2. Newton yasaları. Esneklik ve sürtünme kuvvetleri.

3. Çalışma ve güç.

4. Kinetik ve potansiyel enerjiler. Enerjinin ve momentumun korunumu yasaları.

Fizik, maddenin en genel özelliklerinin ve hareket yasalarının bilimi olarak adlandırılabilir.

"Fizik" - Yunan "fiziğinden" - doğa.

Fiziğin gelişimi, insan toplumunun gelişimi, pratiğin ihtiyaçları ve üretici güçlerin gelişimi ile yakından bağlantılıdır. Fiziksel keşifler, teknik bilimlerin gelişmesine, yeni teknoloji dallarının (lazer ve yarı iletken teknolojisi) oluşturulmasına yol açtı. Buna karşılık, teknolojinin gelişmesi, daha fazla teknik ilerleme ile bağlantılı fiziksel sorunların çözümünü gerektiren fiziğin gelişmesine yol açar. Teknoloji, fiziğe yeni, daha gelişmiş aletler sağlar ve bilimin gelişmesi için koşullar yaratır.

Fiziksel kanunlar, fiziksel büyüklükler arasındaki matematiksel ilişkiler şeklinde ifade edilir. Fiziksel büyüklükler, fiziksel nesnelerin ölçülebilir özellikleri (özellikleri) anlamına gelir: nesneler, durumlar, süreçler. Fizikte 7 temel büyüklük kullanılır: uzunluk, zaman, kütle, sıcaklık, akım gücü, madde miktarı, ışık şiddeti ve miktarların geri kalanı türevlerdir.

Skaler ve vektör büyüklükleri arasında ayrım yapmak gerekir. Skaler değerler tamamen sayısal değerler ve birimlerle tanımlanır; pozitif veya negatif bir sayısal değere sahip olabilir (Kelvin ölçeğindeki sıcaklık dışında).

Bir vektör niceliği, sayısal değeri, ölçü birimi ve yönleriyle tamamen karakterize edilir.

1. Temel kinematik kavramlar ve özellikler.

Mekanik, maddenin hareketinin en basit şekli olan mekanik hareketi inceler. Mekaniğin temel görevi, eğer başlangıç \u200b\u200bkonumu biliniyorsa, herhangi bir zamanda bir cismin konumunu belirlemektir. Bu sorunu çözme yöntemlerine bağlı olarak, mekanik 3 bölüme ayrılmıştır:

1) statik - mekanik denge doktrini;

kinematik - bu harekete neden olan nedenleri hesaba katmadan mekanik hareketin incelenmesi;

dinamikler - buna neden olan nedenleri hesaba katarak mekanik hareket doktrini.

Mekanik hareket zaman içinde uzayda cisimlerin veya parçalarının konumunda bir değişikliktir. Kinematikte ana çalışma konusu

maddi noktadır. "Maddi nokta" kavramı fiziksel bir soyutlamadır, hareketin tanımlanmasını basitleştirmek için getirilen bir modeldir.

Malzeme noktası Bu problemin olduğu koşullarda boyutu ve şekli ihmal edilebilecek vücut denir.

Gerçek bir gövdeyi maddi bir nokta ile değiştirin, yani Kütlesi olan, ancak geometrik boyutları olmayan bir nesne, yalnızca bu hareketler için bedenin içinde meydana gelen boyut, şekil ve süreçleri ihmal etmenin adil olduğu durumlarda mümkündür. Gerçek bir cisim, maddi bir nokta ile değiştirilemezse, başka bir fiziksel model kullanılır - kesinlikle katı bir gövde.

Kesinlikle sağlam Bu problemin koşulları altında deformasyonları ihmal edilebilen cisim denir.

Gerçekte ise, tüm gerçek bedenler onlara maruz kaldıklarında deforme olurlar.

Her tür mekanik hareket, öteleme ve dönme hareketlerine indirgenebilir. Maddi bir nokta, doğrusal veya eğrisel olarak yalnızca öteleme hareketine katılabilir, çünkü Boyutu olmayan bir noktanın dönüşünden bahsetmek anlamsızdır.

Çevirivücutta çizilen herhangi bir düz çizginin kendisine paralel kaldığı böyle bir hareket olarak adlandırılır (Şekil 1).

Rotasyoneldönme ekseni olarak adlandırılan, merkezi tek bir düz çizgi üzerinde uzanan vücudun tüm noktalarının eşmerkezli daireleri tanımladığı bir hareket olarak adlandırılır (Şekil 2). Dönme ekseni gövdenin dışında olabilir.

