Základné pojmy kinematiky sú stručné. čo je kinematika? Odvetvie mechaniky, ktoré študuje matematický popis pohybu idealizovaných telies. Ťažkosti pri opise pohybu

1. Mechanický pohyb- zmena polohy telesa v priestore voči iným telesám v čase.

2. Materiálny bod (MT)- teleso, ktorého veľkosť možno pri opise pohybu zanedbať.

3. Trajektória -čiara v priestore, po ktorej sa MT pohybuje (súbor po sebe idúcich pozícií MT, ktoré zaujíma v procese pohybu).

4. Referenčný systém (CO) zahŕňa:

· Referenčný orgán;

· Súradnicový systém spojený s týmto orgánom;

· Zariadenie na meranie času vrátane voľby počiatočného bodu časovej referencie (v tomto prípade, ak sa používa viacero hodín, musia byť synchronizované).

5. Hlavný (inverzný) problém kinematiky: nájsť zákon (rovnice) pohybu telesa v danej vzťažnej sústave.
Napríklad pohybové rovnice telesa hodeného pod uhlom k horizontu vyzerajú takto:

Všetky ostatné úlohy, nájdenie cesty, výška zdvihu, vzdialenosť, čas, sú zároveň pomocné a spravidla sa dajú ľahko vyriešiť na základe pohybových rovníc. Priamym problémom kinematiky je vypočítať parametre pohybu podľa daných pohybových rovníc.

6. Translačný pohyb je jednoznačne určená jednou z nasledujúcich funkcií:

· Všetky body tela sa pohybujú po trajektóriách rovnakého typu;

Akýkoľvek úsek priamky nakreslený vo vnútri tela zostáva počas pohybu vpred rovnobežný sám so sebou;

· Všetky body tela sa pohybujú rovnakou rýchlosťou.

7. Rotačný pohyb - taký pohyb, pri ktorom sa všetky body telesa pohybujú v kruhoch, ktorých stredy ležia na jednej priamke, nazývanej os otáčania

Rovinný pohyb pevný možno rozložiť na translačný a rotačný pohyb.

8. Cesta- je to dĺžka trajektórie (meraná s prihliadnutím na frekvenciu prechodu jej jednotlivých úsekov).

9. priemerná rýchlosť Je vektorová fyzikálna veličina rovnajúca sa pomeru pohybu k časovému intervalu, počas ktorého bol tento pohyb vykonaný.

10. Priemerná hodnota modulu rýchlosti (priemerná pozemná rýchlosť) - je to skalárna fyzikálna veličina rovnajúca sa pomeru dráhy k časovému intervalu, za ktorý bola táto dráha prejdená.

11. Okamžitá rýchlosť - je to vektorová fyzikálna veličina rovnajúca sa prvej derivácii vektora posunutia (alebo vektora polomeru) vzhľadom na čas: ,

alebo v projekciách dostávame: atď.

12. Zrýchlenie - - je to vektorová fyzikálna veličina rovnajúca sa prvej derivácii vektora rýchlosti vzhľadom na čas:

, v projekciách dostávame: atď.

Tabuľka typov pohybu:

Tabuľka 6

Jednotný pohyb: Ekvivalentný pohyb:
Priamočiara uniforma Krivočiara uniforma Rovnako zrýchlený nárast Rovnaké spomalenie klesá

13. Rovnica (zákon) rovnakého pohybu:



, alebo v súradnicovom tvare: .

14. Rovnica (zákon) zmeny rýchlosti s rovnakým pohybom: alebo v súradnicovom tvare:

15. Vzorec pre strednú rýchlosť s rovnakým pohybom :
.

Obr
Galileiho transformácie, vzorec sčítania rýchlosti:
Predpokladajme, že existujú dve referenčné sústavy, K a K', a K' sa pohybuje pozdĺž kladného smeru X konštantnou rýchlosťou a v počiatočnom okamihu sa pôvod súradníc zhodoval, potom je zrejmé , - toto je transformácia súradníc, Galileov čas. Diferencovaním Galileových transformácií vzhľadom na čas dostaneme klasický vzorec pre sčítanie rýchlostí.
Rýchlosť MT vzhľadom na konvenčne stacionárnu referenčnú sústavu sa rovná vektorovému súčtu rýchlostí voči pohybujúcemu sa CO a pohybujúceho sa CO voči stacionárnemu.

