Anna vertailukehyksen mekaanisen liikkeen määritelmä. Mekaanisen liikkeen suhteellisuusteoria

Mitä mekaaninen liike on ja miten se luonnehtii? Mitä parametreja otetaan käyttöön tämän tyyppisen liikkeen ymmärtämiseksi? Mitä termejä käytetään useimmiten tässä tapauksessa? Tässä artikkelissa vastaamme näihin kysymyksiin, tarkastelemme mekaanista liikettä eri näkökulmista, annamme esimerkkejä ja käsittelemme fysiikan ongelmien ratkaisemista asiaankuuluvasta aiheesta.

Peruskonseptit

Koulusta lähtien meille on opetettu, että mekaaninen liike on kehon sijainnin muutosta millä tahansa hetkellä suhteessa järjestelmän muihin kappaleisiin. Itse asiassa näin se on. Otetaan tavallinen talo, jossa olemme, koordinaattijärjestelmän nollaksi. Kuvittele visuaalisesti, että talo on koordinaattien origo, ja abskissa ja ordinaatta-akseli nousevat siitä mihin tahansa suuntaan.

Tässä tapauksessa liikkeemme talon sisällä ja sen ulkopuolella osoittaa selvästi kehon mekaanisen liikkeen vertailukehyksessä. Kuvittele, että piste liikkuu koordinaattijärjestelmää pitkin ja joka hetki muuttaa koordinaattiaan suhteessa sekä abskissa- että ordinaatta-akseliin. Kaikki tulee olemaan yksinkertaista ja selkeää.

Mekaanisen liikkeen ominaisuudet

Millainen liike tämä voisi olla? Emme sukeltaa liian syvälle fysiikan viidakkoon. Tarkastellaan yksinkertaisimpia tapauksia, joissa liikettä tapahtuu aineellinen kohta. Se on jaettu suoraviivaiseen liikkeeseen ja myös kaarevaan liikkeeseen. Periaatteessa kaiken pitäisi olla selvää jo otsikosta, mutta puhutaanpa tästä tarkemmin, varmuuden vuoksi.

Aineellisen pisteen suoraviivaista liikettä kutsutaan sellaiseksi liikkeeksi, joka tapahtuu liikerataa pitkin suoran muodossa. No esimerkiksi auto ajaa suoraan tien alle, jolla ei ole käännöksiä. Tai saman tien osuudella. Tämä tulee olemaan lineaarinen liike. Tässä tapauksessa se voi olla tasainen tai tasaisesti kiihdytetty.

Aineellisen pisteen kaarevaa liikettä kutsutaan sellaiseksi liikkeeksi, joka suoritetaan liikeradalla, jolla ei ole suoran muotoa. Rata voi olla katkoviiva tai suljettu viiva. Eli pyöreä liikerata, ellipsoidi ja niin edelleen.

Väestön mekaaninen liikkuminen

Tällä liikkeellä ei ole lähes mitään tekemistä fysiikan kanssa. Tosin riippuen siitä, mistä näkökulmasta sen havaitsemme. Mitä yleisesti kutsutaan väestön mekaaniseksi liikkeeksi? Se viittaa yksilöiden uudelleensijoittumiseen, joka tapahtuu muuttoliikeprosessien seurauksena. Tämä voi olla sekä ulkoista että sisäistä muuttoliikettä. Keston perusteella väestön mekaaninen liikkuminen jaetaan pysyvään ja väliaikaiseen (plus heiluri ja kausiluonteinen).

Jos tarkastelemme tätä prosessia fyysisestä näkökulmasta, voidaan sanoa vain yksi asia: tämä liike osoittaa täydellisesti aineellisten pisteiden liikkeen planeettamme - Maahan - liittyvässä vertailujärjestelmässä.

Tasainen mekaaninen liike

Kuten nimestä voi päätellä, tämä on liiketyyppi, jossa kehon nopeudella on tietty arvo, joka pidetään vakiona. Toisin sanoen tasaisesti liikkuvan kappaleen nopeus ei muutu. SISÄÄN oikea elämä tuskin huomaa ihanteellisia esimerkkejä tasaisesta mekaanisesta liikkeestä. Voit perustellusti vastustaa, että voit ajaa autoa nopeudella 60 kilometriä tunnissa. Kyllä, ehdottomasti nopeusmittari ajoneuvoa voi osoittaa samanlaista arvoa, mutta tämä ei tarkoita, että auton nopeus on itse asiassa tasan kuusikymmentä kilometriä tunnissa.