Keyfi vücut hareketi, öteleme ve dönme hareketlerinin bir kombinasyonu olarak görülebilir. Vücudun konumunu ve hareketini tanımlamak için bir referans sistemi seçmek gerekir.

Referans çerçevesi referans beden olarak adlandırılan, bazı fiziksel bedenle sıkı bir şekilde bağlantılı olan saatle ilgili koordinat sistemi olarak adlandırılır.

D hareketi tanımlamak için aşağıdaki kavramlar kullanılır: yörünge, yol, yer değiştirme, hız, ivme.

Yörünge- uzayda bir nokta (düz veya eğri) tarafından tanımlanan bir çizgi.

Yörünge bir düzlemde yer alıyorsa, harekete düz denir.

Yol ( S) - yörünge uzunluğu, [S] \u003d 1m.

S, skaler bir değerdir.

Hareketli
- noktanın başlangıç \u200b\u200bve bitiş konumunu bağlayan ve bitiş konumuna yönlendirilen vektör; [
] \u003d 1 dk.

Ortalama seyahat hızı, seyahat oranına eşittir
bu hareketin gerçekleştiği zaman aralığına t:

Vektör
yer değiştirme vektörü ile çakışır. T'da, arasındaki fark
ve S, yer değiştirme vektörü, bu noktada yola teğet ile çakışır.

- anlık hız.

Anlık hız, hareketli bir noktanın yarıçap vektörünün zamana göre ilk türevine eşit bir vektör miktarıdır is

t S için
,

Anında hız- yörüngenin belirli bir noktasında belirli bir anda hız.

=

Anlık hızın sayısal değeri, yolun ilk zaman türevine eşittir.

Anlık ivme, zamana göre hızın ilk türevine eşit bir vektör miktarıdır.

Doğrusal hareket türleri.

a) değişken - hem hızın hem de ivmenin değiştiği hareket.

b) eşit hareket - sabit ivmeli hareket.

 - düzgün bir şekilde hızlandırılmış,   - eşit derecede yavaş

;
;

;
.

c) düzgün hareket - sabit hızda hareket.

.

Malzeme noktasının değişken büyüklük ve yön hızı ile düz bir eğrisel yörünge boyunca hareket etmesine izin verin (Şekil 4).

Hareketin göreliliği. Hareket ve hız

Amaç: kinematik, hareket göreliliği, modeller ile ilgili temel kavramların incelenmesi.

Kısa teori

Kinematik Bu hareketin nedenlerini açıklığa kavuşturmadan cisimlerin hareketinin dikkate alındığı bir mekanik bölümü olarak adlandırılır.

Mekanik hareket vücut, zaman içinde diğer cisimlere göre uzaydaki konumunun değişmesi olarak adlandırılır.

Mekanik hareket görecelidir. Aynı bedenin farklı bedenlere göre hareketi farklıdır. Bir cismin hareketini tanımlamak için, hareketin hangi cisimle ilişkili olarak değerlendirildiğini belirtmek gerekir. Bu vücudun adı referans gövdesi .

Zaman formunu saymak için referans vücut ve saat ile ilişkili koordinat sistemi referans çerçevesi , hareket eden bir cismin konumunu istediğiniz zaman belirlemenizi sağlar.

Uluslararası Birimler Sisteminde (SI), uzunluk birimi metreve zaman birimi başına - ikinci.

Her bedenin belli bir boyu vardır. Vücudun farklı bölümleri uzayda farklı yerlerdedir. Bununla birlikte, birçok mekanik probleminde, vücudun ayrı ayrı parçalarının konumlarını belirtmeye gerek yoktur. Vücudun boyutları diğer cisimlere olan mesafelere göre küçükse, o zaman bu beden kabul edilebilir. malzeme noktası ... Bu, örneğin Güneş etrafındaki gezegenlerin hareketini incelerken yapılabilir.

Vücudun tüm kısımları aynı şekilde hareket ederse, böyle bir hareket denir. ilerici ... Örneğin, "Dev Tekerlek" cazibesindeki kabinler, yolun düz bir bölümündeki bir araba, vb. Aşamalı olarak hareket eder. Vücudun öteleme hareketi ile maddi bir nokta olarak da düşünülebilir.

Bu koşullar altında boyutları ihmal edilebilecek bir cisim denir. malzeme noktası .

Maddi nokta kavramı, mekanikte önemli bir rol oynar.

Zamanla bir noktadan diğerine hareket eden gövde (malzeme noktası), adı verilen bir çizgiyi tanımlar. vücut yörüngesi .