17. Vzorec pre cestu s vylúčeným časom:.

Základné definície kinematiky rotačného pohybu:

18. Obdobie - toto je hodnota časového intervalu, počas ktorého teleso vykoná úplnú rotáciu po cyklickej trajektórii.
Frekvencia je prevrátená hodnota obdobia,,.
Počet otáčok za sekundu sa rovná frekvencii, ale označuje sa n,.

19. Uhlová rýchlosť Je skalárna hodnota rovná prvej derivácii uhla natočenia vzhľadom na čas. Ďalej zadáme uhol a uhlovú rýchlosť ako vektorové veličiny. S rovnomerným pohybom .

20. Krivkové zrýchlenie- má dve zložky: tangenciálnu, ktorá zodpovedá za zmenu veľkosti veľkosti a normálu, alebo dostredivú, ktorá zodpovedá za zakrivenie trajektórie

Vzhľadom na výraz

konečne dostaneme:, , kde je jednotkový vektor smerovaný do stredu zakrivenia, je jednotkový vektor pozdĺž dotyčnice k trajektórii. Kompaktnejší výstup vyzerá takto: , teda a.

Typické kinematické úlohy:

Problém číslo 2. Aká je rýchlosť body A, B, C, D na kotúči, obr. 4, odvaľovanie po rovine bez sklzu (čisté odvaľovanie).
Nakreslite polohu bodov disku, pre ktoré sa rýchlosť v absolútnej hodnote rovná rýchlosti translačného pohybu disku.

Problém číslo 3. Obe autá idú v rovnakom smere danou rýchlosťou. Akú minimálnu vzdialenosť musí dodržať druhé auto, aby sa ochránilo pred kameňmi unikajúcimi spod kolies prvého auta. V akom uhle k horizontu vylietavajú najnebezpečnejšie kamene v referenčnom rámci spojenom so zemou? Zanedbajte odpor vzduchu.

Odpoveď:, - dopredu v smere jazdy.

Problém číslo 4. Krátkodobé zrýchlenie, ktoré je pre ľudské telo kritické (pri ktorom je šanca vyhnúť sa vážnym zraneniam), je rovnaké. Aká by mala byť minimálna brzdná dráha, ak bola počiatočná rýchlosť vozidla 100 km/h?

Problém číslo 5.(№1.23 zo zbierky úloh) Bod sa pohybuje, spomaľujúc, priamočiaro so zrýchlením, ktorého modul závisí od jeho rýchlosti podľa zákona, kde je kladná konštanta. V počiatočnom momente je rýchlosť bodu rovná. Aká cesta bude trvať, kým sa zastaví? Ako dlho bude táto cesta trvať?