Mitä se koskee? Kuten tiedämme, ensinnäkin kaikissa mittauslaitteissa on tietty virhe. Viivoittimet, vaa'at, mekaaniset ja elektroniset instrumentit - niissä kaikissa on tietty virhe, epätarkkuus. Voit nähdä tämän itse ottamalla tusina viivainta ja kiinnittämällä ne toisiinsa. Tämän jälkeen saatat huomata joitain eroja millimetrimerkkien ja niiden käytön välillä.

Sama koskee nopeusmittaria. Siinä on tietty virhe. Instrumenttien kohdalla epätarkkuus on numeerisesti yhtä suuri kuin puolet jakoarvosta. Autoissa nopeusmittari on 10 kilometriä tunnissa epätarkka. Siksi tietyllä hetkellä on mahdotonta sanoa varmasti, että kuljemme yhdellä tai toisella nopeudella. Toinen epätarkkuutta aiheuttava tekijä ovat autoon vaikuttavat voimat. Mutta voimat liittyvät erottamattomasti kiihtyvyyteen, joten puhumme tästä aiheesta hieman myöhemmin.

Hyvin usein tasaista liikettä esiintyy pikemminkin matemaattisissa kuin fysikaalisissa ongelmissa. Siellä moottoripyöräilijät, kuorma-autot ja autot liikkuvat samalla nopeudella, samansuuruisina eri ajankohtina.

Tasaisesti kiihdytetty liike

Fysiikassa tämän tyyppistä liikettä esiintyy melko usein. Sekä 9. että 11. luokan A-osan tehtävissä on tehtäviä, joissa pitää pystyä suorittamaan operaatioita kiihtyvällä vauhdilla. Esimerkiksi "A-1", jossa korin liikkeen kaavio piirretään koordinaattiakseleille ja sinun on laskettava, kuinka pitkän matkan auto on kulkenut tietyn ajanjakson aikana. Lisäksi yksi intervalleista voi osoittaa tasaista liikettä, kun taas toisessa on ensin laskettava kiihtyvyys ja vasta sitten laskettava kuljettu matka.

Mistä tiedät, että liike on tasaisesti kiihtynyt? Tyypillisesti tehtävät antavat tietoa tästä suoraan. Toisin sanoen kiihtyvyydestä on joko numeerinen osoitus tai annetaan parametrit (aika, nopeuden muutos, matka), joiden avulla voimme määrittää kiihtyvyyden. On huomattava, että kiihtyvyys on vektorisuure. Tämä tarkoittaa, että se voi olla paitsi positiivinen myös negatiivinen. Ensimmäisessä tapauksessa tarkkailemme kehon kiihtyvyyttä, toisessa - sen hidastuvuutta.

Mutta tapahtuu, että tietoa liikkeen tyypistä opetetaan opiskelijalle jokseenkin salaisessa, jos sitä niin voi kutsua, muodossa. Esimerkiksi sanotaan, että mikään ei vaikuta kehoon tai kaikkien voimien summa on nolla. No, tässä tapauksessa sinun on ymmärrettävä selvästi, että puhumme tasaisesta liikkeestä tai kehon lepotilasta tietyssä koordinaattijärjestelmässä. Jos muistat Newtonin toisen lain (jossa sanotaan, että kaikkien voimien summa ei ole muuta kuin kappaleen massan ja vastaavien voimien vaikutuksesta aiheutuvan kiihtyvyyden tulo), huomaat helposti yhden mielenkiintoinen asia: Jos voimien summa on nolla, niin massan ja kiihtyvyyden tulo on myös nolla.

Johtopäätös

Mutta massa on meille vakiosuure, eikä se voi a priori olla nolla. Tässä tapauksessa looginen johtopäätös olisi, että ilman toimia ulkoiset voimat(tai niiden kompensoidulla toiminnalla) keholla ei ole kiihtyvyyttä. Tämä tarkoittaa, että se on joko levossa tai liikkuu tasaisella nopeudella.

