото в координатни оси и трябва да изчислите колко разстояние е изминала колата за определен период от време. Освен това един от интервалите може да демонстрира равномерно движение, докато във втория е необходимо първо да се изчисли ускорението и едва след това изминатото разстояние.

Откъде знаеш, че движението е равномерно ускорено? Обикновено задачите предоставят информация за това директно. Тоест има или цифрова индикация за ускорението, или са дадени параметри (време, промяна на скоростта, разстояние), които ни позволяват да определим ускорението. Трябва да се отбележи, че ускорението е векторна величина. Това означава, че може да бъде не само положително, но и отрицателно. В първия случай ще наблюдаваме ускорението на тялото, във втория - неговото забавяне.

Но се случва информацията за вида на движението да се преподава на ученика в малко потайна, ако можете да го наречете така, форма. Например, казва се, че нищо не действа върху тялото или сумата от всички сили е нула. Е, в този случай трябва ясно да разберете, че говорим за равномерно движение или покой на тяло в определена координатна система. Ако си спомняте втория закон на Нютон (който гласи, че сборът от всички сили не е нищо повече от произведението на масата на тялото и ускорението, придадено под действието на съответните сили), лесно ще забележите един интересно нещо: Ако сборът на силите е нула, тогава произведението на масата и ускорението също ще бъде нула.

Заключение

Но масата е постоянна величина за нас и априори не може да бъде нула. В този случай би било логично да се заключи, че при липса на действие на външни сили (или при тяхното компенсирано действие) тялото няма ускорение. Това означава, че е или в покой, или се движи с постоянна скорост.

Формула за равномерно ускорено движение

Понякога в научната литература има подход, според който първо се дават прости формули, а след това, като се вземат предвид определени фактори, те се усложняват. Ние ще направим обратното, а именно ще разгледаме първо равномерно ускорено движение. Формулата, по която се изчислява изминатото разстояние е следната: S = V0t + at^2/2. Тук V0 е началната скорост на тялото, a е ускорението (може да бъде отрицателно, тогава знакът + във формулата ще се промени на -), а t е времето, изминало от началото на движението до спирането на тялото.

Формула за равномерно движение

Ако говорим за равномерно движение, не забравяйте, че в този случай ускорението е нула (a = 0). Заместете нула във формулата и получете: S = V0t. Но скоростта по целия маршрут е постоянна, грубо казано, тоест ще трябва да пренебрегнем силите, действащи върху тялото. Което, между другото, се практикува навсякъде в кинематиката, тъй като кинематиката не изучава причините за движението; динамиката се занимава с това. Така че, ако скоростта по целия участък от пътя е постоянна, тогава нейната начална стойност съвпада с всяка междинна, както и крайната. Следователно формулата за разстоянието ще изглежда така: S = Vt. това е всичко