  • Základné zákony dynamiky. Newtonove zákony - prvý, druhý, tretí. Galileov princíp relativity. Zákon univerzálnej gravitácie. Gravitácia. Elastické sily. Hmotnosť. Trecie sily - pokojové, klzné, valivé + trenie v kvapalinách a plynoch.
  • Teraz ste tu: Kinematika. Základné pojmy. Rovnomerný priamočiary pohyb. Rovnako zrýchlený pohyb. Rovnomerný kruhový pohyb. Referenčný systém. Trajektória, posun, dráha, pohybová rovnica, rýchlosť, zrýchlenie, vzťah medzi lineárnou a uhlovou rýchlosťou.
  • Jednoduché mechanizmy. Páka (páka prvej triedy a páka druhej triedy). Blok (pevný blok a pohyblivý blok). Naklonená rovina. Hydraulický lis. Zlaté pravidlo mechaniky
  • Zákony zachovania v mechanike. Mechanická práca, sila, energia, zákon zachovania hybnosti, zákon zachovania energie, rovnováha tuhých látok
  • Kruhový pohyb. Pohybová rovnica po kružnici. Uhlová rýchlosť. Normálne = dostredivé zrýchlenie. Perióda, frekvencia otáčok (rotácie). Vzťah lineárnej a uhlovej rýchlosti
  • Mechanické vibrácie. Voľné a nútené vibrácie. Harmonické vibrácie. Elastické vibrácie. Matematické kyvadlo. Premeny energie pri harmonických vibráciách
  • Mechanické vlny. Rýchlosť a vlnová dĺžka. Rovnica postupujúcej vlny. Vlnové javy (difrakcia, interferencia...)
  • Hydromechanika a aeromechanika. Tlak, hydrostatický tlak. Pascalov zákon. Základná rovnica hydrostatiky. Komunikačné nádoby. Archimedov zákon. Podmienky kúpania tel. Prúdenie tekutiny. Bernoulliho zákon. Torriceli vzorec
  • Molekulárna fyzika. Hlavné ustanovenia IKT. Základné pojmy a vzorce. Ideálne vlastnosti plynu. Základná rovnica MKT. Teplota. Stavová rovnica ideálneho plynu. Mendelejevova-Cliperonova rovnica. Zákony plynu - izoterma, izobara, izochóra
  • Vlnová optika. Korpuskulárno-vlnová teória svetla. Vlnové vlastnosti svetla. Rozptyl svetla. Rušenie svetla. Huygensov-Fresnelov princíp. Difrakcia svetla. Polarizácia svetla
  • Termodynamika. Vnútorná energia. Job. Množstvo tepla. Tepelné javy. Prvý zákon termodynamiky. Aplikácia prvého zákona termodynamiky na rôzne procesy. Rovnica tepelnej bilancie. Druhý zákon termodynamiky. Tepelné motory
  • Elektrostatika. Základné pojmy. Nabíjačka. Zákon zachovania elektrického náboja. Coulombov zákon. Princíp superpozície. Teória pôsobenia na krátku vzdialenosť. Potenciál elektrického poľa. Kondenzátor.
  • Konštantný elektrický prúd. Ohmov zákon pre časť reťaze. DC práca a napájanie. Joule-Lenzov zákon. Ohmov zákon pre úplný obvod. Faradayov zákon elektrolýzy. Elektrické obvody - sériové a paralelné zapojenie. Kirchhoff pravidlá.
  • Elektromagnetické vibrácie. Voľné a nútené elektromagnetické oscilácie. Oscilačný obvod. Striedavý elektrický prúd. Kondenzátor v obvode striedavého prúdu. Induktor ("solenoid") v obvode striedavého prúdu.
  • Elektromagnetické vlny. Koncept elektromagnetickej vlny. Vlastnosti elektromagnetických vĺn. Vlnové javy
  • Magnetické pole. Vektor magnetickej indukcie. Pravidlo gimbalu. Amperov zákon a ampérová sila. Lorentzova sila. Pravidlo ľavej ruky. Elektromagnetická indukcia, magnetický tok, Lenzovo pravidlo, zákon elektromagnetickej indukcie, samoindukcia, energia magnetického poľa
  • Kvantová fyzika. Planckova domnienka. Fenomén fotoelektrického javu. Einsteinova rovnica. Fotóny. Bohrove kvantové postuláty.
  • Prvky teórie relativity. Postuláty teórie relativity. Relativita simultánnosti, vzdialenosti, časových intervalov. Relativistický zákon sčítania rýchlostí. Rýchlosť versus hmotnosť. Základný zákon relativistickej dynamiky...
  • Chyby priamych a nepriamych meraní. Absolútna, relatívna chyba. Systematické a náhodné chyby. Smerodajná odchýlka (chyba). Tabuľka na určenie chýb nepriamych meraní rôznych funkcií.
  • V ktorej sa študuje mechanický pohyb telies bez zohľadnenia ich hmotnosti a dôvodov tohto pohybu.

    Inými slovami, pohyb telesa je opísaný v kinematike ( trajektória pohybu, rýchlosť a zrýchlenie) bez toho, aby som zistil dôvody, prečo sa tak pohybuje.

    Pohyb označujú akúkoľvek zmenu v okolitom hmotnom svete. Mechanický pohyb- zmena polohy telesa v priestore, vyskytujúca sa v čase, pozorovaná vzhľadom na iné teleso, bežne chápaná ako nehybná. Bežne stacionárne teleso sa nazýva referenčné teleso. Súradnicový systém spojený s referenčným telesom definuje priestor, v ktorom dochádza k pohybu.

    Fyzický priestor je trojrozmerný a euklidovský, to znamená, že všetky merania sa vykonávajú na základe školskej geometrie. Základnou jednotkou merania vzdialeností je 1 meter (m), jednotkou merania uhlov je 1 radián (rad.).

    Čas sa v kinematike považuje za neustále sa meniacu skalárnu veličinu t... Všetky ostatné kinematické veličiny sa považujú za časovo závislé (funkcie času). Za základnú jednotku času sa považuje 1 sekunda.

    Kinematikaštuduje pohyb:

    • body tuhého (nedeformovateľného) telesa,
    • tuhé teleso poddajné elastickej alebo plastickej deformácii,
    • tekutiny,
    • plynu.