Kaava tasaisesti kiihtyvään liikkeeseen

Joskus löytyy tieteellistä kirjallisuutta lähestymistapa, jonka mukaan yksinkertaiset kaavat ensin annetaan ja sitten tietyt tekijät huomioon ottaen niistä tulee monimutkaisempia. Teemme päinvastoin, nimittäin harkitsemme ensin tasaisesti kiihdytetty liike. Kaava, jonka mukaan kuljettu matka lasketaan, on seuraava: S = V0t + at^2/2. Tässä on V0 aloitusnopeus kappaleen, a on kiihtyvyys (voi olla negatiivinen, silloin +-merkki kaavassa muuttuu -) ja t on aika, joka on kulunut liikkeen alusta siihen, kunnes kappale pysähtyy.

Tasainen liikekaava

Jos puhumme tasaisesta liikkeestä, muistamme, että tässä tapauksessa kiihtyvyys on nolla (a = 0). Korvaa kaavaan nolla ja saa: S = V0t. Mutta nopeus koko reitillä on karkeasti sanottuna vakio, eli meidän on jätettävä huomiotta kehoon vaikuttavat voimat. Mitä muuten harjoitetaan kaikkialla kinematiikassa, koska kinematiikka ei tutki liikkeen syitä, vaan dynamiikka käsittelee tätä. Joten jos nopeus koko reitin osuudella on vakio, sen alkuarvo on sama kuin minkä tahansa väli- ja lopullinen arvo. Siksi etäisyyskaava näyttää tältä: S = Vt. Siinä kaikki.

Mekaaninen liike kappaletta kutsutaan muutokseksi sen sijainnissa avaruudessa suhteessa muihin kappaleisiin ajan kuluessa. Esimerkiksi metrossa liukuportailla ajava henkilö on levossa suhteessa itse liukuportaisiin ja liikkuu suhteessa tunnelin seiniin

Mekaanisen liikkeen tyypit:

suoraviivainen ja kaareva - liikeradan muodon mukaan;
tasainen ja epätasainen - liikelain mukaan.

Mekaaninen liike suhteellisesti. Tämä ilmenee siinä, että liikeradan muoto, siirtymä, nopeus ja muut kehon liikkeen ominaisuudet riippuvat vertailujärjestelmän valinnasta.

Kehoa, jonka suhteen liikettä tarkastellaan, kutsutaan viitekappale. Koordinaattijärjestelmä, viitekappale, johon se liittyy, ja laite ajan laskentaan muodostavat viitejärjestelmä , johon nähden kehon liikettä tarkastellaan.

Joskus kehon koko verrattuna etäisyyteen siihen voidaan jättää huomiotta. Näissä tapauksissa keho otetaan huomioon aineellinen kohta.

Kehon asennon määrittäminen milloin tahansa on mekaniikan päätehtävä.

Liikkeen tärkeitä ominaisuuksia ovat materiaalipisteen liikerata, siirtymä, nopeus ja kiihtyvyys. Suoraa, jota pitkin materiaalipiste liikkuu, kutsutaan lentorata . Radan pituutta kutsutaan poluksi (L). Polun mittayksikkö on 1 m. Vektoria, joka yhdistää liikeradan alku- ja loppupisteet, kutsutaan siirtymäksi (). Siirtoyksikkö-1 m.

Yksinkertaisin liiketyyppi on tasainen lineaarinen liike. Liikkettä, jossa keho tekee samoja liikkeitä samanlaisin aikavälein, kutsutaan suoraviivaiseksi yhtenäinen liike. Nopeus() - vektori fyysinen määrä, joka kuvaa kappaleen liikkeen nopeutta, joka on numeerisesti yhtä suuri kuin lyhyen ajanjakson liikkeen suhde tämän intervallin arvoon. Nopeuden määrittävällä kaavalla on muoto v = s/t. Nopeusyksikkö - neiti. Nopeus mitataan nopeusmittarilla.