Herhangi bir zamanda uzayda bir materyal noktanın konumu ( hareket kanunu ) koordinatların zamana bağlılığı kullanılarak belirlenebilir x=x(t), y=y(t), z=z(t) (koordinat yöntemi) veya koordinatların başlangıcından belirli bir noktaya kadar çizilen yarıçap vektörünün zamana bağlılığını kullanarak (vektör yöntemi) (Şekil 1.1).

Taşınarak vücut Vücudun başlangıç \u200b\u200bpozisyonunu sonraki pozisyonuyla birleştiren düz bir çizginin yönlendirilmiş bir parçası olarak adlandırılır. Yer değiştirme bir vektör miktarıdır.

Kat edilen mesafel bir süre vücut tarafından kat edilen yörünge yayının uzunluğuna eşittir t... Yol - skaler .

Vücudun hareketi yeterince kısa bir süre için düşünülürse, yer değiştirme vektörü belirli bir noktada yörüngeye teğet olarak yönlendirilecek ve uzunluğu kat edilen mesafeye eşit olacaktır.

Yeterince kısa bir zaman aralığı olması durumunda Δ t vücut yolu Δ l neredeyse yer değiştirme vektörünün modülü ile çakışır Bir cisim eğimli bir yörünge boyunca hareket ettiğinde, yer değiştirme vektörünün modülü her zaman kat edilen mesafeden daha azdır (Şekil 1.2).

Şekil: 1.2. Kat edilen mesafe l ve cismin eğrisel hareketi için yer değiştirme vektörü. a ve b - yolun başlangıç \u200b\u200bve bitiş noktaları.

Hareketi karakterize etmek için kavram tanıtıldı ortalama sürat:. (1.1) Fizikte en büyük ilgi ortalama değil, anlık hız, ortalama hızın sonsuz küçük bir zaman aralığında eğilim gösterdiği sınır olarak tanımlanır Δ t: ... (1.2) Matematikte böyle bir sınıra türev denir ve veya ile gösterilir. Böylece, anlık hız malzeme noktası (gövde) ilk

zaman yolculuğunun türevi.

Kavisli yörüngenin herhangi bir noktasındaki cismin anlık hızı, bu noktada yörüngeye teğet olarak yönlendirilir. Ortalama ve anlık hızlar arasındaki fark, Şekil 2'de gösterilmiştir. 1.3.

bileşenler: vektör boyunca yönlendirilmiş teğet (teğet) bileşen ve vektöre dik yönlendirilmiş normal bileşen.

eğrisel hareket, hız vektörünün yönü ile çakışmaz. İvme vektörünün bileşenleri denir teğet (teğet ) ve normal ivmeler (Şekil 1.5).

Şekil: 1.5. Teğet ve normal ivme.	Teğetsel ivme, cismin hızının modulo'yu ne kadar hızlı değiştirdiğini gösterir: (1.4) Vektör, yörüngeye teğet olarak yönlendirilir. Normal hızlanma vücudun hızının ne kadar hızlı yön değiştirdiğini gösterir.
Şekil: 1.6. Dairelerin yayları boyunca hareket.	Eğrisel hareket, dairelerin yayları boyunca hareket olarak gösterilebilir (Şekil 1.6). Normal ivme, hız modülüne υ ve yarıçapa bağlıdır. R şu anda vücudun hareket ettiği yay boyunca daire: (1.5)

Vektör her zaman dairenin merkezine doğru yönlendirilir.

İncir. 1.5 tam ivme modülünün şu şekilde olduğu görülebilir:

Dolayısıyla, bir materyal noktanın kinematiğindeki ana fiziksel büyüklükler, kat edilen mesafedir. l, yer değiştirme, hız ve ivme. Yol l bir skalerdir. Yer değiştirme, hız ve ivme vektör miktarlarıdır. Bir vektör değeri ayarlamak için, modülünü ayarlamanız ve yönü belirtmeniz gerekir.

Vektör miktarları belirli matematik kurallarına uyar. Vektörler koordinat eksenlerine yansıtılabilir, eklenebilir, çıkarılabilir vb. "Vektör ve koordinat eksenlerindeki projeksiyonları", "Vektörlerin toplanması ve çıkarılması" modellerini keşfedin.