    Hlavné úlohy kinematiky.

    1. Popis pohybu tela pomocou kinematických pohybových rovníc, tabuliek a grafov. Opíšte pohyb tela - určite jeho polohu v danom čase.

    2. Stanovenie kinematických charakteristík pohybu - rýchlosť a zrýchlenie.

    3. Štúdium zložitých (zložených) pohybov a určenie vzťahu medzi ich charakteristikami. Komplexný pohyb je pohyb telesa voči súradnicovému systému, ktorý sa sám pohybuje voči inému, stacionárnemu súradnicovému systému.

    Kinematika sa zaoberá nasledujúcimi pojmami a pohybmi.

    Relativita pohybu. Pohyb a rýchlosť

    Cieľ: štúdium základných pojmov kinematiky, pohybovej relativity, modelov.

    Stručná teória

    Kinematika nazývaný úsek mechaniky, v ktorom sa uvažuje o pohybe telies bez objasnenia príčin tohto pohybu.

    Mechanický pohyb teleso sa nazýva zmena jeho polohy v priestore vzhľadom na iné telesá v priebehu času.

    Mechanický pohyb je relatívny. Pohyb toho istého telesa vo vzťahu k rôznym telesám sa ukazuje byť odlišný. Pre popis pohybu telesa je potrebné uviesť, vo vzťahu ku ktorému telesu sa pohyb uvažuje. Toto telo sa nazýva referenčný orgán .

    Formulár súradnicového systému spojeného s referenčným telesom a hodinami na počítanie času referenčného rámca , ktorá umožňuje kedykoľvek určiť polohu pohybujúceho sa telesa.

    V medzinárodnom systéme jednotiek (SI) je jednotkou dĺžky meter a za jednotku času - druhý.

    Každé telo má určitú veľkosť. Rôzne časti tela sú na rôznych miestach v priestore. V mnohých problémoch mechaniky však nie je potrebné uvádzať polohy jednotlivých častí tela. Ak sú rozmery telesa malé v porovnaní so vzdialenosťami k iným telesám, možno zaň považovať toto teleso hmotný bod ... Dá sa to urobiť napríklad pri štúdiu pohybu planét okolo Slnka.

    Ak sa všetky časti tela pohybujú rovnakým spôsobom, potom sa takýto pohyb nazýva progresívny ... Postupne sa pohybujú napríklad kabínky v atrakcii „Obrie koleso“, auto na rovnom úseku trate a pod. S translačným pohybom tela ho možno považovať aj za hmotný bod.

    Teleso, ktorého rozmery možno za týchto podmienok zanedbať, sa nazýva tzv hmotný bod .

    Pojem hmotný bod hrá v mechanike dôležitú úlohu.

    Pohybujúc sa v priebehu času z jedného bodu do druhého, teleso (hmotný bod) opisuje nejakú čiaru, ktorá je tzv trajektória tela .

    Poloha hmotného bodu v priestore kedykoľvek ( zákon pohybu ) možno určiť buď pomocou závislosti súradníc od času X=X(t), r=r(t), z=z(t) (súradnicová metóda), alebo pomocou časovej závislosti polomerového vektora (vektorová metóda), ťahaných od začiatku súradníc k danému bodu (obr. 1.1).



    Pohybom telo sa nazýva riadená úsečka spájajúca počiatočnú polohu tela s jeho následnou polohou. Posun je vektorová veličina.

    Prejdená vzdialenosťl sa rovná dĺžke oblúka trajektórie, ktorú telo prejde za určitý čas t... Cesta - skalárna .

    Ak sa pohyb telesa uvažuje počas dostatočne krátkeho časového úseku, potom bude vektor posunutia smerovať tangenciálne k trajektórii v danom bode a jeho dĺžka sa bude rovnať prejdenej vzdialenosti.

    V prípade dostatočne krátkeho časového intervalu Δ t dráha tela Δ l sa takmer zhoduje s modulom vektora posunutia Keď sa teleso pohybuje po zakrivenej dráhe, modul vektora posunutia je vždy menší ako prejdená vzdialenosť (obr. 1.2).

