Народна Освіта » Фізика » Траектория движения. Путь. Перемещение

НАРОДНА ОСВІТА

Траектория движения. Путь. Перемещение

Возьмите лист бумаги и карандаш. Поставьте на листе точки А и В и соедините их кривой линией (рис. 7.1). Эта линия совпадает с траекторией движения кончика карандаша, то есть линией, в каждой точке которой последовательно побывал кончик карандаша во время своего движения. Подробнее о траектории движения, а также о многом другом вы узнаете из этого параграфа.

Узнаем о траектории движения

Траектория движения — это воображаемая линия, которую описывает в пространстве движущаяся точка.

Обычно мы не видим траектории движения тел, но иногда бывают исключения. Так, в безоблачную погоду высоко в небе можно увидеть белый след, который во время своего движения оставляет самолет*. По этому следу можно определить траекторию движения самолета.

Траектории движения каких тел можно восстановить по следам, изображенным на рис. 7.2? В каких случаях траекторию движения «заготавливают» заранее? Форма траектории может быть разной: прямая, окружность, дуга, ломаная и т. д. В зависимости от формы траектории различают прямолинейное и криволинейное движения тел (рис. 7.3).

 

 

 

Форма траектории движения тела зависит от того, относительно какой системы отсчета рассматривают движение.

Приведем пример. У мальчика, едущего в автобусе, упало из рук яблоко (рис. 7.4). Для девочки, сидящей напротив, траектория движения яблока — короткий отрезок прямой. В этом случае система отсчета, относительно которой рассматривается движение яблока, связана с салоном автобуса. Но все время, пока яблоко падало, оно «ехало» вместе с автобусом, поэтому для человека, стоящего на обочине дороги, траектория движения яблока абсолютно другая. Система отсчета в таком случае связана с дорогой.

Выясняем, чем путь отличается от перемещения

Вернемся к началу параграфа (см. рис. 7.1). Чтобы найти путь, который прошел конец карандаша, рисуя кривую линию, необходимо измерить длину этой линии, то есть найти длину траектории (рис. 7.5).

Путь — это физическая величина, равная длине траектории.

Путь обозначают символом I.

Единица пути в СИ — метр:

Используют также дольные и кратные единицы пути, например миллиметр (мм), сантиметр (см), километр (км):

Путь, пройденный телом, будет разным относительно разных систем отсчета. Вспомним яблоко в автобусе (см. рис. 7.4): для пассажиров яблоко прошло путь около полуметра, а для человека на обочине дороги — несколько метров.

Вернемся к рис. 7.1. Соединив точки А и В отрезком прямой со стрелкой, получим направленный отрезок, который покажет, в каком направлении и на какое расстояние переместился конец карандаша (рис. 7.6).

Направленный отрезок прямой, соединяющий начальное и конечное положения тела, называют перемещением.

Перемещение обозначают символом в.

Стрелка над символом показывает, что перемещение — это векторная физическая величина*. Чтобы правильно задать перемещение, необходимо указать не только его значение (модуль), но и направление.

Модуль перемещения, то есть расстояние, на которое переместилось тело в определенном направлении, также обозначают символом в, но без стрелки.

Единица перемещения в СИ такая же, как и единица пути, — метр:

В общем случае перемещение не совпадает с траекторией движения тела (рис. 7.7, а, б), поэтому путь, пройденный телом, обычно больше модуля перемещения. Путь и модуль перемещения равны только в том случае, когда тело движется вдоль прямой в неизменном направлении (рис. 7.7, в).

Подводим итоги

Воображаемая линия, которую описывает в пространстве движущаяся точка, называется траекторией. В зависимости от формы траектории различают прямолинейное и криволинейное движения тел.

Путь I — это физическая величина, равная длине траектории. Перемещение в — это направленный отрезок прямой, соединяющий начальное и конечное положения тела. Единица пути и перемещения в СИ — метр (м).

Контрольные вопросы

1. Дайте определение траектории движения. 2. Дайте определение пути. 3. Назовите единицу пути в СИ. 4. Почему, зная только путь и начальное положение тела, нельзя определить конечное положение тела?

5. Дайте определение перемещения. 6. Как перемещение обозначают на рисунках? 7. В каком случае модуль перемещения равен пройденному пути? 8. Зависят ли траектория движения тела, путь и перемещение от выбора системы отсчета? Приведите примеры.

Упражнение № 7

1. Футболист пробегает за матч около 10 км.

10 км — это путь или модуль перемещения футболиста? Каким может оказаться минимальный модуль перемещения футболиста за матч?

2. Вертолет поднимается вертикально вверх (см. рисунок). Изобразите траекторию движения точек А и В, расположенных на лопастях винта вертолета: а) относительно пилота; б) относительно Земли.

3. Пассажир поезда прошел по вагону от первого до четвертого купе, расстояние между которыми равно 7,5 м. За это время вагон проехал 400 м. Определите, какой путь преодолел пассажир относительно поезда; относительно земли, если пассажир двигался: а) в направлении движения поезда; б) в направлении, противоположном направлению движения поезда.

4. В начальный момент времени тело находилось в точке А с координатами х0 = 4 м, у0 = -3 м. Через некоторый интервал времени тело переместилось в точку В с координатами х=-4 м, у=3 м. Постройте систему координат, отметьте точки А и В, изобразите вектор перемещения тела, определите модуль перемещения. Можно ли, используя данные задачи, определить путь, пройденный телом?

5. Мотоциклист, двигаясь по арене цирка, проезжает окружность радиусом 13 м за 8 с. Определите путь и модуль перемещения мотоциклиста: а) за 4 с движения; б) за 8 с движения.

6. Воспользовавшись картой города (села), в котором вы живете, постройте траекторию вашего движения от дома до школы. Определите путь, который вы преодолеваете, и модуль перемещения.

 

 

 

Экспериментальное задание

«Циклоида». Постройте циклоиду — траекторию движения точки на ободе колеса во время прямолинейного движения транспортного средства. Для этого:

1) сделайте бумажный круг диаметром 2-3 см — «колесо», на «ободе» которого поставьте точку;

2) положите линейку на лист бумаги, «колесо» разместите над линейкой так, чтобы оно ее касалось;

3) перекатывая «колесо» вдоль линейки, как можно чаще отмечайте на бумаге положение указанной точки (см. рисунок);

4) соедините полученные отметки плавной линией.

Выберите другие точки, проколов в «колесе» 2-3 отверстия, одно из которых сделайте в центре колеса. Постройте траекторию движения каждой точки.

 

Физика и техника в Украине

Евгений Оскарович Пато'н (1870-1953) — основатель Института электросварки, который сейчас носит его имя, автор и руководитель проектов более 100 сварных мостов. Среди них — расположенный в Киеве первый в мире цельносварной мост, известный сейчас как мост Патона.

В годы Второй мировой войны (1939-1945) под руководством Е. О. Патона в оборонную промышленность была внедрена технология автоматической сварки специальных сталей. Автоматы скоростной сварки позволили существенно облегчить процесс изготовления тяжелой техники, а кроме того, не требовали от рабочих высокой квалификации, специальных знаний и больших физических усилий (сварщиками могли работать подростки и женщины).

В послевоенные годы Е. О. Патон возглавил исследования по созданию научных основ сварки и широкому внедрению сварки в промышленность.

 

 

Это материал учебника Физика 7 класс Барьяхтар, Довгий

 

Категорія: Фізика

Автор: admin от 24-01-2017, 07:18, посмотрело: 1351