	Model, vektörü X ve Y eksenlerine yansıtarak vektörün bileşenlerine ayrışmasını gösterir.Modülü ve vektörün yönünü fare ile değiştirerek projeksiyonlarındaki değişikliği takip edin ve. Projeksiyonları değiştirmek ve vektörün modülünü ve yönünü takip edin
Model. Vektör ve projeksiyonları koordinat eksenlerine.

d: \\ Program Files \\ Physicon \\ Open Physics 2.5 bölüm 1 \\ design \\ images \\ buttonModel_h.gif

	Model, vektörlerin modüllerini ve yönlerini değiştirmenize ve vektör toplama veya çıkarma işlemlerinin sonucu olan bir vektör oluşturmanıza olanak tanır. Ayrıca vektörlerin projeksiyonlarını değiştirebilir ve vektörün koordinat eksenlerindeki izdüşümlerinin sırasıyla vektörlerin izdüşümlerinin toplamına veya farkına eşit olduğundan emin olabilirsiniz ve
Model. Vektörlerin toplanması ve çıkarılması.

Cisimlerin hareketi, çeşitli referans çerçevelerinde tanımlanabilir. Kinematik bakış açısından, tüm referans çerçeveleri eşittir. Bununla birlikte, yörünge, yer değiştirme, hız gibi hareketin kinematik özellikleri farklı sistemlerde farklıdır. Ölçüldükleri referans çerçevesinin seçimine bağlı olarak miktarlar denir akraba .

İki referans çerçevesi olsun. Sistemi XOY geleneksel olarak sabit kabul edilir ve sistem X "O" Y " sisteme göre çeviri olarak hareket eder XOY hız ile. Sistemi XOY örneğin Dünya'ya ve sisteme bağlı olabilir X "O" Y " - raylar boyunca hareket eden bir platform ile (şek. 1.7).

dünya'ya göre, vektörlerin toplamı olan bir vektöre karşılık gelir ve:

Referans çerçevelerinden birinin diğerine göre hareket etmesi durumunda aşamalı olarak (Şekil 1.7'deki gibi) sabit hızla, bu ifade şu şekli alır:

Hareketi küçük bir zaman aralığında ele alırsak Δ t, sonra bu denklemin her iki tarafını da Δ ile bölerek t ve sonra Δ sınırına geçme t→ 0 şunu anlıyoruz:

İşte cismin "sabit" referans çerçevesindeki hızı XOY, Vücudun hızı referansın "hareketli" çerçevesinde mi X "O" Y "... Hızlara bazen geleneksel olarak mutlak ve göreli hızlar denir; hız taşınabilir hız olarak adlandırılır.

İlişki (1.9) ifade eder klasik hız toplama yasası : bir cismin mutlak hızı, nispi hızının vektör toplamına ve hareketli referans çerçevesinin taşınabilir hızına eşittir.

Farklı referans çerçevelerinde bir cismin ivmeleri sorusuna dikkat edilmelidir. (1.9) 'dan, referans çerçevelerin birbirine göre düzgün ve doğrusal hareketi için, bu iki çerçevedeki gövdenin ivmelerinin aynı olduğu anlaşılmaktadır. ... Aslında, katsayısı ve yönü zaman içinde değişmeden kalan bir vektör ise, o zaman cismin göreceli hızındaki herhangi bir değişiklik, mutlak hızındaki değişime denk gelecektir. Dolayısıyla

Hareket Göreliliği modelini inceleyin.

Sınıra geçmek (Δ t→ 0), anlıyoruz. Genel durumda, referans çerçeveleri birbirine göre ivmeyle hareket ettiğinde, gövdenin farklı referans çerçevelerindeki ivmeleri farklıdır.

Bağıl hız ve taşıma hızının vektörlerinin birbirine paralel olması durumunda, hızların eklenmesi yasası skaler formda yazılabilir:

υ = υ 0 + υ " . (1.11)

Bu durumda, tüm hareketler tek bir düz çizgi boyunca gerçekleşir (örneğin, eksen ÖKÜZ). Υ, υ о ve υ hızları " Eksende mutlak, taşınabilir ve bağıl hızların projeksiyonları olarak düşünülmelidir ÖKÜZ... Cebirsel büyüklüklerdir ve bu nedenle, hareket yönüne bağlı olarak belirli işaretler (artı veya eksi) atanmaları gerekir.

En basit mekanik hareket türü, bir cismin mutlak değer ve yönde sabit bir hızla düz bir çizgi boyunca hareketidir. Bu harekete üniforma ... Düzgün hareketle, vücut herhangi bir eşit zaman aralığında eşit yollarda ilerler. Düzgün doğrusal hareketin kinematik açıklaması için, koordinat ekseni ÖKÜZ hareket hattı boyunca uygun şekilde konumlandırılmıştır. Düzgün hareket sırasında vücudun konumu bir koordinat belirtilerek belirlenir x... Yer değiştirme vektörü ve hız vektörü her zaman koordinat eksenine paraleldir ÖKÜZ... Bu nedenle, doğrusal hareketteki yer değiştirme ve hız bir eksene yansıtılabilir. ÖKÜZ ve projeksiyonlarını cebirsel büyüklükler olarak düşünün.