    Ryža. 1.2. Prejdená vzdialenosť l a vektor posunutia pri krivočiarom pohybe telesa. a a b- začiatočné a koncové body cesty. Na charakterizáciu pohybu sa uvádza pojem priemerná rýchlosť:. (1.1) Vo fyzike je najväčší záujem nie o priemer, ale okamžitá rýchlosť, ktorá je definovaná ako hranica, ku ktorej smeruje priemerná rýchlosť v nekonečne malom časovom intervale Δ t: ... (1.2) V matematike sa takáto limita nazýva derivácia a označuje sa alebo. Touto cestou, okamžitá rýchlosť hmotný bod (telo) - toto je prvé

    derivát cestovania v čase.

    Okamžitá rýchlosť telesa v ktoromkoľvek bode zakrivenej trajektórie smeruje tangenciálne k trajektórii v tomto bode. Rozdiel medzi priemernou a okamžitou rýchlosťou je znázornený na obr. 1.3.

    zložky: tangenciálna (tangenciálna) zložka smerujúca pozdĺž vektora a normálna zložka smerujúca kolmo na vektor.

    krivočiary pohyb sa nezhoduje so smerom vektora rýchlosti. Zložky vektora zrýchlenia sú tzv dotyčnica (tangenciálny ) a normálne zrýchlenia (obr. 1.5).

    Ryža. 1.5. Dotykové a normálne zrýchlenie. Tangenciálne zrýchlenie udáva, ako rýchlo sa mení rýchlosť tela modulo:. (1.4) Vektor smeruje tangenciálne k trajektórii. Normálne zrýchlenie udáva, ako rýchlo sa mení smer rýchlosti tela.
    Ryža. 1.6. Pohyb po oblúkoch kruhov. Krivočiary pohyb možno znázorniť ako pohyb po oblúkoch kružníc (obr. 1.6). Normálne zrýchlenie závisí od modulu rýchlosti υ a od polomeru R kružnica, po ktorej oblúku sa teleso práve pohybuje:. (1,5)

    Vektor je vždy nasmerovaný do stredu kruhu.

    Z obr. 1.5 je vidieť, že modul plného zrýchlenia je:

    Hlavnými fyzikálnymi veličinami v kinematike hmotného bodu sú teda prejdená vzdialenosť l, výtlak, rýchlosť a zrýchlenie. Cesta l je skalár. Posun, rýchlosť a zrýchlenie sú vektorové veličiny. Ak chcete nastaviť hodnotu vektora, musíte nastaviť jeho modul a uviesť smer.

    Vektorové veličiny sa riadia určitými matematickými pravidlami. Vektory je možné premietať na súradnicové osi, možno ich sčítať, odčítať atď. Preskúmajte modely "Vektor a jeho projekcie na súradnicové osi", "Sčítanie a odčítanie vektorov".


    Model demonštruje rozklad vektora na zložky premietnutím vektora na súradnicové osi X a Y. Zmenou modulu a smeru vektora na grafe pomocou myši sledujte zmenu v jeho projekciách a. Zmenou projekcií a sledujte modul a smer vektora
    Model. Vektor a jeho projekcie na súradnicové osi.

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


    Model umožňuje meniť moduly a smery vektorov a zostavovať vektor - výsledok ich sčítania alebo odčítania vektora. Môžete tiež zmeniť projekcie vektorov a uistiť sa, že projekcie vektora na súradnicových osiach sa rovnajú súčtu alebo rozdielu projekcií vektorov a
    Model. Sčítanie a odčítanie vektorov.

    Pohyb telies možno opísať v rôznych referenčných rámcoch. Z hľadiska kinematiky sú si všetky referenčné systémy rovné. Kinematické charakteristiky pohybu, ako je trajektória, posun, rýchlosť, sú však v rôznych systémoch odlišné. Nazývajú sa veličiny závislé od výberu vzťažnej sústavy, v ktorej sa merajú príbuzný .

    Nech existujú dva referenčné rámce. systém XOY konvenčne považovaný za nehybný a systém X "O" Y" sa pohybuje translačne vo vzťahu k systému XOY s rýchlosťou. systém XOY môžu byť napríklad spojené so Zemou a systémom X "O" Y"- s plošinou pohybujúcou sa po koľajniciach (obr. 1.7).

    vzhľadom k Zemi bude zodpovedať vektoru, ktorý je súčtom vektorov a:

    V prípade, keď sa jeden z referenčných rámcov pohybuje relatívne k druhému postupne(ako na obr. 1.7) pri konštantnej rýchlosti má tento výraz tvar:

    Ak uvažujeme pohyb v malom časovom intervale Δ t, potom delením oboch strán tejto rovnice Δ t a potom prejde na limit v Δ t→ 0 dostaneme:

    tu je rýchlosť telesa v „stacionárnej“ vzťažnej sústave XOY, - rýchlosť telesa v "pohybujúcom sa" referenčnom rámci X "O" Y"... Rýchlosti sa niekedy bežne nazývajú absolútne a relatívne rýchlosti; rýchlosť sa nazýva prenosná rýchlosť.

