mișcare mecanică. Traiectorie. Calea și mișcarea. Adăugarea vitezelor. Subiect. Mișcare rectilinie uniformă. Viteză. Legea adunării vitezei. Grafice ale mișcării Mișcarea uniformă și neuniformă a corpurilor

În funcție de forma traiectoriei, mișcarea este împărțită în:
A) rectilinie- traiectoria este un segment de linie dreaptă;
b) curbilinii- traiectoria este un segment al curbei.

cale- aceasta este lungimea traiectoriei pe care o descrie punctul material pentru o anumită perioadă de timp. Aceasta este o valoare scalară.
in miscare este vectorul care leagă poziția inițială punct material cu poziţia sa finală (vezi fig.).

Este foarte important să înțelegem cum diferă calea de mișcare. Cea mai importantă diferență este că mișcarea este un vector cu începutul în punctul de plecare și cu finalul la destinație (nu contează deloc pe ce traseu a luat această mișcare). Iar calea este, dimpotrivă, o valoare scalară care reflectă lungimea traiectoriei parcurse.

Mișcare rectilinie uniformă numită mișcare în care un punct material efectuează aceleași mișcări pentru orice intervale egale de timp
Viteza mișcării rectilinie uniforme numit raportul dintre mișcare și timpul pentru care a avut loc această mișcare:

Pentru mișcarea neuniformă utilizați conceptul viteza medie. Adesea, viteza medie este introdusă ca mărime scalară. Aceasta este viteza unei astfel de mișcări uniforme, în care corpul parcurge aceeași cale în același timp ca și cu o mișcare neuniformă:

viteza instantanee numită viteza corpului într-un punct dat al traiectoriei sau la un moment dat.
Accelerată uniform mișcare rectilinie - aceasta este o mișcare rectilinie în care viteza instantanee pentru orice intervale egale de timp se modifică cu aceeași valoare

Dependența coordonatei corpului de timp în mișcare rectilinie uniformă are forma: x = x 0 + V x t, unde x 0 este coordonata inițială a corpului, V x este viteza de mișcare.
cădere liberă numită mișcare uniform accelerată cu accelerație constantă g \u003d 9,8 m / s 2 independent de masa corpului în cădere. Are loc numai sub influența gravitației.

Viteza în cădere liberă se calculează după formula:

Deplasarea verticală se calculează cu formula:

Unul dintre tipurile de mișcare a unui punct material este mișcarea într-un cerc. Cu o astfel de mișcare, viteza corpului este direcționată de-a lungul unei tangente trasate la cerc în punctul în care se află corpul (viteză liniară). Poziția unui corp pe un cerc poate fi descrisă folosind o rază trasată de la centrul cercului la corp. Mișcarea unui corp atunci când se deplasează de-a lungul unui cerc este descrisă prin rotirea razei cercului care leagă centrul cercului cu corpul. Raportul dintre unghiul de rotație al razei și intervalul de timp în care a avut loc această rotație caracterizează viteza de mișcare a corpului în jurul cercului și se numește viteza unghiulara ω:

Viteza unghiulară este legată de viteza liniară prin relație

unde r este raza cercului.
Se numește timpul necesar unui corp pentru a finaliza o revoluție perioada de circulatie. Reciproca perioadei - frecvența circulației - ν

Deoarece cu o mișcare uniformă de-a lungul unui cerc, modulul de viteză nu se schimbă, dar direcția vitezei se schimbă, cu o astfel de mișcare are loc o accelerație. El este numit accelerație centripetă, este îndreptată de-a lungul razei către centrul cercului:

Concepte de bază și legile dinamicii

Se numește partea mecanicii care studiază cauzele care au determinat accelerarea corpurilor dinamica

Prima lege a lui Newton:
Există astfel de cadre de referință în raport cu care corpul își menține viteza constantă sau este în repaus dacă nu acționează niciun alt corp asupra lui sau acțiunea altor corpuri este compensată.
Proprietatea unui corp de a menține o stare de repaus sau o mișcare rectilinie uniformă cu forțe externe echilibrate care acționează asupra acestuia se numește inerţie. Fenomenul de menținere a vitezei unui corp cu forțe externe echilibrate se numește inerție. sisteme de referință inerțiale numite sisteme în care prima lege a lui Newton este îndeplinită.

