Koks skirtumas tarp judėjimo ir kelio. Judėjimas. Pateikite absoliučiai standaus kūno apibrėžimą
Iš pirmo žvilgsnio judėjimas ir kelias yra panašios sąvokos. Tačiau fizikoje yra esminių poslinkio ir kelio skirtumų, nors abi sąvokos yra susijusios su kūno padėties kitimu erdvėje ir dažnai (paprastai tiesiu judesiu) yra skaitiniu požiūriu lygios viena kitai.
Norėdami suprasti poslinkio ir kelio skirtumus, pirmiausia pateikime jiems fizikos apibrėžimus.
Kūno judesys - tai yra nukreiptos linijos segmentas (vektorius)kurio pradžia sutampa su pradine kūno padėtimi, o pabaiga sutampa su kūno pabaigos padėtimi.
Kūno kelias - tai yra atstumaskad kūnas praėjo tam tikrą laiką.
Įsivaizduokime, kad tapote prie savo įėjimo į tam tikrą tašką. Apėjome namus ir grįžome į pradinį tašką. Taigi: jūsų judėjimas bus lygus nuliui, o kelias - ne. Kelias bus lygus kreivės ilgiui (pavyzdžiui, 150 m), kuriuo eidavote aplink namą.
Tačiau grįžkime prie koordinačių sistemos. Leiskite taško kūnui judėti tiesiai iš taško A, kurio koordinatė x 0 \u003d 0 m, į tašką B, kurio koordinatė x 1 \u003d 10 m. Kūno judėjimas šiuo atveju bus 10 m. Kadangi judėjimas buvo tiesus, tada 10 metrų bus lygus atliktam kūno būdas.
Jei kūnas judėjo tiesiai iš pradinio (A) taško, kurio koordinatė x 0 \u003d 5 m, į galutinį tašką (B), kurio koordinatė x 1 \u003d 0, tada jo poslinkis bus -5 m, o kelias - 5 m.
Poslinkis randamas kaip skirtumas, kai pradinė koordinatė atimama iš galutinės koordinatės. Jei pabaigos koordinatė yra mažesnė už pradžios koordinatę, tai yra, kūnas pasislinko priešinga kryptimi teigiamos X ašies krypties atžvilgiu, tada poslinkis bus neigiamas.
Kadangi poslinkis gali turėti tiek teigiamų, tiek neigiamų reikšmių, poslinkis yra vektorinis dydis. Priešingai, kelias visada yra teigiama arba lygi nuliui (kelias yra skaliarinis), nes atstumas iš esmės negali būti neigiamas.
Paimkime kitą pavyzdį. Kūnas judėjo tiesiai iš taško A (x 0 \u003d 2 m) į tašką B (x 1 \u003d 8 m), tada taip pat tiesiai iš B taško persikėlė į tašką C, kurio koordinatė x 2 \u003d 5 m. Kokie yra įprasti keliai (A → B → C) padarė šis kūnas ir jo bendras poslinkis?
Iš pradžių kūnas buvo taške, kurio koordinatė buvo 2 m, o jo judėjimo pabaigoje jis pasirodė taške, kurio koordinatė yra 5 m. Taigi kūno judėjimas buvo 5 - 2 \u003d 3 (m). Taip pat galima apskaičiuoti bendrą poslinkį kaip dviejų poslinkių (vektorių) sumą. Judėjimas nuo A iki B buvo 8 - 2 \u003d 6 (m). Judėjimas iš taško B į C buvo 5 - 8 \u003d -3 (m). Susumavus abu poslinkius, gauname 6 + (-3) \u003d 3 (m).
Bendras kelias apskaičiuojamas sudedant du kūno atstumus. Atstumas nuo taško A iki B yra 6 m, o nuo B iki C kūnas nuvažiavo 3 m. Iš viso gauname 9 m.
Taigi šioje problemoje kūno kelias ir judėjimas skiriasi vienas nuo kito.