    Vzťah (1.9) vyjadruje klasický zákon sčítania rýchlostí : absolútna rýchlosť telesa sa rovná vektorovému súčtu jeho relatívnej rýchlosti a prenosnej rýchlosti pohybujúceho sa referenčného systému.

    Pozornosť by sa mala venovať otázke zrýchlení telesa v rôznych referenčných sústavách. Z (1.9) vyplýva, že pri rovnomernom a priamočiarom pohybe vzťažných sústav voči sebe sú zrýchlenia telesa v týchto dvoch sústavách rovnaké, t.j. ... V skutočnosti, ak je vektor, ktorého modul a smer zostávajú v čase nezmenené, potom sa akákoľvek zmena relatívnej rýchlosti telesa zhoduje so zmenou jeho absolútnej rýchlosti. teda

    Preskúmajte model pohybovej relativity.

    Prechod na limit (Δ t→ 0), dostaneme. Vo všeobecnom prípade, keď sa referenčné sústavy pohybujú so zrýchlením voči sebe navzájom, zrýchlenia telesa v rôznych referenčných sústavách sú rôzne.

    V prípade, že vektory relatívnej rýchlosti a prepravnej rýchlosti sú navzájom rovnobežné, zákon sčítania rýchlostí možno zapísať v skalárnom tvare:

    υ = υ 0 + υ " . (1.11)

    V tomto prípade sa všetky pohyby vyskytujú pozdĺž jednej priamky (napríklad osi VÔL). Rýchlosti υ, υ о a υ " by sa mali považovať za projekcie absolútnej, prenosnej a relatívnej rýchlosti na osi VÔL... Sú to algebraické veličiny, a preto im treba priradiť určité znamienka (plus alebo mínus) v závislosti od smeru pohybu.

    Najjednoduchší pohľad mechanický pohyb je pohyb telesa po priamke s konštantnou rýchlosťou v absolútnej hodnote a smere. Tento pohyb sa nazýva uniforma ... Pri rovnomernom pohybe telo prechádza rovnakými dráhami počas akýchkoľvek rovnakých časových intervalov. Pre kinematický popis rovnomerného priamočiareho pohybu súradnicová os VÔL vhodne umiestnené pozdĺž línie pohybu. Poloha tela pri rovnomernom pohybe sa určuje zadaním jednej súradnice X... Vektor posunutia a vektor rýchlosti sú vždy nasmerované rovnobežne so súradnicovou osou VÔL... Preto môže byť posunutie a rýchlosť pri priamočiarom pohybe premietnuté na os VÔL a ich projekcie považovať za algebraické veličiny.

    Ak v určitom okamihu t 1 bolo teleso v bode so súradnicou X 1 a neskôr t 2 - v bode so súradnicou X 2, potom projekcia posunutia A s na os VÔL v čase Δ t= t 2 – t 1 sa rovná Δ s= X 2 – X 1 .

    Táto hodnota môže byť kladná aj záporná v závislosti od smeru, ktorým sa telo pohybovalo. Pri rovnomernom pohybe po priamke sa modul pohybu zhoduje s prejdenou dráhou. Rýchlosť rovnomerný priamočiary pohyb sa nazýva pomer

    . (1.12)

    Ak je υ> 0, potom sa teleso pohybuje v kladnom smere osi VÔL; pri υ<0 тело движется в противоположном направлении.

    Koordinačná závislosť X z času t (zákon pohybu) sa vyjadruje rovnomerným priamočiarym pohybom lineárna matematická rovnica :

    X(t) = X 0 + υ t. (1.13)

    V tejto rovnici υ = const je rýchlosť telesa, X o je súradnica bodu, v ktorom sa teleso nachádzalo v danom čase t= 0. Na grafe zákon pohybu X(t) je znázornená priamkou. Príklady takýchto grafov sú na obr. 1.8.

    .

    Hodnota rýchlosti vyšla kladne. To znamená, že sa teleso pohybovalo v kladnom smere osi VÔL... Všimnite si, že na grafe pohybu môže byť rýchlosť telesa geometricky definovaná ako pomer strán pred Kr a AC trojuholník ABC(obr. 1.9) .