Principiul relativității lui Galileo:
în toate sistemele de referință inerțiale pentru aceeași condiții inițiale toate fenomenele mecanice se desfășoară în același mod, adică. respectă aceleași legi
Greutate este o măsură a inerției corpului
Forta este o măsură cantitativă a interacțiunii corpurilor.

A doua lege a lui Newton:
Forța care acționează asupra unui corp este egală cu produsul dintre masa corpului și accelerația dată de această forță:
$F↖(→) = m⋅a↖(→)$

Adunarea forțelor este de a găsi rezultanta mai multor forțe, care produce același efect ca mai multe în același timp. forte active.

A treia lege a lui Newton:
Forțele cu care două corpuri acționează unul asupra celuilalt sunt situate pe aceeași linie dreaptă, sunt egale ca mărime și opuse ca direcție:
$F_1↖(→) = -F_2↖(→) $

Legea a III-a a lui Newton subliniază că acțiunea corpurilor unul asupra celuilalt are caracter de interacțiune. Dacă corpul A acţionează asupra corpului B, atunci corpul B acţionează şi asupra corpului A (vezi figura).

Sau pe scurt, forța de acțiune este egală cu forța de reacție. Adesea apare întrebarea: de ce un cal trage o sanie dacă aceste corpuri interacționează cu forțe egale? Acest lucru este posibil doar prin interacțiunea cu al treilea corp - Pământul. Forța cu care se sprijină copitele pe sol trebuie să fie mai mare decât forța de frecare a saniei pe sol. În caz contrar, copitele vor aluneca și calul nu se va clinti.
Dacă corpul este supus deformării, atunci apar forțe care împiedică această deformare. Astfel de forțe sunt numite forte elastice.

Legea lui Hooke scris sub forma

unde k este rigiditatea arcului, x este deformarea corpului. Semnul „-” indică faptul că forța și deformația sunt direcționate în direcții diferite.

Când corpurile se mișcă unele față de altele, apar forțe care împiedică mișcarea. Aceste forțe sunt numite forte de frecare. Distingeți frecarea statică și frecarea de alunecare. forța de frecare de alunecare calculate după formula

unde N este forța de reacție a suportului, µ este coeficientul de frecare.
Această forță nu depinde de zona corpurilor de frecare. Coeficientul de frecare depinde de materialul din care sunt realizate corpurile și de calitatea tratamentului suprafeței acestora.

Frecarea repausului apare atunci când corpurile nu se mișcă unul față de celălalt. Forța de frecare statică poate varia de la zero la o anumită valoare maximă

Forțele gravitaționale numite forțele cu care oricare două corpuri sunt atrase unul de celălalt.

Aici R este distanța dintre corpuri. Legea gravitației universale în această formă este valabilă fie pentru punctele materiale, fie pentru corpurile sferice.

greutate corporala numită forţa cu care corpul apasă pe un suport orizontal sau întinde suspensia.

Gravitatie este forța cu care toate corpurile sunt atrase de Pământ:

Cu un suport fix, greutatea corpului este egală în valoare absolută cu forța gravitațională:

Dacă un corp se mișcă vertical cu accelerație, atunci greutatea sa se va modifica.
Când un corp se mișcă cu o accelerație ascendentă, greutatea sa

Se poate observa că greutatea corpului este mai mare decât greutatea corpului în repaus.