Nagrinėjama problema nėra visiškai teisinga, nes būtina nurodyti laiko momentus, kuriais kūnas yra tam tikruose taškuose. Jei x 0 atitinka laiko momentą t 0 \u003d 0 (stebėjimų pradžios momentas), tai tegul, pavyzdžiui, x 1 atitinka t 1 \u003d 3 s, o x 2 - t 2 \u003d 5 s. Tai yra, laiko intervalas tarp t 0 ir t 1 yra 3 s, o tarp t 0 ir t 2 yra 5 s. Šiuo atveju paaiškėja, kad kūno kelias per 3 sekundžių laiko tarpą buvo 6 metrai, o per 5 sekundes - 9 metrai.
Laikas pasirodo kelio apibrėžime. Priešingai, laikas tikrai neturi reikšmės judant.
Mechanika.
svoris (kg)
Elektrinis įkrovimas (C)
Trajektorija
Nuvažiuotas atstumasarba tiesiog kelias ( l) -
Judėjimas- tai vektoriusS
Pateikite apibrėžimą ir nurodykite greičio matavimo vienetą.
Greitis- vektorinis fizinis dydis, apibūdinantis taško judėjimo greitį ir šio judėjimo kryptį. [V] \u003d m · s
Apibrėžkite ir nurodykite pagreičio vienetą.
Pagreitis- fizinis vektoriaus dydis, apibūdinantis greičio modulio ir krypties pokyčio greitį ir lygus greičio vektoriaus prieaugiui per laiko vienetą:
Apibrėžkite ir nurodykite kreivio spindulio matavimo vienetą.
Kreivumo spindulys yra skaliarinis fizinis dydis, atvirkštinis kreivei C tam tikrame kreivės taške ir lygus trajektorijai liestos apskritimo spinduliui šiame taške. Tokio apskritimo centras vadinamas kreivės centru tam tikrame kreivės taške. Nustatomas kreivumo spindulys: R \u003d С -1 \u003d, 
[R] \u003d 1m / rad.
Apibrėžkite ir nurodykite kreivumo matavimo vienetą
Trajektorijos.
Trajektorijos kreivumas - fizinis kiekis lygus 
, kur yra kampas tarp liestinių, nubrėžtų 2 trajektorijos taškuose; yra trajektorijos tarp šių taškų ilgis. Nei< , тем кривизна меньше. В окружности 2 пи радиант = .
Pateikite apibrėžimą ir nurodykite kampinio greičio matavimo vienetą.
Kampinis greitis- vektorinis fizinis dydis, apibūdinantis kampinės padėties pokyčio greitį ir lygus sukimosi kampui vienete. laikas: 
... [w] \u003d 1 rad / s \u003d 1 s -1
Apibrėžkite ir nurodykite laikotarpio matavimo vienetą.
Laikotarpis(T) yra skaliarinis fizinis dydis, lygus viso kūno apsisukimo aplink savo ašį laikui arba taško, esančio apskritime, visiško apsisukimo laikui. kur N yra apsisukimų skaičius per laiką, lygus t. [T] \u003d 1c.
Apibrėžkite ir nurodykite dažnio matavimo vienetą.
Skambučių dažnis- skaliarinis fizinis dydis, lygus apsisukimų skaičiui per laiko vienetą: \u003d 1 / s.
Pateikite apibrėžimą ir nurodykite kūno impulso (impulso) matavimo vienetą.
Pulsas - fizinis vektoriaus dydis, lygus greičio vektoriaus masės sandaugai. ... [p] \u003d kg · m / s.
Pateikite apibrėžimą ir nurodykite jėgos impulso matavimo vienetą.
Jėgos impulsas - vektorinis fizinis dydis, lygus jėgos sandaugai jos veikimo metu. [N] \u003d H · s. 
Apibrėžkite ir nurodykite darbo matavimo vienetą.
Darbo jėga- skaliarinis fizinis dydis, apibūdinantis jėgos veikimą ir lygus jėgos vektoriaus skaliariniam sandaugai poslinkio vektoriu: kur yra jėgos projekcija poslinkio kryptimi, yra kampas tarp jėgos ir poslinkio krypčių (greičio). [A] \u003d \u003d 1N · m.