    Čím väčší je uhol α , ktorá tvorí s časovou osou priamku, t.j. čím väčší je sklon grafu ( strmosť), tým vyššia je rýchlosť tela. Niekedy sa hovorí, že rýchlosť telesa sa rovná dotyčnici uhla α svah rovný X(t). Z hľadiska matematiky toto tvrdenie nie je úplne správne, keďže strany pred Kr a AC trojuholník ABC mať rôzne rozmery: strana pred Kr merané v metroch a bočné AC- v sekundách.

    Podobne pre pohyb znázornený na obr. 1,9 priamka II, nájdeme X 0 = 4 m, υ = –1 m/s.

    Na grafe (obr. 1.9) sa to deje v časovom okamihu t 1 = –3 s, t 2 = 4 s, t 3 = 7 s a t 4 = 9 s. Z harmonogramu pohybu je ľahké zistiť, že na intervale ( t 2 ; t 1) teleso sa pohybovalo rýchlosťou υ 12 = 1 m/s, na intervale ( t 3 ; t 2) - s rýchlosťou υ 23 = –4/3 m / sa na intervale ( t 4 ; t 3) - s rýchlosťou υ 34 = 4 m / s.

    Je potrebné poznamenať, že pri lineárnom zákone o priamočiarom pohybe telesa po častiach, prejdenej vzdialenosti l nezodpovedá výtlaku s... Napríklad pre pohybový zákon znázornený na obr. 1.10 sa pohyb telesa v časovom intervale od 0 s do 7 s rovná nule ( s= 0). Počas tejto doby telo prešlo cestou l= 8 m.

    Preskúmajte model pohybu a rýchlosti. D: \ Program Files \ Physicon \ Open Physics 2.5 part 1 \ design \ images \ buttonModel_h.gif

    Kinematika- časť mechaniky, v ktorej sa skúma pohyb hmotného bodu bez uvažovania príčin, ktoré tento pohyb spôsobujú.

    Mechanický pohyb tela sa nazýva zmena jeho polohy v priestore vzhľadom na iné telesá v čase.

    Hlavná úloha mechaniky- kedykoľvek určiť polohu tela v priestore.

    Pohyb, pri ktorom sa všetky body tela pohybujú rovnakým spôsobom, sa nazýva translačný pohyb tela.

    Teleso, ktorého rozmery možno v podmienkach skúmaného pohybu zanedbať, sa nazýva tzv hmotný bod

    Referenčný orgán je akékoľvek teleso, bežne považované za nehybné, vzhľadom na ktoré sa uvažuje pohyb iných telies.

    Hodiny- zariadenie, v ktorom sa periodický pohyb používa na meranie časových intervalov.

    Referenčný rámec predstavuje referenčné teleso, pridružený súradnicový systém a hodiny.

    DRÁHA, DRÁHA A POSUN

    Trajektória- priamka, ktorú hmotný bod pri svojom pohybe opisuje.

    Dráha je dĺžka trajektórie telesa.

    Pohybom tela sa nazýva vektor spájajúci počiatočnú polohu tela s jeho konečnou polohou.

    POSUV A RÝCHLOSŤ PRI ROVNOM A ROVNOMERNOM POHYBE

    Priamy pohyb- pohyb, ktorého dráha je priamka.

    Pohyb, pri ktorom telo robí rovnaké pohyby v ľubovoľných rovnakých časových intervaloch, sa nazýva rovnomerný pohyb.

    Rovnomerná rýchlosť priameho pohybu- pomer vektora posunutia telesa za ľubovoľné časové obdobie k hodnote tohto intervalu:

    Keď poznáte rýchlosť, môžete pomocou vzorca nájsť výtlak za známy časový úsek

    Pri priamočiarom rovnomernom pohybe majú vektory rýchlosti a posunu rovnaký smer.

    Projekcia posunutia osi X: s x = x t. Keďže s x = x -x 0, súradnica telesa je x = x 0 + s x. Podobne pre os y: y = y 0 + s y.

    Výsledkom je, že získame rovnice priamočiareho rovnomerného pohybu telesa v projekciách na osiach x a y:

    RELATIVITA POHYBU

    Poloha tela je relatívna, to znamená, že sa líši v rôznych referenčných rámcoch. V dôsledku toho je jeho pohyb tiež relatívny.