Kutsutaan kappaleen liikettä, jossa sen nopeus muuttuu tasaisesti minkä tahansa ajanjakson aikana tasaisesti kiihdytettynä tai yhtä vaihteleva.

— fysikaalinen suure, joka kuvaa nopeuden muutosnopeutta ja on numeerisesti yhtä suuri kuin nopeuden muutosvektorin suhde aikayksikköä kohti. SI kiihtyvyyden yksikkö — m/s 2 .

tasaisesti kiihdytettynä, jos nopeusmoduuli kasvaa, tasaisesti kiihdytetyn liikkeen ehto. Esimerkiksi kiihtyvät ajoneuvot - autot, junat ja vapaasti putoavat kappaleet lähellä maan pintaa ( = ).

Samaa vuorottelevaa liikettä kutsutaan yhtä hidas, jos nopeusmoduuli laskee. — tasaisen hidastetun liikkeen tila.

Välitön nopeus tasaisesti kiihdytetty lineaarinen liike

Mekaaninen liike on kehon sijainnin muutos avaruudessa suhteessa muihin kappaleisiin.

Esimerkiksi auto liikkuu tiellä. Autossa on ihmisiä. Ihmiset liikkuvat auton mukana tiellä. Eli ihmiset liikkuvat avaruudessa tien suhteen. Mutta suhteessa itse autoon ihmiset eivät liiku. Tämä osoittaa mekaanisen liikkeen suhteellisuusteoria. Seuraavaksi pohditaan lyhyesti mekaanisen liikkeen päätyypit.

Liike eteenpäin- tämä on kehon liikettä, jossa kaikki sen pisteet liikkuvat tasaisesti.

Esimerkiksi sama auto tekee matkan tiellä liike eteenpäin. Tarkemmin sanottuna vain auton runko suorittaa translaatioliikettä, kun taas sen pyörät suorittavat pyörivää liikettä.

Pyörivä liike on kehon liikettä tietyn akselin ympäri. Tällaisella liikkeellä kaikki kehon pisteet liikkuvat ympyröissä, joiden keskipiste on tämä akseli.

Mainitsemamme pyörät suorittavat pyörimisliikettä akseleidensa ympäri, ja samalla pyörät suorittavat translaatioliikettä auton rungon mukana. Toisin sanoen pyörä tekee pyörivän liikkeen akselin suhteen ja translaatioliikkeen tien suhteen.

Värähtelevä liike- Tämä on jaksollinen liike, joka tapahtuu vuorotellen kahteen vastakkaiseen suuntaan.

Esimerkiksi kellossa oleva heiluri suorittaa värähtelevää liikettä.

Progressiivinen ja pyörivä liike- yksinkertaisimmat mekaaniset liikkeet.

Mekaanisen liikkeen suhteellisuusteoria

Kaikki universumin kappaleet liikkuvat, joten absoluuttisessa levossa ei ole kappaleita. Samasta syystä on mahdollista määrittää, liikkuuko kappale vai ei vain suhteessa johonkin toiseen kehoon.

Esimerkiksi auto liikkuu tiellä. Tie sijaitsee maapallolla. Tie on edelleen. Siksi on mahdollista mitata auton nopeutta suhteessa paikallaan olevaan tiehen. Mutta tie on paikallaan suhteessa Maahan. Maapallo kuitenkin pyörii Auringon ympäri. Näin ollen tie pyörii auton kanssa myös Auringon ympäri. Näin ollen auto ei tee vain translaatioliikettä, vaan myös pyörivää liikettä (suhteessa aurinkoon). Mutta suhteessa maapalloon auto tekee vain translaatioliikettä. Tämä osoittaa mekaanisen liikkeen suhteellisuusteoria.

Mekaanisen liikkeen suhteellisuusteoria– tämä on kehon liikeradan, kuljetun matkan, liikkeen ja nopeuden riippuvuus valinnasta viitejärjestelmät.

Materiaalipiste

Monissa tapauksissa kehon koko voidaan jättää huomiotta, koska tämän kappaleen mitat ovat pieniä verrattuna etäisyyteen, jonka tämä kappale liikkuu, tai verrattuna tämän kappaleen ja muiden kappaleiden väliseen etäisyyteen. Laskelmien yksinkertaistamiseksi tällaista kappaletta voidaan tavanomaisesti pitää materiaalina pisteenä, jolla on tämän kappaleen massa.