Pateikite apibrėžimą ir nurodykite galios matavimo vienetą.
Galia- skaliarinis fizinis dydis, apibūdinantis darbo atlikimo greitį ir lygus darbui, pagamintam per laiko vienetą: [N] \u003d 1 W \u003d 1J / 1s.
Apibrėžkite galimas jėgas.
Potencialusarba konservatyvios jėgos - jėgos, kurių darbas judinant kūną nepriklauso nuo kūno trajektorijos ir yra nulemtas tik pradinės ir galutinės kūno padėties.
Pateikite išsklaidančių (nepotencinių) jėgų apibrėžimą.
Nepotentinės jėgos yra jėgos, veikiamos mechaninės sistemos, jos bendra mechaninė energija mažėja, pereinant į kitas nemechanines energijos formas.
Apibrėžkite peties stiprumą.
Jėgos petyspaskambino atstumas tarp ašies ir tiesės, kuria veikia jėga(atstumas xmatuojamas išilgai O ašies xstatmena duotai ašiai ir jėgai).
Pateikite jėgos momento apibrėžimą taško atžvilgiu.
Jėgos momentas tam tikro taško O atžvilgiu- vektoriaus fizinis dydis, lygus spindulio vektoriaus, nubrėžto iš tam tikro taško O, į jėgos ir jėgos vektoriaus taikymo tašką, vektoriaus sandaugai.M \u003d r * F \u003d. [M] SI \u003d 1 N · m \u003d 1 kg · m 2 / s 2
Pateikite absoliučiai standaus kūno apibrėžimą.
Visiškai tvirta- kūnas, kurio deformacijos gali būti nepaisomos.
Pagreičio išsaugojimas.
Impulsų išsaugojimo įstatymas:uždaros kūnų sistemos impulsas yra pastovi vertė. 
Mechanika.
1. Nurodykite sąvokų matavimo vienetą: jėga (1 N \u003d 1 kg · m / s 2)
svoris (kg)
Elektrinis įkrovimas (C)
Pateikite sąvokų apibrėžimą: judėjimas, kelias, trajektorija.
Trajektorija- įsivaizduojama linija, kuria juda kūnas
Nuvažiuotas atstumasarba tiesiog kelias ( l) -kelio ilgis, kuriuo kūnas judėjo
Judėjimas- tai vektoriusSnuo pradžios taško iki pabaigos taško
Materialiojo taško padėtis nustatoma kažkokio kito, savavališkai pasirinkto kūno, vadinamo, atžvilgiu etaloninė įstaiga... Susisiekia su juo metmenyse - su etalonine įstaiga susijusių koordinačių sistemų ir laikrodžių rinkinys.
Dekarto koordinačių sistemoje taško A padėčiai tam tikru metu šios sistemos atžvilgiu būdingos trys koordinatės x, y ir z arba spindulio vektorius r – vektorius, nubrėžtas nuo koordinačių sistemos pradžios iki duoto taško. Kai materialus taškas juda, jo koordinatės laikui bėgant keičiasi. r=r(t) arba x \u003d x (t), y \u003d y (t), z \u003d z (t) - materialiųjų taškų kinematinės lygtys.
Pagrindinis mechanikos uždavinys- žinant sistemos būseną tam tikru pradiniu laiko momentu t 0, taip pat judėjimą reguliuojančius dėsnius, nustatoma sistemos būsena visais vėlesniais laiko momentais t.
Trajektorija materialaus taško judėjimas - tiesė, kurią apibūdina šis taškas erdvėje. Priklausomai nuo trajektorijos formos, jų yra tiesmukas ir kreivinė taško judėjimas. Jei taško trajektorija yra plokščia kreivė, t.y. slypi vienoje plokštumoje, tada vadinamas taško judėjimas butas.