Când un corp se mișcă cu accelerație descendentă, greutatea sa

În acest caz, greutatea corpului este mai mică decât greutatea corpului în repaus.

imponderabilitate se numește o astfel de mișcare a corpului, în care accelerația sa este egală cu accelerația căderii libere, adică. a = g. Acest lucru este posibil dacă asupra corpului acţionează o singură forţă - forţa gravitaţiei.
satelit artificial de pământ este un corp cu o viteză V1 suficientă pentru a se deplasa într-un cerc în jurul Pământului
Doar o singură forță acționează asupra satelitului Pământului - gravitația, îndreptată spre centrul Pământului
prima viteză cosmică- aceasta este viteza care trebuie raportată corpului pentru ca acesta să se învârte în jurul planetei pe o orbită circulară.

unde R este distanța de la centrul planetei la satelit.
Pentru Pământ, în apropierea suprafeței sale, prima viteză de evacuare este

1.3. Concepte și legile de bază ale staticii și hidrostaticii

Starea echilibrului pârghiei:
suma algebrică a momentelor tuturor forțelor care rotesc corpul este egală cu zero.
Prin presiune ei numesc o mărime fizică egală cu raportul dintre forța care acționează asupra locului perpendicular pe această forță și aria locului:

Pentru lichide și gaze este valabil legea lui Pascal:
presiunea este distribuită în toate direcțiile fără schimbare.
Dacă un lichid sau un gaz se află în câmpul gravitațional, atunci fiecare strat superior apasă pe cei inferiori, iar pe măsură ce lichidul sau gazul este scufundat în interior, presiunea crește. Pentru lichide

unde ρ este densitatea lichidului, h este adâncimea de penetrare în lichid.

Lichidul omogen în vasele comunicante este setat la același nivel. Dacă lichidul cu densități diferite este turnat în genunchii vaselor comunicante, atunci lichidul cu o densitate mai mare este instalat la o înălțime mai mică. În acest caz

Înălțimile coloanelor de lichid sunt invers proporționale cu densitățile:

Presa hidraulica este un vas umplut cu ulei sau alt lichid, în care sunt tăiate două orificii, închise de pistoane. Pistoanele au dimensiuni diferite. Dacă o anumită forță este aplicată unui piston, atunci forța aplicată celui de-al doilea piston se dovedește a fi diferită.
Astfel, presa hidraulică servește la convertirea mărimii forței. Deoarece presiunea de sub pistoane trebuie să fie aceeași, atunci

Apoi A1 = A2.
Un corp scufundat într-un lichid sau gaz este supus unei forțe de plutire în sus din partea acestui lichid sau gaz, care se numește puterea lui Arhimede
Se setează valoarea forței de plutire legea lui Arhimede: o forță de plutire acționează asupra unui corp scufundat într-un lichid sau gaz, îndreptată vertical în sus și egală cu greutatea lichidului sau gazului deplasat de corp:

unde ρ lichid este densitatea lichidului în care este scufundat corpul; V scufundat - volumul părții scufundate a corpului.

Stare de plutire a corpului- un corp plutește într-un lichid sau gaz când forța de plutire care acționează asupra corpului este egală cu forța gravitațională care acționează asupra corpului.

1.4. Legile de conservare

Momentul este o mărime vectorială. [p] = kg m/s. Împreună cu impulsul corpului, ei folosesc adesea impuls de forță. Este produsul forței înmulțit cu durata sa.
Modificarea impulsului unui corp este egală cu impulsul forței care acționează asupra corpului respectiv. Pentru un sistem izolat de corpuri (un sistem ale cărui corpuri interacționează numai între ele), legea conservării impulsului: suma impulsurilor corpurilor unui sistem izolat înainte de interacțiune este egală cu suma impulsurilor acelorași corpuri după interacțiune.
munca mecanica ei numesc o mărime fizică care este egală cu produsul forței care acționează asupra corpului, deplasarea corpului și cosinusul unghiului dintre direcția forței și deplasare:

Putere este munca efectuată pe unitatea de timp.

Capacitatea unui corp de a lucra este caracterizată de o cantitate numită energie. Energia mecanică este împărțită în cinetic și potențial. Dacă un corp poate lucra datorită mișcării sale, se spune că are energie kinetică. Energia cinetică a mișcării de translație a unui punct material este calculată prin formula

Dacă un corp poate lucra schimbându-și poziția față de alte corpuri sau schimbând poziția unor părți ale corpului, acesta are energie potențială. Un exemplu de energie potențială: un corp ridicat deasupra solului, energia sa este calculată prin formula

unde h este înălțimea ascensorului

Energia arcului comprimat:

unde k este constanta arcului, x este deformația absolută a arcului.