Eğer bir noktada t 1 vücut koordinatlı bir noktadaydı x 1 ve daha sonra t 2 - koordinatlı bir noktada x 2, sonra yer değiştirme izdüşümü Δ s eksen başına ÖKÜZ zamanında Δ t= t 2 – t 1 eşittir Δ s= x 2 – x 1 .

Bu değer, vücudun hareket ettiği yöne bağlı olarak hem pozitif hem de negatif olabilir. Düz bir çizgi boyunca tekdüze hareket ile, hareket modülü, gidilen yol ile çakışır. Hız düzgün doğrusal harekete oran denir

. (1.12)

Υ\u003e 0 ise, vücut eksenin pozitif yönüne doğru hareket eder ÖKÜZ; υ<0 тело движется в противоположном направлении.

Koordinat bağımlılığı x zamandan t (hareket kanunu) düzgün doğrusal hareketle ifade edilir doğrusal matematiksel denklem :

x(t) = x 0 + υ t. (1.13)

Bu denklemde υ \u003d const cismin hızıdır, x o - vücudun o sırada bulunduğu noktanın koordinatı t\u003d 0. Grafikte hareket yasası x(t) düz bir çizgiyle temsil edilir. Bu tür grafiklerin örnekleri Şekil 2'de gösterilmektedir. 1.8.

.

Hız değeri pozitif çıktı. Bu, gövdenin eksenin pozitif yönünde hareket ettiği anlamına gelir. ÖKÜZ... Hareket grafiğinde, cismin hızının geometrik olarak kenarların oranı olarak tanımlanabileceğini unutmayın. M.Ö ve AC üçgen ABC (şekil 1.9) .

Açı ne kadar büyükse α , zaman ekseniyle düz bir çizgi oluşturan, yani. grafiğin eğimi ne kadar büyükse ( diklik), vücudun hızı arttıkça. Bazen bir cismin hızının bir açının tanjantına eşit olduğu söylenir. α düz eğim x(t). Matematik açısından bakıldığında, bu ifade tamamen doğru değildir, çünkü taraflar M.Ö ve AC üçgen ABC farklı var boyutları: yan M.Ö metre cinsinden ölçülür ve yan AC - saniyeler içinde.

Şekil 2'de gösterilen hareket için benzer şekilde. 1.9 düz çizgi II, bulduk x 0 \u003d 4 m, υ \u003d –1 m / s.

Grafikte (Şekil 1.9) bu, şu anda olur t 1 \u003d –3 s, t 2 \u003d 4 s, t 3 \u003d 7 s ve t 4 \u003d 9 sn. Aralıktaki hareket programından bulmak kolaydır ( t 2 ; t 1) vücut aralıklarla υ 12 \u003d 1 m / s hızında hareket etti ( t 3 ; t 2) - υ 23 \u003d –4/3 m / s hızında ve aralıkta ( t 4 ; t 3) - υ 34 \u003d 4 m / s hızında.

Cismin doğrusal hareketinin parçalı doğrusal yasası ile kat edilen mesafenin l hareketle eşleşmiyor s... Örneğin, Şekil 2'de gösterilen hareket yasası için. 1.10, 0 sn ile 7 sn arasındaki zaman aralığında vücudun hareketi sıfıra eşittir ( s\u003d 0). Bu süre zarfında vücut yolu geçti l\u003d 8 m.

Hareket ve Hız modelini keşfedin. D: \\ Program Files \\ Physicon \\ Open Physics 2.5 part 1 \\ design \\ images \\ buttonModel_h.gif

Cisimlerin mekanik hareketlerinin, kütleleri ve bu hareketin nedenleri dikkate alınmadan incelendiği.

Başka bir deyişle, bir cismin hareketi kinematikte ( hareket yörüngesi, hızve hızlanma) neden böyle hareket ettiğini bulmadan.

Hareketçevreleyen maddi dünyadaki herhangi bir değişikliği ifade eder. Mekanik hareket - Bir cismin uzaydaki pozisyonunda zamanla meydana gelen, başka bir cisme göre gözlemlenen, geleneksel olarak hareketsiz olarak alınan bir değişiklik. Geleneksel olarak hareketsiz bir cisme referans cisim denir. Referans cisimle ilişkili koordinat sistemi, hareketin meydana geldiği alanı tanımlar.