AB trajektorijos atkarpos, kurią kerta materialus taškas, ilgis nuo laiko pradžios yra iškviečiamas ilgas kelias Δs ir yra skaliarinė laiko funkcija: Δs \u003d Δs (t). Matavimo vienetas - metras(m) - kelio, kurį šviesa važiuoja vakuume, ilgis 1/299792458 s.
IV. Vektorinis būdas apibrėžti judėjimą
Spindulio vektorius r – vektorius, nubrėžtas nuo koordinačių sistemos pradžios iki duoto taško. Vektorius Δ r=r-r 0 nubrėžtas iš pradinės judančio taško padėties į jo padėtį tam tikru laiku, vadinamas poslinkis (taško spindulio vektoriaus padidėjimas nagrinėjamu laikotarpiu).
Vidutinio greičio vektorius< v> vadinamas prieaugio santykiu Δ r taško spindulio vektorius iki laiko intervalo Δt: (1). Vidutinio greičio kryptis sutampa su Δ kryptimi rNeribotai sumažėjus Δt, vidutinis greitis linkęs į ribinę vertę, kuri vadinama momentinis greitisv... Momentinis greitis yra kūno greitis tam tikru laiko momentu ir tam tikru trajektorijos tašku: (2). Momentinis greitis v yra vektoriaus dydis, lygus pirmą kartą išvedant judančio taško spindulio vektorių.
Apibūdinti greičio kitimo greitį vtaškas mechanikoje įvedamas vektorinis fizikinis dydis, vadinamas pagreitis.
Vidutinis pagreitis netolygaus judėjimo intervale nuo t iki t + Δt yra vektoriaus dydis, lygus greičio Δ pokyčio santykiui v iki laiko intervalo Δt:
Momentinis pagreitis a materialus momentas t bus vidutinio pagreičio riba: (4). Pagreitis ir yra vektorinis dydis, lygus pirmajam greičio laiko ir laiko išvestiniui.
V. Koordinuoti judėjimo nurodymo būdą
Taško M padėtį galima apibūdinti spinduliu - vektoriu r arba trys koordinatės x, y ir z: М (x, y, z). Spindulį - vektorių galima pavaizduoti kaip trijų vektorių, nukreiptų išilgai koordinačių ašių, sumą: (5).
Iš greičio apibrėžimo 
(6). Lygindami (5) ir (6) turime: (7). Atsižvelgiant į (7), galima parašyti (6) formulę (8). Greičio modulį galite rasti: (9).
Panašiai ir pagreičio vektoriui:
(10),
(11),
Natūralus judėjimo apibrėžimo būdas (apibūdinant judėjimą naudojant trajektorijos parametrus)
Judėjimas apibūdinamas formule s \u003d s (t). Kiekvienam trajektorijos taškui būdinga sava vertė s. Spindulys - vektorius yra s funkcija, o trajektoriją galima pateikti lygtimi r=rs. Tada r=r(t) gali būti pavaizduota kaip sudėtinga funkcija r... Diferencijuokime (14). Dydis Δs yra atstumas tarp dviejų taškų palei trajektoriją, | Δ r| - atstumas tarp jų tiesia linija. Kai taškai artėja, skirtumas mažėja. kur τ
Ar vieneto vektorius liečia trajektoriją. , tada (13) turi formą v=τ
v (15). Todėl greitis nukreipiamas tangentiškai į trajektoriją. 
Pagreitis gali būti nukreiptas bet kokiu judesio kelio liestinės kampu. Iš pagreičio apibrėžimo 
(šešiolika). Jeigu τ
yra trajektorijos liestinė, tada yra vektorius, statmenas šiai liestinei, t.y. nukreiptas palei normalųjį. Vieneto vektorius įprasta kryptimi žymimas n... Vektoriaus vertė yra 1 / R, kur R yra trajektorijos kreivumo spindulys.
Taškas, esantis atstumu nuo kelio, o R - įprasta kryptimi n, vadinamas trajektorijos kreivumo centru. Tada (17). Atsižvelgiant į tai, kas išdėstyta pirmiau, galima parašyti (16) formulę: 
(18).