Materiaalipiste on kappale, jonka mitat voidaan jättää huomiotta tietyissä olosuhteissa.

Useaan kertaan mainitsemamme auto voidaan pitää aineellisena pisteenä suhteessa Maahan. Mutta jos henkilö liikkuu tämän auton sisällä, ei ole enää mahdollista jättää huomiotta auton kokoa.

Pääsääntöisesti fysiikan tehtäviä ratkaistaessa katsomme kehon liikettä aineellisen pisteen liikettä, ja toimivat sellaisilla käsitteillä kuin aineellisen pisteen nopeus, aineellisen pisteen kiihtyvyys, aineellisen pisteen liikemäärä, aineellisen pisteen inertia jne.

Viitekehys

Aineellinen piste liikkuu suhteessa muihin kappaleisiin. Kehoa, jonka suhteen tätä mekaanista liikettä tarkastellaan, kutsutaan referenssikappaleeksi. Viiteteksti valitaan mielivaltaisesti ratkaistavien tehtävien mukaan.

Liittyy viitekappaleeseen koordinaattijärjestelmä, joka on vertailupiste (alkuperä). Koordinaattijärjestelmässä on 1, 2 tai 3 akselia ajo-olosuhteista riippuen. Pisteen sijainti suoralla (1 akseli), tasolla (2 akselia) tai avaruudessa (3 akselia) määräytyy vastaavasti yhdellä, kahdella tai kolmella koordinaatilla. Kehon sijainnin määrittämiseksi avaruudessa minä tahansa ajanhetkellä on myös tarpeen asettaa aikalaskennan alku.

Viitekehys on koordinaattijärjestelmä, referenssikappale, johon koordinaattijärjestelmä liittyy, ja laite ajan mittaamiseen. Kehon liikettä tarkastellaan suhteessa vertailujärjestelmään. Suhteellisesti samassa ruumiissa erilaisia kehoja laskemalla sisään erilaisia järjestelmiä koordinaatit voivat olla täysin erilaisia.

Liikkeen rata riippuu myös vertailujärjestelmän valinnasta.

Viitejärjestelmien tyypit voi olla erilainen, esimerkiksi kiinteä referenssijärjestelmä, liikkuva referenssijärjestelmä, inertiaviittausjärjestelmä, ei-inertiavertailujärjestelmä.

artikkeli otettu sivustolta av-physics.narod.ru

Tänään puhumme fysiikan systemaattisesta tutkimuksesta ja sen ensimmäisestä osasta - mekaniikasta. Fysiikan opinnot erilaisia tyyppejä luonnossa tapahtuvia muutoksia tai prosesseja, ja mitkä prosessit kiinnostavat ensisijaisesti esi-isiämme? Tietenkin nämä ovat liikkeeseen liittyviä prosesseja. He ihmettelivät, tavoittaisiko heidän heitetty keihäs mammutin; he ihmettelivät, ehtisikö tärkeiden uutisten lähettäjällä naapuriluolaan ennen auringonlaskua. Kaikkia näitä liikkeitä ja mekaanisia liikkeitä yleensä tutkitaan mekaniikka-osiossa.

Kaikkialla, missä katsomme, ympärillämme on paljon esimerkkejä mekaanisesta liikkeestä: jokin pyörii, jokin hyppää ylös ja alas, jokin liikkuu edestakaisin ja muut kehot voivat olla levossa, mikä on myös esimerkki mekaanisesta liikkeestä, jonka nopeus on nolla.

Määritelmä

Mekaaninen liike kutsutaan kappaleiden sijainnin muutokseksi avaruudessa suhteessa muihin kappaleisiin ajan kuluessa (kuva 1).