Fiziksel alan üç boyutlu ve Ökliddir, yani tüm ölçümler okul geometrisi temelinde gerçekleştirilir. Mesafeleri ölçmek için temel birim 1 metredir (m) ve açıları ölçmek için birim 1 radyan'dır (rad.).

Kinematikte zaman, sürekli değişen skaler bir miktar olarak kabul edilir t... Diğer tüm kinematik büyüklüklerin zamana bağlı olduğu kabul edilir (zamanın fonksiyonları). Temel zaman birimi 1 saniyedir.

Kinematik hareketi inceler:

• sert (deforme olmayan) bir gövdenin noktaları,
• elastik veya plastik deformasyona uygun sağlam bir gövde,
• sıvılar
• gaz.

Kinematiğin temel görevleri.

1. Hareketin kinematik denklemlerini, tabloları ve grafikleri kullanarak vücut hareketinin tanımı. Vücut hareketini tanımlayın - herhangi bir zamanda konumunu belirleyin.

2. Hareketin kinematik özelliklerinin belirlenmesi - hız ve ivme.

3. Karmaşık (bileşik) hareketleri incelemek ve özellikleri arasındaki ilişkiyi belirlemek. Karmaşık hareket, başka bir sabit koordinat sistemine göre hareket eden bir koordinat sistemine göre bir cismin hareketidir.

Kinematik, aşağıdaki kavram ve hareketlerle ilgilenir.

Kinematik - bu harekete neden olan nedenleri hesaba katmadan cisimlerin hareketini inceleyen bir mekanik bölümü.

Kinematiğin temel görevi, bir cismin herhangi bir anda, eğer ilk andaki konumu, hızı ve ivmesi biliniyorsa, konumunu bulmaktır.

Mekanik hareket zaman içinde uzayda birbirine göre gövdelerin (veya vücut parçalarının) konumundaki bir değişikliktir.

Mekanik hareketi tanımlamak için bir referans çerçevesi seçmek gerekir.

Referans gövdesi - bu durumda hareketsiz olarak alınan, diğer cisimlerin hareketinin de dikkate alındığı bir cisim (veya bir cisim grubu).

Bu, referans cisimle ilişkili koordinat sistemidir ve seçilen zaman ölçme yöntemidir (Şekil 1).

Vücudun konumu, bir yarıçap vektörü veya koordinatlar kullanılarak belirlenebilir.

Noktalar - O noktasını bir noktaya bağlayan düz bir çizginin yönlendirilmiş parçası (Şekil 2).

X noktası, noktanın yarıçap vektörünün sonunun Ox eksenine izdüşümüdür. Genellikle dikdörtgen bir koordinat sistemi kullanılır. Bu durumda, bir noktanın bir çizgi, düzlem ve uzaydaki konumu sırasıyla bir (x), iki (x, y) ve üç (x, y, z) sayı - koordinatlarla belirlenir (Şekil 3).

Temel derste fizikçiler, bir materyal noktanın hareketinin kinematiğini inceler.

Malzeme noktası - bu koşullar altında boyutları ihmal edilebilecek bir gövde.

Bu model, söz konusu cisimlerin doğrusal boyutlarının, verilen problemdeki diğer tüm mesafelerden çok daha az olduğu veya cismin ötelenerek hareket ettiği durumlarda kullanılır.

Çeviri Vücudun herhangi iki noktasından geçen düz bir çizginin kendisine paralel kalarak hareket ettiği bir cismin hareketidir. Öteleme hareketi sırasında, vücudun tüm noktaları aynı yörüngeleri tanımlar ve herhangi bir zamanda aynı hızlara ve ivmelere sahiptir. Bu nedenle, bir cismin böyle bir hareketini tarif etmek için, onun keyfi bir noktasının hareketini tarif etmek yeterlidir.

Bundan sonra, "vücut" kelimesi "maddi nokta" olarak anlaşılacaktır.

Belirli bir referans çerçevesinde hareket eden bir gövdeyi tanımlayan çizgiye yörünge denir. Pratikte, yörüngenin şekli matematiksel formüller kullanılarak belirlenir (y \u003d f (x) yörüngenin denklemidir) veya şekilde gösterilir. Yörünge türü, referans sisteminin seçimine bağlıdır. Örneğin, tekdüze ve doğrusal olarak hareket eden bir vagonda serbestçe düşen bir cismin yörüngesi, araba ile ilişkili referans çerçevesinde düz bir dikey çizgi ve Dünya ile ilişkili referans çerçevesindeki bir paraboldür.

Yörünge türüne bağlı olarak, doğrusal ve eğrisel hareket ayırt edilir.

Yol s, belirli bir süre boyunca vücut tarafından tanımlanan yörüngenin uzunluğu ile belirlenen skaler bir fiziksel niceliktir. Yol her zaman pozitiftir: s\u003e 0.

Hareketli belirli bir süre için vücut - vücudun ilk (nokta) ve son (M noktası) konumunu birbirine bağlayan düz bir çizginin yönlendirilmiş parçası (bkz.Şekil 2):

,

bu zamanlarda vücudun yarıçap vektörleri nerede.

Öküz ekseni yer değiştirme projeksiyonu

zamanın ilk ve son anlarında vücudun koordinatları nerede.

Hareket modülü yoldan daha uzun olamaz.

Eşittir işareti, hareket yönünün değişmemesi durumunda düz çizgi hareketini ifade eder.

Vücudun hareketini ve başlangıç \u200b\u200bpozisyonunu bilerek, pozisyonunu t zamanında bulabilirsiniz:

Hız - vücudun mekanik durumunun bir ölçüsü. Belirli bir referans çerçevesine göre vücudun pozisyonundaki değişim oranını karakterize eder ve vektör fiziksel bir niceliktir.

- yer değiştirmenin meydana geldiği zaman aralığına sayısal olarak eşit olan ve yer değiştirme boyunca yönlendirilen vektör fiziksel miktarı (Şekil 4):

SI hız birimi, saniyedeki metredir (m / s).

Bu formülle bulunan ortalama hız, hareketi yalnızca yörüngenin belirlendiği kısımdaki karakterize eder. Yörüngenin başka bir bölümünde farklı olabilir.

Bazen ortalama hız kullanırlar.

bir süre boyunca gidilen yol nerede. Ortalama izleme hızı skaler bir değerdir.

Anında hız vücut - vücudun belirli bir anda (veya yörüngenin belirli bir noktasındaki) hızı. Ortalama hızın sonsuz küçük bir süre boyunca eğilim gösterdiği sınıra eşittir. ... Yarıçap vektörünün zaman türevi burada.

Öküz eksenine yansıtılır:

Cismin anlık hızı, hareket yönündeki her noktada yörüngeye teğet olarak yönlendirilir (bkz. Şekil 4).

Hızlanma hızdaki değişim oranını karakterize eden vektör fiziksel bir niceliktir. Zaman birimi başına vücudun hızının ne kadar değiştiğini gösterir.

Ortalama hızlanma - hız değişiminin meydana geldiği zamana oranına sayısal olarak eşit fiziksel miktar:

Vektör, yörüngenin içbükeyliğine doğru hız değişim vektörüne paralel olarak yönlendirilir (Şekil 5).

1. Mekanik hareket - zamanla diğer cisimlere göre vücudun uzaydaki pozisyonundaki değişiklik.

2. Malzeme noktası (MT) - hareketini tanımlarken boyutları ihmal edilebilecek bir vücut.

3. Yörünge -mT'nin hareket ettiği uzayda bir çizgi (MT'nin hareket sürecinde işgal ettiği bir dizi ardışık konum).

4. Referans sistemi (CO) içerir:

· Referans kuruluş;

· Bu kurumla ilişkili koordinat sistemi;

· Zaman referansının başlangıç \u200b\u200bnoktasının seçimi de dahil olmak üzere zamanı ölçmek için bir cihaz (bu durumda, birkaç saat kullanılıyorsa, bunların senkronize edilmesi gerekir).

5. Kinematiğin ana (ters) problemi: belirli bir referans çerçevesinde bir cismin hareket yasasını (denklemlerini) bulun.
Örneğin ufka bir açıyla atılan bir cismin hareket denklemleri şöyle görünür:

Aynı zamanda, yolu bulma, kaldırma yüksekliği, menzil, zaman gibi diğer tüm görevler yardımcıdır ve bir kural olarak, hareket denklemlerine göre kolayca çözülür. Kinematiğin doğrudan sorunu, verilen hareket denklemlerine göre hareket parametrelerini hesaplamaktır.

6. Öteleme hareketi aşağıdaki özelliklerden biri tarafından benzersiz şekilde belirlenir:

· Vücudun tüm noktaları aynı türden yörüngeler boyunca hareket eder;

• vücudun içine çizilen düz bir çizginin herhangi bir parçası ileri hareket sırasında kendisine paralel kalır;

· Vücudun tüm noktaları aynı hızda hareket eder.