Suma energiei potențiale și cinetice este energie mecanică. Pentru un sistem izolat de corpuri în mecanică, legea conservării energiei mecanice: dacă forțele de frecare (sau alte forțe care conduc la disiparea energiei) nu acționează între corpurile unui sistem izolat, atunci suma energiilor mecanice ale corpurilor acestui sistem nu se modifică (legea conservării energiei în mecanică) . Dacă există forțe de frecare între corpurile unui sistem izolat, atunci în timpul interacțiunii o parte a energiei mecanice a corpurilor este transferată în energie internă.

1.5. Vibrații mecanice și unde

Se numește valoarea A, egală cu cea mai mare valoare absolută a mărimii fizice oscilante x amplitudinea oscilației. Expresia α = ωt + ϕ determină valoarea lui x la un moment dat și se numește faza de oscilație. Perioada T Se numește timpul necesar unui corp oscilant pentru a face o oscilație completă. Frecvența oscilațiilor periodice numit numărul de oscilații complete pe unitatea de timp:

Frecvența este măsurată în s -1 . Această unitate se numește Hertz (Hz).

Pendul matematic este un punct material de masă m suspendat pe un fir inextensibil fără greutate și oscilând într-un plan vertical.
Dacă un capăt al arcului este fixat nemișcat și un corp de masă m este atașat de celălalt capăt al său, atunci când corpul este scos din echilibru, arcul se va întinde și corpul va oscila pe arc într-o poziție orizontală sau verticală. avion. Un astfel de pendul se numește pendul cu arc.

Perioada de oscilație a unui pendul matematic este determinat de formula

unde l este lungimea pendulului.

Perioada de oscilație a sarcinii asupra arcului este determinat de formula

unde k este rigiditatea arcului, m este masa sarcinii.

Propagarea vibrațiilor în medii elastice.
Un mediu se numește elastic dacă există forțe de interacțiune între particulele sale. Undele reprezintă procesul de propagare a oscilațiilor în medii elastice.
Valul se numește transversal, dacă particulele mediului oscilează în direcții perpendiculare pe direcția de propagare a undei. Valul se numește longitudinal, dacă oscilațiile particulelor mediului au loc în direcția de propagare a undei.
Lungime de undă distanța dintre două puncte cele mai apropiate care oscilează în aceeași fază se numește:

unde v este viteza de propagare a undei.

unde sonore numite unde, oscilații în care apar cu frecvențe de la 20 la 20.000 Hz.
Viteza sunetului este diferită diverse medii. Viteza sunetului în aer este de 340 m/s.
unde ultrasonice numite unde, a căror frecvență de oscilație depășește 20.000 Hz. unde ultrasonice nu sunt percepute de urechea umană.

Crezi că te miști sau nu când citești acest text? Aproape fiecare dintre voi va răspunde imediat: nu, nu mă mut. Și va fi greșit. Unii ar putea spune că mă mut. Și ei greșesc. Pentru că în fizică, unele lucruri nu sunt chiar ceea ce par la prima vedere.

De exemplu, conceptul de mișcare mecanică în fizică depinde întotdeauna de punctul de referință (sau corp). Așa că o persoană care zboară într-un avion se mișcă în raport cu rudele rămase acasă, dar se află în repaus în raport cu un prieten care stă lângă el. Așadar, rudele plictisite sau un prieten care doarme pe umăr sunt, în acest caz, organe de referință pentru a stabili dacă persoana noastră menționată mai sus se mișcă sau nu.