Riisi. 1. Mekaaninen liike

Aivan kuten fysiikka on jaettu useisiin osiin, mekaniikassa on omat osansa. Ensimmäistä näistä kutsutaan kinematiikaksi. Mekaniikka osa kinematiikka vastaa kysymykseen kuinka keho liikkuu. Ennen kuin aloitat mekaanisen liikkeen tutkimuksen, sinun on määritettävä ja opittava peruskäsitteet, niin sanottu kinematiikan ABC. Tällä oppitunnilla opimme:

Valitse viitejärjestelmä kehon liikkeen tutkimiseen;

Yksinkertaista tehtäviä korvaamalla keho henkisesti aineellisella pisteellä;

Määritä liikkeen rata, löydä polku;

Erota liiketyypit.

Mekaanista liikettä määriteltäessä ilmaisu on erityisen tärkeä suhteessa muihin elimiin. Meidän on aina valittava ns. referenssikappale, eli se kappale, jonka suhteen tarkastelemme tutkittavan kohteen liikettä. Yksinkertainen esimerkki: liikuta kättäsi ja kerro, liikkuuko se? Kyllä, tietysti suhteessa päähän, mutta suhteessa paitasi nappiin se ei liiku. Siksi viitteen valinta on erittäin tärkeä, koska joidenkin kappaleiden suhteen liikettä tapahtuu, mutta suhteessa muihin kappaleisiin liikettä ei tapahdu. Useimmiten vertailukappaleeksi valitaan se keho, joka on aina käsillä, tai pikemminkin jalkojen alla, - tämä on maapallomme, joka on useimmissa tapauksissa vertailukappale.

Tiedemiehet ovat pitkään keskustelleet siitä, kiertääkö maa Auringon vai Aurinko Maan ympäri. Itse asiassa fysiikan, mekaanisen liikkeen näkökulmasta tämä on vain kiistaa vertailukappaleesta. Jos pidämme maata vertailukappaleena, niin kyllä, Aurinko pyörii Maan ympäri; jos pidämme Aurinkoa vertailukappaleena, niin Maa pyörii Auringon ympäri. Siksi viitekappale on tärkeä käsite.

Kuinka kuvailla kehon asennon muutosta?

Jotta voisimme määrittää tarkasti meitä kiinnostavan kappaleen sijainnin suhteessa referenssikappaleeseen, on tarpeen liittää koordinaattijärjestelmä referenssikappaleeseen (kuva 2).

Kun kappale liikkuu, koordinaatit muuttuvat, ja niiden muutoksen kuvaamiseksi tarvitsemme laitteen ajan mittaamiseen. Liikkeen kuvaamiseksi sinulla on oltava:

Viite elin;

Viitekappaleeseen liittyvä koordinaattijärjestelmä;

Laite ajan mittaamiseen (kello).

Kaikki nämä objektit yhdessä muodostavat viitekehyksen. Ennen kuin olemme valinneet viitekehyksen, mekaanista liikettä ei ole järkevää kuvata - emme ole varmoja siitä, kuinka keho liikkuu. Yksinkertainen esimerkki: junan hyllyllä makaava matkalaukku, joka liikkuu, on matkustajan kannalta yksinkertaisesti levossa, mutta laiturilla seisovan kohdalla se liikkuu. Kuten näemme, sama keho liikkuu ja levossa, koko ongelma on, että vertailujärjestelmät ovat erilaiset (kuva 3).

Riisi. 3. Erilaiset raportointijärjestelmät

Lentoradan riippuvuus vertailujärjestelmän valinnasta

Vastataanpa mielenkiintoiseen ja tärkeään kysymykseen: riippuvatko liikeradan muoto ja kehon kulkema polku vertailujärjestelmän valinnasta. Harkitse tilannetta, jossa on junamatkustaja, jonka vieressä on vesilasi pöydällä. Mikä on lasin liikerata matkustajaan liittyvässä ilmoitusjärjestelmässä (vertailuelin on matkustaja)?

Tietenkin lasi on liikkumaton suhteessa matkustajaan. Tämä tarkoittaa, että lentorata on piste ja siirtymä on yhtä suuri (kuva 4).

Riisi. 4. Lasin liikerata suhteessa junan matkustajaan

Mikä on lasin liikerata suhteessa matkustajaan, joka odottaa junaa laiturilla? Tämän matkustajan kohdalla näyttää siltä, että lasi liikkuu suorassa linjassa ja sen reitti ei ole nolla (kuva 5).