Visą pagreitį sudaro du vienas kitam statmeni vektoriai: nukreipti judėjimo trajektorija ir vadinami tangentiniais, ir pagreitis, nukreiptas statmenai trajektorijai palei normalų, t. iki trajektorijos kreivumo centro ir vadinamas normaliuoju.
Mes randame absoliučią viso pagreičio vertę: 
(19).
2 paskaita Materialiojo taško judėjimas ratu. Kampinis poslinkis, kampinis greitis, kampinis pagreitis. Ryšys tarp linijinių ir kampinių kinematinių dydžių. Kampinio greičio ir pagreičio vektoriai.
Paskaitos planas
Rotacinė kinematika
Sukimosi judesio metu vektorius dφ elementarus kūno pasukimas. Elementarūs posūkiai
(žymima arba) gali būti laikoma pseudovektoriai (rūšiuoti).
Kampinis judesys yra vektorinis dydis, kurio modulis yra lygus sukimosi kampui, o kryptis sutampa su judesio judėjimo kryptimi dešinysis varžtas (nukreipta išilgai sukimosi ašies taip, kad žiūrint iš jos galo kūno sukimasis būtų prieš laikrodžio rodyklę). Kampinio judėjimo vienetas yra rad.
Kampinio poslinkio pokyčio greičiui bėgant laikui būdinga kampinis greitis
ω
... Standaus kūno kampinis greitis yra vektorinis fizikinis dydis, apibūdinantis kūno kampinio poslinkio pokyčio greitį per tam tikrą laiką ir lygus kūno per kampinį poslinkį per laiko vienetą: 
Nukreiptas vektorius ω išilgai sukimosi ašies ta pačia kryptimi kaip dφ (pagal dešiniojo varžto taisyklę). Kampinio greičio vienetas yra rad / s
Kampinio greičio pokyčio greičiui bėgant laikui būdinga kampinis pagreitis ε
(2).
Vektorius ε nukreiptas išilgai sukimosi ašies ta pačia kryptimi kaip ir dω, t. su pagreitintu sukimu, su lėtu sukimu.
Kampinio pagreičio vienetas yra rad / s 2.
Per dt savavališkas standaus kūno taškas A perėjimas prie dreidamas keliu ds... Paveiksle tai parodyta dr lygus kampinio poslinkio vektoriaus sandaugai dφ pagal spindulį - taško vektorius r : dr =[ dφ · r ] (3).
Taškinis tiesinis greitisyra susijęs su trajektorijos kampiniu greičiu ir spinduliu santykiu: 
Vektoriaus pavidalu linijinio greičio formulę galima parašyti taip vektorinis produktas: (4)
Pagal vektorinio produkto apibrėžimą jo modulis yra lygus kur yra kampas tarp vektorių ir, o kryptis sutampa su dešiniojo varžto judėjimo kryptimi, kai jis pasisuka nuo į.
Skirkime (4) pagal laiką:
Atsižvelgiant į tai, kad - tiesinis pagreitis, - kampinis pagreitis ir - linijinis greitis, gauname:
Pirmasis vektorius dešinėje yra tangentinis taško keliui. Jis apibūdina linijinio greičio modulio pokytį. Todėl šis vektorius yra tangentinis taško pagreitis: a τ =[ ε · r ] (7). Tangentinio pagreičio modulis yra a τ = ε · r... Antrasis vektorius (6) yra nukreiptas į apskritimo centrą ir apibūdina linijinio greičio krypties pokytį. Šis vektorius yra įprastas taško pagreitis: a n =[ ω · v ] (8). Jo modulis yra lygus n \u003d ω v arba atsižvelgiant į tai v = ω· r, a n = ω 2 · r = v 2 / r (9).
Specialūs sukimosi judesio atvejai
Tolygiai sukantis: taigi.