Definiţia mechanical movement

În fizică, definiția mișcării mecanice studiată în clasa a șaptea este următoarea: o modificare a poziției unui corp față de alte corpuri în timp se numește mișcare mecanică. Exemple de mișcare mecanică în viața de zi cu zi ar fi mișcarea mașinilor, a oamenilor și a navelor. Comete și pisici. Bule de aer într-un ibric care fierbe și manuale în rucsacul greu al unui școlar. Și de fiecare dată o declarație despre mișcarea sau odihna unuia dintre aceste obiecte (corpuri) va fi lipsită de sens fără a indica corpul de referință. Prin urmare, în viață, cel mai adesea, când vorbim despre mișcare, ne referim la mișcarea față de Pământ sau la obiecte statice - case, drumuri și așa mai departe.

Traiectoria mișcării mecanice

De asemenea, este imposibil să nu menționăm o asemenea caracteristică a mișcării mecanice ca o traiectorie. O traiectorie este o linie de-a lungul căreia se mișcă un corp. De exemplu, urmele de pași în zăpadă, amprenta unui avion pe cer și amprenta unei lacrimi pe obraz sunt toate traiectorii. Ele pot fi drepte, curbate sau rupte. Dar lungimea traiectoriei, sau suma lungimilor, este calea parcursă de corp. Calea este marcată cu litera s. Și se măsoară în metri, centimetri și kilometri, sau în inci, yarzi și picioare, în funcție de ce unități de măsură sunt acceptate în această țară.

Tipuri de mișcare mecanică: mișcare uniformă și neuniformă

Care sunt tipurile de mișcare mecanică? De exemplu, în timpul unei călătorii cu mașina, șoferul se deplasează cu viteze diferite atunci când circulă prin oraș și aproape cu aceeași viteză când intră pe autostradă în afara orașului. Adică se mișcă fie inegal, fie uniform. Deci mișcarea, în funcție de distanța parcursă pe perioade egale de timp, se numește uniformă sau neuniformă.

Exemple de mișcare uniformă și neuniformă

Există foarte puține exemple de mișcare uniformă în natură. Pământul se mișcă aproape uniform în jurul Soarelui, picături de ploaie picură, bule ies în sifon. Chiar și un glonț tras dintr-un pistol se mișcă în linie dreaptă și uniform doar la prima vedere. De la frecarea cu aerul și atracția Pământului, zborul acestuia devine treptat mai lent, iar traiectoria scade. Aici, în spațiu, un glonț se poate mișca cu adevărat drept și uniform până se ciocnește de alt corp. Și cu mișcarea neuniformă, lucrurile stau mult mai bine - există multe exemple. Zborul unei mingi de fotbal în timpul unui meci de fotbal, mișcarea unui leu care își vânează prada, călătoria unei gume de mestecat în gura unui elev de clasa a șaptea și un fluture care flutură peste o floare sunt toate exemple de mișcare mecanică inegală a corpului.

Sistem de referință.

sistem de referință- acesta este un set al unui corp de referință, un sistem de coordonate asociat și un sistem de referință temporală, în raport cu care se consideră mișcarea (sau echilibrul) oricăror puncte sau corpuri materiale

Traiectorie, cale și deplasare.

Vector de deplasare- vector al cărui punct inițial coincide cu poziția inițială a punctului în mișcare și sfârșitul vectorului cu poziția sa finală.

Traiectoria mișcării unui punct material- o linie descrisă de acest punct din spațiu (rectilie sau curbilinie).

punct de drum este suma lungimilor tuturor părților traiectoriei parcurse de punct în intervalul de timp considerat.

Punct material.

Punct material- un corp care are masa si viteza, dar ale carui dimensiuni si forme nu sunt semnificative in conditiile acestei probleme.

Viteza medie.

Viteza medie a unui punct în mișcare pe o perioadă de timp t- o mărime vectorială egală cu raportul dintre vectorul deplasării și intervalul de timp în care s-a produs această deplasare.

Viteza medie (sol).

Viteza medie de mișcare (media vectorială)

Relativitatea mișcării.

Relativitatea mișcării mecanice- aceasta este dependenta traiectoriei corpului, distanta parcursa, deplasarea si viteza de alegerea sistemului de referinta.