Riisi. 5. Lasin liikerata suhteessa laiturilla olevaan matkustajaan

Edellä olevasta voidaan päätellä, että reitti ja polku riippuvat vertailujärjestelmän valinnasta.

Mekaanisen liikkeen kuvaamiseksi on ensin päätettävä vertailujärjestelmä.

Tutkimme liikettä voidaksemme ennustaa, missä tämä tai tuo esine on halutulla hetkellä. Mekaniikan päätehtävä- määrittää kehon asennon milloin tahansa. Mitä tarkoittaa kehon liikkeen kuvaaminen?

Tarkastellaanpa esimerkkiä: bussi kulkee Moskovasta Pietariin (kuva 6). Välitämmekö bussin koosta verrattuna matkaan, jonka se kulkee?

Riisi. 6. Bussiliikenne Moskovasta Pietariin

Tietysti linja-auton koko voidaan tässä tapauksessa jättää huomiotta. Voimme kuvata väylää yhdeksi liikkuvaksi pisteeksi, muuten sitä kutsutaan materiaalipisteeksi.

Määritelmä

Kappale, jonka mitat voidaan jättää huomiotta tässä tehtävässä, kutsutaan aineellinen kohta.

Sama kappale, riippuen ongelman olosuhteista, voi olla tai ei ole aineellinen piste. Siirrettäessä linja-autoa Moskovasta Pietariin, linja-autoa voidaan pitää aineellisena pisteenä, koska sen mitat eivät ole verrattavissa kaupunkien väliseen etäisyyteen. Mutta jos kärpänen lensi bussiin ja haluamme tutkia sen liikettä, niin tässä tapauksessa bussin mitat ovat meille tärkeitä, eikä se ole enää aineellinen piste.

Useimmiten mekaniikassa tutkimme materiaalin pisteen liikettä. Liikkuessaan materiaalipiste ohittaa peräkkäin paikan tiettyä linjaa pitkin.

Määritelmä

Suoraa, jota pitkin kappale (tai materiaalipiste) liikkuu, kutsutaan kehon liikerata ( riisi. 7).

Riisi. 7. Pisteen liikerata

Joskus tarkkailemme liikerataa (esimerkiksi oppitunnin arvostelua), mutta useimmiten lentorata on jonkinlainen kuvitteellinen viiva. Jos meillä on mittalaitteita, voimme mitata sen liikeradan pituuden, jota pitkin keho liikkui ja määrittää suuren ns. polku(Kuva 8).

Määritelmä

Polku kehon läpi kulkee jonkin aikaa lentorataosuuden pituus.

Riisi. 8. Polku

On olemassa kaksi päätyyppiä liikettä - suoraviivainen ja kaareva liike.

Jos kehon liikerata on suora, niin liikettä kutsutaan suoraviivaiseksi. Jos kappale liikkuu paraabelia tai mitä tahansa muuta käyrää pitkin, puhumme kaarevasta liikkeestä. Kun tarkastellaan ei vain materiaalin pisteen liikettä, vaan todellisen kappaleen liikettä, erotetaan kaksi muuta liiketyyppiä: translaatioliike ja pyörivä liike.

Käännös- ja kiertoliike. Esimerkki

Mitä liikkeitä kutsutaan translaatioiksi ja mitkä pyöriviksi? Tarkastellaan tätä kysymystä maailmanpyörän esimerkin avulla. Miten maailmanpyörän hytti liikkuu? Merkitään kaksi mielivaltaista ohjaamon pistettä ja yhdistetään ne suoralla viivalla. Pyörä pyörii. Merkitse jonkin ajan kuluttua samat kohdat ja yhdistä ne. Tuloksena olevat viivat ovat yhdensuuntaisilla viivoilla (kuva 9).

Riisi. 9. Maailmanpyörän ohjaamon liike eteenpäin

Jos minkä tahansa kappaleen kahden pisteen läpi vedetty suora viiva pysyy liikkeen aikana yhdensuuntaisena itsensä kanssa, niin liikettä nimeltään progressiivinen.

Muuten kyseessä on pyörivä liike. Jos suora ei olisi yhdensuuntainen sinun kanssasi, matkustaja todennäköisesti putoaisi pyörän hytistä (kuva 10).