Vienodą sukimąsi galima apibūdinti rotacijos laikotarpis T- laikas, per kurį taškas daro pilną apsisukimą,
Sukimosi dažnis - kūno visiškų apsisukimų skaičius tolygiai judant per apskritimą per laiko vienetą: (11)
Greičio vienetas - hercas (Hz).
Tolygiai pagreitintu sukamuoju judesiu :
3 paskaita Pirmasis Niutono dėsnis. Galia. Veikiančių jėgų nepriklausomumo principas. Rezultatas stiprumas. Svoris. Antrasis Niutono dėsnis. Pulsas. Impulsų išsaugojimo įstatymas. Trečiasis Niutono dėsnis. Materialiojo momento momento momentas, jėgos momentas, inercijos momentas.
Paskaitos planas
Pirmasis Niutono dėsnis
Antrasis Niutono dėsnis
Trečiasis Niutono dėsnis
Materialiojo momento momento momentas, jėgos momentas, inercijos momentas
Pirmasis Niutono dėsnis. Svoris. Galia
Pirmasis Niutono dėsnis: Yra tokių atskaitos rėmų, kurių atžvilgiu kūnai juda tiesiai ir tolygiai arba ramybės būsenoje, jei jų neveikia jėgos arba jėga veikia.
Pirmasis Niutono dėsnis įvykdomas tik inerciniame atskaitos sistemoje ir teigia, kad egzistuoja inercinis atskaitos pagrindas.
Inercija - tai kūnų savybė stengtis, kad jų greitis nepakistų.
Inercija vadinamas kūnų savybe užkirsti kelią greičio pokyčiams veikiant pritaikytai jėgai.
Kūno masė Ar fizinis dydis yra kiekybinis inercijos matas, tai yra skaliarinis priedo dydis. Masinis papildymassusideda iš to, kad kūnų sistemos masė visada yra lygi kiekvieno kūno masių sumai atskirai. Svoris- pagrindinis „SI“ sistemos vienetas.
Viena iš sąveikos formų yra mechaninė sąveika... Mechaninė sąveika sukelia kūnų deformaciją, taip pat jų greičio pokyčius.
GaliaAr vektorinis dydis yra mechaninis kitų kūnų ar laukų poveikio kūnui matas, dėl kurio kūnas įgauna pagreitį arba pakeičia savo formą ir dydį (deformuojasi). Jėgai būdingas modulis, veikimo kryptis, taikymo kūnui taškas.
Trajektorija - kreivė (arba linija), kurią kūnas apibūdina judėdamas. Apie trajektoriją galime kalbėti tik tada, kai kūnas vaizduojamas kaip materialus taškas.
Judėjimo trajektorija gali būti:
Verta paminėti, kad jei, pavyzdžiui, lapė bėgioja atsitiktinai vienoje srityje, ši trajektorija bus laikoma nematoma, nes ten nebus aišku, kaip ji tiksliai judėjo.
Judėjimo trajektorija skirtingais atskaitos rėmais bus skirtinga. Apie tai galite perskaityti čia.
Būdas
Būdas yra fizinis dydis, rodantis kūno nueitą atstumą judėjimo keliu. Tai žymima L (retais atvejais S).
Kelias yra santykinė vertė, o jo vertė priklauso nuo pasirinkto atskaitos sistemos.
Tai galima pamatyti paprastas pavyzdys: lėktuve yra keleivis, judantis nuo uodegos iki nosies. Taigi jo kelias atskaitos rėmelyje, susietame su orlaiviu, bus lygus šio pravažiavimo ilgiui L1 (nuo uodegos iki nosies), tačiau atskaitos rėme, susietame su Žeme, kelias bus lygus orlaivio pravažiavimo (L1) ir kelio (L2) ilgių sumai. , kurį lėktuvas padarė Žemės atžvilgiu. Todėl šiuo atveju visas kelias bus išreikštas taip:
Judėjimas
Judėjimas yra vektorius, jungiantis judančio taško pradinę padėtį su jo galutine padėtimi per tam tikrą laiką.
Ją žymi S. Matavimo vienetas yra 1 metras.