Legea adunării vitezelor în mecanica clasică.

Vabs = Vrel + Vtrans

Viteza absolută a unui punct material este egală cu suma vectorială a vitezei de translație și a vitezei relative.

Mișcare rectilinie uniformă.

Mișcare rectilinie uniformă- deplasare cu modul constant și viteză de direcție.

Ecuații de mișcare și grafice x(t), vx(t), s(t) pentru mișcare rectilinie uniformă.

ecuația mișcării rectilinie uniforme a unui punct material:

(17)

Sau

= const	= const
	S \u003d v (t - t 0)

Grafice ale vitezei, proiecții ale vitezei, traseului și coordonatelor în funcție de timp pentru o mișcare rectilinie uniformă

Graficul vitezei v = v(t)

VITEZA ÎN MIȘCARE NEREGULARĂ

Neuniformăse numeste miscare in care viteza corpului se modifica in timp.

Viteza medie a mișcării neuniforme este egală cu raportul dintre vectorul deplasării și timpul de călătorie

Apoi deplasarea cu mișcare neuniformă

viteza instantanee numită viteza corpului la un moment dat sau la un punct dat al traiectoriei.

Vitezăeste o caracteristică cantitativă a mișcării corpului.

viteza medie este o mărime fizică egală cu raportul dintre vectorul deplasării punctului și intervalul de timp Δt în timpul căruia a avut loc această deplasare. Direcția vectorului viteză medie coincide cu direcția vectorului deplasare. Viteza medie este determinată de formula:

Viteza instantanee , adică viteza la un moment dat de timp este o mărime fizică egală cu limita la care tinde viteza medie cu o scădere infinită a intervalului de timp Δt:

Cu alte cuvinte, viteza instantanee la un moment dat de timp este raportul dintre o mișcare foarte mică și o perioadă foarte mică de timp în care a avut loc această mișcare.

Vectorul viteză instantanee este direcționat tangențial la traiectoria corpului (Fig. 1.6).

Orez. 1.6. Vector viteză instantanee.

În sistemul SI, viteza este măsurată în metri pe secundă, adică unitatea de măsură a vitezei este considerată a fi viteza unei astfel de mișcări rectilinie uniforme, în care într-o secundă corpul parcurge o distanță de un metru. Se notează unitatea de măsură a vitezei Domnișoară. Adesea viteza este măsurată în alte unități. De exemplu, atunci când se măsoară viteza unei mașini, tren etc. Unitatea de măsură folosită în mod obișnuit este kilometrii pe oră:

1 km/h = 1000 m / 3600 s = 1 m / 3,6 s

sau

1 m/s = 3600 km / 1000 h = 3,6 km/h

Adăugarea vitezelor

Viteza corpului în diverse sisteme referința leagă clasicul legea adunării vitezei.

viteza corpului relativ la cadru fix de referință este egală cu suma vitezelor corpului în cadru de referință în mișcareși cel mai mobil cadru de referință în raport cu cel fix.

De exemplu, un tren de pasageri se deplasează de-a lungul unei căi ferate cu o viteză de 60 km/h. O persoană merge de-a lungul vagonului acestui tren cu o viteză de 5 km/h. Dacă considerăm calea ferată ca fiind nemișcată și o luăm ca cadru de referință, atunci viteza unei persoane în raport cu cadrul de referință (adică în raport cu calea ferata), va fi egală cu adunarea vitezelor trenului și ale persoanei, adică 60 + 5 = 65, dacă persoana merge în aceeași direcție cu trenul; și 60 - 5 = 55 dacă persoana și trenul se deplasează în direcții diferite. Cu toate acestea, acest lucru este adevărat numai dacă persoana și trenul se deplasează pe aceeași linie. Dacă o persoană se mișcă într-un unghi, atunci acest unghi va trebui să fie luat în considerare, amintindu-ne că viteza este cantitate vectorială.

Acum să ne uităm la exemplul descris mai sus mai detaliat - cu detalii și imagini.