Riisi. 10. Ohjaamon pyörän pyörivä liike

Pyörivä on kappaleen liike, jossa sen pisteet kuvaavat yhdensuuntaisissa tasoissa olevia ympyröitä. Ympyröiden keskipisteitä yhdistävää suoraa kutsutaan pyörimisakseli.

Hyvin usein joudumme käsittelemään translaatio- ja rotaatioliikkeen yhdistelmää, niin sanottua translaatio-kiertoliikettä. Yksinkertaisin esimerkki tällaisesta liikkeestä on hyppääjän liike veteen (kuva 11). Hän suorittaa kierroksen (salto), mutta samalla hänen massakeskipisteensä liikkuu eteenpäin veden suuntaan.

Riisi. 11. Translaatio-kiertoliike

Tänään opiskelimme kinematiikan ABC:tä eli perus-, tärkeimpiä käsitteitä, joiden avulla voimme myöhemmin siirtyä ratkaisemaan päätehtävä mekaniikka - kehon sijainnin määrittäminen milloin tahansa.

Bibliografia

Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fysiikka ( perustasoa) - M.: Mnemosyne, 2012.
Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fysiikka 10 luokka. - M.: Mnemosyne, 2014.
Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fysiikka - 9, Moskova, koulutus, 1990.

Internet-portaali "Av-physics.narod.ru" ().
Internet-portaali "Rushkolnik.ru" ().
Internet-portaali "Testent.ru" ().

Kotitehtävät

Ajattele, mikä viitekappale on, kun sanomme:

kirja makaa liikkumattomana pöydällä liikkuvan junan osastossa;
lentoemäntä kävelee lentoonlähdön jälkeen koneen matkustamon läpi;
Maapallo pyörii akselinsa ympäri.

Mekaaninen liike on kehon sijainnin muutos avaruudessa suhteessa muihin kappaleisiin.

Mekaanisen liikkeen päätyypit:

Liike eteenpäin- tämä on kehon liikettä, jossa kaikki sen pisteet liikkuvat tasaisesti.

Esimerkiksi sama auto liikkuu eteenpäin tietä pitkin. Tarkemmin sanottuna vain auton runko suorittaa translaatioliikettä, kun taas sen pyörät suorittavat pyörivää liikettä.

Pyörivä liike on kehon liikettä tietyn akselin ympäri. Tällaisella liikkeellä kaikki kehon pisteet liikkuvat ympyröissä, joiden keskipiste on tämä akseli.

Värähtelevä liike- Tämä on jaksollinen liike, joka tapahtuu vuorotellen kahteen vastakkaiseen suuntaan.

Esimerkiksi kellossa oleva heiluri suorittaa värähtelevää liikettä.

Translaatio- ja rotaatioliikkeet ovat yksinkertaisimpia mekaanisen liikkeen tyyppejä.

Kaikki universumin kappaleet liikkuvat, joten absoluuttisessa levossa ei ole kappaleita. Samasta syystä on mahdollista määrittää, liikkuuko kappale vai ei vain suhteessa johonkin toiseen kehoon.

Mekaanisen liikkeen suhteellisuusteoria– tämä on kehon liikeradan, kuljetun matkan, liikkeen ja nopeuden riippuvuus valinnasta viitejärjestelmät.

Materiaalipiste

Materiaalipiste on kappale, jonka mitat voidaan jättää huomiotta tietyissä olosuhteissa.

Viitekehys

Viitekehys on koordinaattijärjestelmä, referenssikappale, johon koordinaattijärjestelmä liittyy, ja laite ajan mittaamiseen. Kehon liikettä tarkastellaan suhteessa vertailujärjestelmään. Samalla kappaleella voi olla täysin erilaiset koordinaatit suhteessa eri vertailukappaleisiin eri koordinaattijärjestelmissä.

Liikkeen rata riippuu myös vertailujärjestelmän valinnasta.

Viitejärjestelmien tyypit voi olla erilainen, esimerkiksi kiinteä referenssijärjestelmä, liikkuva referenssijärjestelmä, inertiaviittausjärjestelmä, ei-inertiavertailujärjestelmä.