7. Dönme hareketi -vücudun tüm noktalarının daireler halinde hareket ettiği, merkezleri tek bir düz çizgi üzerinde bulunan, dönme ekseni adı verilen bir hareket

Katı bir cismin düzlem hareketi, öteleme ve dönme hareketine ayrıştırılabilir.

8. YolYörüngenin uzunluğu (kendi bölümlerinden geçmenin çokluğu dikkate alınarak ölçülür).

9. ortalama süratHareketin bu hareketin gerçekleştirildiği zaman aralığına oranına eşit bir vektör fiziksel miktarıdır.

10. Hız modülünün ortalama değeri (ortalama yer hızı) - yolun, bu yolun geçildiği zaman aralığına oranına eşit skaler bir fiziksel niceliktir.

11. Anlık hız -zamana göre yer değiştirme vektörünün (veya yarıçap vektörünün) ilk türevine eşit bir vektör fiziksel miktarıdır: ,

veya tahminlerde: vb.

12. Hızlanma - -hız vektörünün ilk zaman türevine eşit bir vektör fiziksel miktarıdır:

, tahminlerde elde ederiz: vb.

Hareket tipi tablosu:

Tablo 6

Düzgün hareket:	Eşdeğer hareket:
Doğrusal üniforma	Eğrisel üniforma	Eşit hızda artışlar	Eşit yavaşlama azalır

13. Eşit hareket denklemi (kanunu):

, veya koordinat biçiminde: .

14. Hız değişim denklemi (kanunu)eşit hareketle: veya koordinat biçiminde:

15. Orta hız için formüleşit hareketle :
.

İncir. 2

Galileo dönüşümleri, hız toplama formülü:
İki referans çerçevesi olsun, K ve K 've K' pozitif X yönünde sabit hızla hareket etsin ve ilk anda koordinatların başlangıcı çakışır, o zaman açıktır , - bu koordinatların dönüşümü, Galileo'nun zamanı. Galileo'nun zaman içindeki dönüşümlerini farklılaştırarak, hızların toplanması için klasik formülü elde ederiz.
MT'nin geleneksel olarak sabit referans çerçevesine göre hızı, sabit olana göre hareketli CO ve hareketli CO'ya göre hızların vektör toplamına eşittir.

17. Hariç tutulan zamana sahip yol için formül :.

Dönme hareketinin kinematiğinin temel tanımları:

18. Dönem -bu, vücudun döngüsel bir yörünge boyunca tam bir dönüş yaptığı zaman aralığının değeridir.
Sıklık, dönemin tersidir ,,.
Saniyedeki devir sayısı frekansa eşittir, ancak n ile gösterilir.

19. Açısal hız Zamana göre dönme açısının birinci türevine eşit skaler bir değerdir. Sonra, açı ve açısal hızı vektör nicelikleri olarak gireceğiz. Düzgün hareketle .

20. Eğrisel ivme- iki bileşeni vardır: teğetsel, büyüklükteki ve normal hızdaki değişimden sorumlu veya yörüngenin eğriliğinden sorumlu merkezcil

İfade verildiğinde

sonunda şunu elde ederiz: eğriliğin merkezine yönelik birim vektör burada, yörüngeye teğet boyunca birim vektördür. Daha kompakt çıktı şuna benzer: , bu nedenle ve.

Tipik kinematik görevler:

Problem numarası 2. Disk üzerindeki A, B, C, D noktalarının hızı nedir, Şekil 4, kaymadan bir düzlemde yuvarlanma (saf yuvarlanma).
Hızın mutlak değerde diskin öteleme hareketinin hızına eşit olduğu disk noktalarının yerini çizin.

Sorun numarası 3.İki araba belirli bir hızda aynı yönde ilerler .. İkinci arabanın kendisini birinci arabanın tekerleklerinden kaçan taşlardan korumak için tutması gereken minimum mesafe nedir? En tehlikeli taşlar yer referans sisteminde ufka hangi açıyla fırlar? Hava direncini ihmal edin.

Cevap :, - sürüş yönünde ileri doğru.

Problem numarası 4.İnsan vücudu için kritik olan kısa vadeli hızlanma (ciddi yaralanmalardan kaçınma şansının olduğu) eşittir. İlk araç hızı 100 km / saat ise minimum fren mesafesi ne olmalıdır?

5 numaralı sorun.(Problemlerin toplanmasından No. 1.23) Nokta, modülü kanuna göre hızına bağlı olan ivmeli düz bir çizgide yavaşlayarak hareket eder, burada pozitif bir sabittir. İlk anda, noktanın hızı eşittir. Durdurmak için hangi yolu alacak? Bu yol ne kadar sürecek?