Deci, în cazul nostru, calea ferată este cadru fix de referință. Trenul care se deplasează pe acest drum este cadru de referință în mișcare. Mașina pe care merge persoana face parte din tren.

Viteza unei persoane în raport cu mașina (față de cadrul de referință în mișcare) este de 5 km/h. Să-i spunem C.

Viteza trenului (și, prin urmare, a vagonului) față de un cadru de referință fix (adică față de calea ferată) este de 60 km/h. Să o notăm cu litera B. Cu alte cuvinte, viteza trenului este viteza cadrului de referință în mișcare în raport cu cadrul de referință fix.

Viteza unei persoane în raport cu calea ferată (față de un cadru de referință fix) ne este încă necunoscută. Să o notăm cu o literă.

Să asociem sistemul de coordonate XOY cu sistemul de referință fix (Fig. 1.7), iar sistemul de coordonate X P O P Y P cu sistemul de referință în mișcare (vezi și secțiunea Sistem de referință). Și acum să încercăm să găsim viteza unei persoane în raport cu un cadru de referință fix, adică în raport cu calea ferată.

Pentru o scurtă perioadă de timp Δt, apar următoarele evenimente:

Apoi, pentru această perioadă de timp, mișcarea unei persoane în raport cu calea ferată:

H+B

Acest legea adiției deplasării. În exemplul nostru, mișcarea unei persoane față de calea ferată este egală cu suma mișcărilor unei persoane față de vagon și vagonul față de calea ferată.

Legea adunării deplasărilor se poate scrie după cum urmează:

= ∆ H ∆t + ∆ B ∆t

Sectiunea 1 MECANICA

Capitolul 1: Fundamentele cinematicii

mișcare mecanică. Traiectorie. Calea și mișcarea. Adăugarea vitezelor

mișcarea mecanică a corpului numită schimbarea poziţiei sale în spaţiu faţă de alte corpuri în timp.

Studiul mișcării mecanice a corpurilor Mecanica. Ramura mecanicii care descrie proprietăți geometrice se numeste miscare fara a lua in considerare masele corpurilor si fortele care actioneaza cinematică .

Mișcarea mecanică este relativă. Pentru a determina poziția unui corp în spațiu, trebuie să-i cunoașteți coordonatele. Pentru a determina coordonatele unui punct material, trebuie mai întâi să selectați un corp de referință și să asociați un sistem de coordonate cu acesta.

Corp de referințăse numeste un corp, fata de care se determina pozitia altor corpuri. Corpul de referință este ales în mod arbitrar. Poate fi orice: teren, clădire, mașină, navă etc.

Sistemul de coordonate, corpul de referință cu care este asociat și indicarea formei de referință de timp sistem de referință , faţă de care se consideră mişcarea corpului (fig. 1.1).

Se numește un corp ale cărui dimensiuni, formă și structură pot fi neglijate atunci când se studiază o anumită mișcare mecanică punct material . Un punct material poate fi considerat un corp ale cărui dimensiuni sunt mult mai mici decât distanțele caracteristice mișcării luate în considerare în problemă.

Traiectorieeste linia de-a lungul căreia se mișcă corpul.

În funcție de tipul de traiectorie de mișcare, acestea sunt împărțite în rectilinie și curbilinie.

caleeste lungimea traiectoriei ℓ(m) ( fig.1.2)

Se numește vectorul tras de la poziția inițială a particulei până la poziția sa finală in miscare această particulă pentru un timp dat.

Spre deosebire de cale, deplasarea nu este un scalar, ci o mărime vectorială, deoarece arată nu numai cât de departe, ci și în ce direcție s-a deplasat corpul într-un timp dat.

Modulul vectorial de deplasare(adică lungimea segmentului care leagă punctele de început și de sfârșit ale mișcării) poate fi egală cu distanța parcursă sau mai mică decât distanța parcursă. Dar modulul de deplasare nu poate fi niciodată mai mare decât distanța parcursă. De exemplu, dacă o mașină se deplasează de la punctul A la punctul B de-a lungul unei căi curbe, atunci valoarea absolută a vectorului deplasare este mai mică decât distanța parcursă ℓ. Calea și modulul de deplasare sunt egale doar într-un singur caz, când corpul se mișcă în linie dreaptă.