Judant tiesiai viena kryptimi, jis sutampa su trajektorija ir nuvažiuotu atstumu. Bet kokiu kitu atveju šios vertės nesutampa.
Tai galima lengvai pamatyti paprastu pavyzdžiu. Yra mergina, o jos rankose - lėlė. Ji meta jį aukštyn, o lėlytė nuvažiuoja 2 m atstumą ir akimirkai sustoja, o tada pradeda judėti žemyn. Tokiu atveju kelias bus lygus 4 m, bet poslinkis yra 0. Šiuo atveju lėlė nukeliavo 4 m, nes iš pradžių ji judėjo 2 m aukštyn, o paskui tiek pat žemyn. Šiuo atveju judėjimas neįvyko, nes pradžios ir pabaigos taškai yra vienodi.
1 skirsnis MECHANIKA
1 skyrius: Pagrindai
Mechaninis judėjimas. Trajektorija. Kelias ir judėjimas. Greičio papildymas
Mechaninis kūno judėjimasvadinamas savo padėties kitimu erdvėje, palyginti su kitais kūnais, laikui bėgant.
Tiriamas kūnų mechaninis judėjimas mechanika. Vadinamas mechanikos skyrius, apibūdinantis geometrines judėjimo savybes, neatsižvelgiant į kūnų ir veikiančių jėgų mases kinematika .
Mechaninis judėjimas yra santykinis. Norėdami nustatyti kūno padėtį erdvėje, turite žinoti jo koordinates. Norint nustatyti esminio taško koordinates, pirmiausia reikėtų pasirinkti atskaitos kūną ir susieti su juo koordinačių sistemą.
Etaloninė įstaigavadinamas kūnas, kurio atžvilgiu nustatoma kitų kūnų padėtis. Referencinė įstaiga pasirenkama savavališkai. Tai gali būti bet kas: žemė, pastatas, automobilis, laivas ir kt.
Koordinačių sistema, etaloninė įstaiga, su kuria ji susieta, ir laiko nuorodos formos nurodymas metmenyse , kurio atžvilgiu laikomas kūno judėjimas (1.1 pav.).
Kūnas, kurio dydis, forma ir struktūra gali būti ignoruojami tiriant tam tikrą mechaninį judesį, vadinamas materialus taškas . Materialiu tašku galima laikyti kūną, kurio matmenys yra daug mažesni nei atstumai, būdingi problemai nagrinėjamam judesiui.
Trajektorija tai linija, kuria juda kūnas.
Priklausomai nuo trajektorijos tipo, judesiai skirstomi į tiesius ir lenktus
BūdasAr trajektorijos ilgis ℓ (m) ((Žr. 1.2 pav.)
Vadinamas vektorius, nubrėžtas nuo dalelės pradinės padėties iki galutinės padėties poslinkis šią dalelę tam tikrą laiką.
Skirtingai nuo kelio, poslinkis nėra skaliarinis, bet vektorinis dydis, nes jis parodo ne tik tai, kiek, bet ir kuria kryptimi kūnas judėjo per tam tikrą laiką.
Poslinkio vektoriaus modulis (tai yra atkarpos, jungiančios judėjimo pradžios ir pabaigos taškus, ilgis) gali būti lygus nuvažiuotam atstumui arba mažesnis už nuvažiuotą. Bet judėjimo modulis niekada negali būti didesnis už nuvažiuotą atstumą. Pavyzdžiui, jei automobilis iš taško A į tašką B juda išlenktu keliu, tada poslinkio vektoriaus modulis yra mažesnis už nuvažiuotą atstumą ℓ. Judėjimo kelias ir modulis yra lygūs tik vienu atveju, kai kūnas juda tiesia linija.
Greitis Ar vektorinė kiekybinė kūno judėjimo charakteristika
Vidutinis greitis Ar fizinis dydis yra lygus taško poslinkio vektoriaus ir laiko intervalo santykiui
Vidutinio greičio vektoriaus kryptis sutampa su poslinkio vektoriaus kryptimi.
Greitas greitis, tai yra greitis tam tikru laiko momentu yra fizinis vektorinis dydis, lygus ribai, iki kurios vidutinis greitis yra linkęs be galo sumažėjus laiko intervalui Δt.
Momentinio greičio vektorius yra nukreiptas tangentiškai į judėjimo trajektoriją (1.3 pav.).
SI sistemoje greitis matuojamas metrais per sekundę (m / s), tai yra greičio vienetu laikomas tokio tolygiai tiesaus judesio greitis, kai kūnas per vieną sekundę nuvažiuoja vieno metro kelią. Greitis dažnai matuojamas kilometrais per valandą.
arba 1 
Greičio papildymas
Bet kokie mechaniniai reiškiniai yra nagrinėjami bet kuriame atskaitos sistemoje: judėjimas turi prasmę tik kitų kūnų atžvilgiu. Analizuojant to paties kūno judėjimą skirtingais atskaitos rėmais, visos judėjimo kinematinės charakteristikos (kelias, trajektorija, poslinkis, greitis, pagreitis) yra skirtingos.
Pavyzdžiui, keleivinis traukinys geležinkeliu važiuoja 60 km / h greičiu. Žmogus eina šio traukinio vagonu 5 km / h greičiu. Jei laikysime geležinkelį stacionariu ir imsime jį kaip atskaitos sistemą, tai žmogaus greitis, palyginti su geležinkeliu, bus lygus traukinio ir žmogaus greičio sumai, t.
60 km / h + 5 km / h \u003d 65 km / h, jei asmuo eina ta pačia kryptimi kaip ir traukinys, ir
60 km / h - 5 km / h \u003d 55 km / h, jei žmogus eina traukinio kryptimi.
Tačiau tai galioja tik šiuo atveju, jei asmuo ir traukinys juda ta pačia linija. Jei žmogus juda kampu, reikia atsižvelgti į šį kampą ir į tai, kad greitis yra vektorinis dydis.
Panagrinėkime aukščiau aprašytą pavyzdį išsamiau - su detalėmis ir paveikslėliais.
Taigi, mūsų atveju geležinkelis yra fiksuotas atskaitos pagrindas. Šiuo keliu judantis traukinys yra judantis atskaitos taškas. Vagonėlis, kuriuo eina asmuo, yra traukinio dalis. Asmens greitis, palyginti su automobiliu (atsižvelgiant į judantį atskaitos rėmą) yra 5 km / h. Pažymėkime jį laišku. Traukinio (taigi ir automobilio) greitis, palyginti su stacionariu atskaitos tašku (tai yra geležinkelio atžvilgiu), yra 60 km / h. Pažymėkime jį laišku. Kitaip tariant, traukinio greitis yra judančio atskaitos rėmo greitis, palyginti su nejudančiu atskaitos rėmu.
Asmens greitis, palyginti su geležinkeliu (palyginti su stacionariu atskaitos pagrindu), mums vis dar nežinomas. Pažymėkime jį laišku.
Sujunkime su stacionariu atskaitos rėmu (1.4 pav.) Koordinačių sistemą XOY, o su judančiu atskaitos rėmu - X p O p Y p. Dabar nustatykime žmogaus greitį, palyginti su stacionariu atskaitos rėmu, tai yra, geležinkelio atžvilgiu.
Trumpam laiko intervalui Δt įvyksta šie įvykiai:
Asmuo juda atstumu nuo vežimo
Vežimas juda geležinkelio atžvilgiu per atstumą
Tada per šį laikotarpį žmogaus judėjimas, palyginti su geležinkeliu:
tai poslinkių dėsnio įstatymas ... Mūsų pavyzdyje asmens judėjimas geležinkelio atžvilgiu yra lygus žmogaus judėjimo vežimui ir vežimo geležinkelio atžvilgiu sumai.
Abiejų lygybės pusių padalijimas iš mažo laiko intervalo Dt, per kurį įvyko judėjimas:
Mes gauname:
|