    RÝCHLOSŤ PRI NEROZMERNOM POHYBE

    Nerovnomerné sa nazýva pohyb, pri ktorom sa v priebehu času mení rýchlosť tela.

    Priemerná rýchlosť nerovnomerného pohybu sa rovná pomeru vektora posunu k času strávenému na ceste

    Potom posunutie s nerovnomerným pohybom

    Okamžitá rýchlosť sa nazýva rýchlosť telesa v danom časovom okamihu alebo v danom bode trajektórie.

    ACCELERATION. ROVNAKÝ ZRÝCHLENÝ POHYB

    Rovnako zrýchlené sa nazýva pohyb, pri ktorom sa rýchlosť telesa v ľubovoľných rovnakých časových intervaloch mení rovnakým spôsobom.

    Zrýchlenie tela sa nazýva pomer zmeny rýchlosti telesa k času, počas ktorého k tejto zmene došlo.

    Zrýchlenie je rýchlosť, ktorou sa mení rýchlosť.

    Zrýchlenie je vektorová veličina. Ukazuje, ako sa mení okamžitá rýchlosť telesa za jednotku času.

    Keď poznáme počiatočnú rýchlosť telesa a jeho zrýchlenie, zo vzorca (1) môžeme nájsť rýchlosť v ktoromkoľvek okamihu:

    Na tento účel musí byť rovnica napísaná v projekciách na zvolenej osi:

    V x = V 0x + a x t

    Graf rýchlosti pri rovnomerne zrýchlenom pohybe je priamka.

    POHYB A TRAŤ S PRIAMOM ROVNOMERNE ZRÝCHLENÝM POHYBOM

    Predpokladajme, že teleso sa posunulo v čase t, pričom sa pohybuje so zrýchlením. Ak sa rýchlosť zmení z na a vzhľadom na to,

    Pomocou grafu rýchlosti môžete určiť cestu, ktorú telo prejde v známom čase - číselne sa rovná ploche zatieneného povrchu.

    VOĽNÝ PÁD TELA

    Pohyb telies v bezvzduchovom priestore pod vplyvom gravitácie je tzv voľný pád.

    Voľný pád je rovnomerne zrýchlený pohyb. Zrýchlenie voľného pádu v danom mieste na Zemi je pre všetky telesá konštantné a nezávisí od hmotnosti padajúceho telesa: g = 9,8 m/s 2.

    Na vyriešenie rôznych problémov z časti „Kinematika“ sú potrebné dve rovnice:

    Príklad: Teleso, ktoré sa z pokoja pohybuje rovnomerne zrýchlene, prešlo za piatu sekundu dráhu 18 m. Aké je zrýchlenie a akú dráhu prešlo telo za 5 sekúnd?

    V piatej sekunde telo prešlo dráhu s = s 5 - s 4 a s 5 a s 4 sú vzdialenosti, ktoré telo prekonalo za 4 a 5 s.

    odpoveď: teleso pohybujúce sa zrýchlením 4 m/s 2 prešlo 50 m za 5 s.

    Úlohy a testy na tému "Téma 1." Mechanika. Základy kinematiky "."

    • Materiálny bod (referenčný rámec)

      Lekcie: 3 Zadania: 9 Testy: 1

    • Grafy závislosti kinematických veličín od času s rovnomerne zrýchleným pohybom - Zákony vzájomného pôsobenia a pohybu telies: základy kinematiky, 9. ročník

      Lekcie: 2 Zadania: 9 Testy: 1

    • Lekcie: 1 Zadania: 9 Testy: 1

    Na splnenie úloh na tému „Mechanika“ potrebujete poznať Newtonove zákony, zákony univerzálnej gravitácie, Hookeove zákony, zachovanie hybnosti a energie, ako aj základné vzorce kinematiky (súradnicové rovnice, rýchlosť a posun).

    Prísne dodržiavajte poradie štúdia teoretického materiálu navrhnutého v odporúčaniach pre kurz "Fyzika".

    Pri plnení úloh v kurze "Mechanika" venujte pozornosť znakom vektorovej projekcie vo vybranom referenčnom rámci. Toto je štandardná chyba študentov stredných škôl.

    Nebuďte leniví kresliť schémy (nákresy) úloh - to môže výrazne uľahčiť riešenie úlohy.

    Analyzujte podmienky každého konkrétneho problému, porovnajte odpovede so stavom a realitou.

    Nevymýšľajte svoje úlohy s počiatočnými údajmi!