Vitezăeste un vector caracteristic cantitativ al mișcării corpului

viteza medieeste o mărime fizică egală cu raportul dintre vectorul deplasării punctului și intervalul de timp

Direcția vectorului viteză medie coincide cu direcția vectorului deplasare.

viteza instantanee, adică viteza la un moment dat de timp este o mărime fizică vectorială egală cu limita la care tinde viteza medie cu o scădere infinită a intervalului de timp Δt.

Vectorul viteză instantanee este direcționat tangențial la traiectoria mișcării (Fig. 1.3).

În sistemul SI, viteza se măsoară în metri pe secundă (m/s), adică unitatea de măsură a vitezei este considerată viteza unei astfel de mișcări rectilinie uniforme, în care într-o secundă corpul parcurge o distanță de un metru. . Viteza este adesea măsurată în kilometri pe oră.

sau 1

Adăugarea vitezelor

Orice fenomen mecanic este luat în considerare într-un anumit cadru de referință: mișcarea are sens numai în raport cu alte corpuri. Când se analizează mișcarea aceluiași corp în sisteme diferite referință, toate caracteristicile cinematice ale mișcării (cale, traiectorie, mișcare, viteză, accelerație) sunt diferite.

De exemplu, un tren de pasageri se deplasează de-a lungul unei căi ferate cu o viteză de 60 km/h. O persoană merge de-a lungul vagonului acestui tren cu o viteză de 5 km/h. Dacă considerăm calea ferată staționară și o luăm ca cadru de referință, atunci viteza unei persoane în raport cu calea ferată va fi egală cu adăugarea vitezelor trenului și ale persoanei, adică

60 km/h + 5 km/h = 65 km/h dacă persoana merge în aceeași direcție cu trenul și

60km/h - 5km/h = 55km/h dacă persoana merge împotriva direcției trenului.

Cu toate acestea, acest lucru este valabil numai în acest caz, dacă persoana și trenul se deplasează pe aceeași linie. Dacă o persoană se mișcă într-un unghi, atunci trebuie luat în considerare acest unghi și faptul că viteza este o mărime vectorială.

Să luăm în considerare exemplul descris mai sus mai detaliat - cu detalii și imagini.

Deci, în cazul nostru, calea ferată este un cadru fix de referință. Trenul care se deplasează de-a lungul acestui drum este un cadru de referință în mișcare. Mașina pe care merge persoana face parte din tren. Viteza unei persoane în raport cu mașina (față de cadrul de referință în mișcare) este de 5 km/h. Să o notăm cu o literă. Viteza trenului (și, prin urmare, a vagonului) față de un cadru de referință fix (adică față de calea ferată) este de 60 km/h. Să o notăm cu o literă. Cu alte cuvinte, viteza trenului este viteza cadrului în mișcare în raport cu cadrul fix.

Viteza unei persoane în raport cu calea ferată (față de un cadru de referință fix) ne este încă necunoscută. Să o notăm cu o literă.

Să asociem cu cadrul fix de referință (Fig. 1.4) sistemul de coordonate XY și cu cadrul de referință în mișcare - X p O p Y p. Să determinăm acum viteza unei persoane în raport cu cadrul fix de referință, adică relativ la calea ferată.

Pentru o scurtă perioadă de timp Δt, apar următoarele evenimente:

Persoana se deplasează față de mașină la distanță

Vagonul se deplasează în raport cu calea ferată pe o distanță

Apoi, pentru această perioadă de timp, mișcarea unei persoane în raport cu calea ferată:

Acest legea adiției deplasării . În exemplul nostru, mișcarea unei persoane față de calea ferată este egală cu suma mișcărilor unei persoane față de vagon și vagonul față de calea ferată.

Împărțirea ambelor părți ale egalității la o perioadă mică de timp Dt, în care a avut loc mișcarea:

Primim: