Тема 1. Механічний рух. Системи відліку. Матеріальна точка. Траєкторія. Шлях. Переміщення. Координата. Закон руху.
Кінематика — це розділ механіки, який вивчає рух тіл, залежність величин від часу, не розглядаючи причини, які викликають цей рух.
Механічним рухом називають зміну положення тіла в просторі відносно других тіл.
Тілом відліку називають нерухоме тіло відносно якого розглядається рух інших тіл.
Матеріальною точкою називають тіло, розмірами якого в даних умовах можна знехтувати.
Для характеристики змін положення предметів на Землі найчастіше за тіло відліку беруть тіло, нерухомо пов’язане з Землею (будинок, дерево, телеграфний стовп).
Щоб однозначно визначити місце перебування тіла (матеріальної точки МТ) потрібно вибрати початок відліку, систему координат і спосіб вимірювання часу. Положення рухомого тіла однозначно визначається координатами. Якщо тіло рухається по прямій, то достатньо знати одну координату х, по площині — треба скористуватись двома координатами (х, у), а в просторі — трьома координатами (x,y,z) (мал. 1).
Тіло відліку, пов'язану з ним систему координат і спосіб вимірювання часу, називають системою відліку.
Для характеристики руху тіла у вибраній системі відліку слід знати, як змінюються координати х=х(t), у=у(t).
Такий запис означає, шо координати х, у змінюються в залежності від часу.
Лінія, яку описує при своєму рухові матеріальна точка, називається траєкторією (мал.2).
Механічний рух по виду траєкторії можна розділити на два види: прямолінійні і криволінійний.
Знаючи довжину траєкторії, по якій рухалось тіло, можна визначити пройдений тілом шлях S.
Шлях — це довжина траєкторії, яку описує і їло за даний проміжок часу. Одиниця шляху в СІ— 1 м.
Отже, якщо в задачі сказано яка форма траєкторії, то знаючи пройдений тілом шлях, ми можемо визначити положення тіла в просторі. Якщо ж форма траєкторії не задана і невідомий напрям руху, то пройдений тілом шлях не дасть можливості визначити положення точки в даний момент часу, В такому разі користуються переміщенням.
Переміщенням називають векторну фізичну величину, яка сполучає початкове положення матеріальної точки з його кіїшсвим положенням. Переміщення позначають На скільки переміститься точка покаже модуль вектора
, або просто
Куди перемістились точки покаже положення кінця вектора (див. мал. 3). На мал. 4 видно, що при прямолінійному русі в одному напрямку переміщення і шлях співпадають, тобто пройдений тілом шлях дорівнює модулю переміщення
В усіх інших випадках шлях більше модуля переміщення (мал.5).
Правило додавання векторів: щоб додати два вектори треба до кінця першого вектора прикласти початок другого і сполучити початок першого з кінцем другого.
2. Рівномірний прямолінійний рух. Швидкість.
1. Рівномірним прямолінійним рухом називають такий рух, при якому матеріальна точка за будь-які рівні проміжки часу здійснює однакові переміщення.
Дамо ще два означення рівномірного прямолінійного руху.
2. Якщо швидкість тіла стала за величиною і за напрямом, то такий рух називають рівномірним.
3. Якщо координата лінійно залежить від часу, то такий рух називається рівномірним
Для характеристики руху в кінематиці користуються поняттям швидкості.
Векторна фізична величина, яка характеризує зміну переміщення з часом, називається швидкістю переміщення.
— це величина векторна, оскільки S — вектор переміщення.
Скалярну фізичну величину , що характеризує зміну шляху з часом, називають швидкістю руху.
Швидкість іноді визначають за зміною коордикат
Висновки: Якщо швидкість визначається за переміщенням, то треба знати і модуль швидкості і напрям. Якщо швидкість характеризує зміну шляху з часом, то в такому рязі не має потреби визначити напрям.
Шлях додасться арифметично |
![]() |
Переміщення додається геометрично |
![]() |
Покажемо графіки залежності координати, переміщення, шляху з часом (мал. б).
Графік переміщення і графік шляху завжди беруть початок від початку координат.
На закінчення відзначимо, що найважливішою лінійною величиною є залежність координати від часу, цю залежність називають законом руху
бо координата несе найбільшу інформацію про рух.
Покажемо це на конкретному прикладі.
На мал, 7 зображено графіки руху двох теплоходів. Користуючись цими графіками: 1) знайти час і місце їх зустрічі ; 2) який шлях пройде перший і другий теплохід; 3) з якою швидкістю рухались теплоходи; 4) запишіть закон руху першого і другого теплохода; 5) побудуйте графіки переміщення, шляху і швидкості обох теплоходів.
Це матеріал із довідника "Фізика 9 клас"
Автор: admin от 30-06-2014, 15:53, Переглядів: 9318