Ruch mechaniczny w fizyce

Czym jest ruch mechaniczny i jak się go charakteryzuje? Jakie parametry wprowadzono, aby zrozumieć ten rodzaj ruchu? Jakie terminy najczęściej działają? W tym artykule odpowiemy na te pytania, rozważymy ruch mechaniczny z różnych punktów widzenia, podamy przykłady i poradzimy sobie z rozwiązywaniem problemów z zakresu fizyki danego przedmiotu.

Podstawowe pojęcia

Nawet w szkole uczono nas, że ruch mechaniczny jest zmianą pozycji ciała w dowolnym czasie w stosunku do innych ciał układu. Właściwie to wszystko. Weźmy zwykły dom, w którym jesteśmy, dla zerowego układu współrzędnych. Wyobraźmy sobie, że dom będzie początkiem współrzędnych, a oś odciętych i oś rzędna rozciągną się od niego we wszystkich kierunkach.

W takim przypadku nasz ruch w domu i poza nim wyraźnie wskaże ruch mechaniczny ciała w układzie odniesienia. Wyobraź sobie, że punkt porusza się po układzie współrzędnych, w każdej chwili zmieniając jego współrzędną zarówno względem osi x, jak i osi Y. Wszystko będzie proste i jasne.

Charakterystyka ruchu mechanicznego

Co może być tego rodzaju ruchem? Nie wejdziemy głęboko w głąb fizyki. Rozważ najprostsze przypadki, w których występuje ruch punktu materialnego. Jest on podzielony na ruch prostoliniowy, a także ruch krzywoliniowy. Zasadniczo, wszystko powinno wynikać jasno z tytułu, ale porozmawiajmy o tym bardziej dokładnie na wszelki wypadek.

Prosty ruch punkt materialny taki ruch będzie wywoływany, co odbywa się po trajektorii, mającej postać linii prostej. Na przykład samochód jedzie bezpośrednio pod drogą, która nie ma zakrętów. Lub na stronie podobnej drogi. Będzie to ruch prostoliniowy. W takim przypadku może być równomiernie lub równomiernie przyspieszony.

Ruch krzywoliniowy punktu materialnego zostanie nazwany takim ruchem, który odbywa się wzdłuż trajektorii, która nie ma formy prostej. Trajektoria może być linią przerywaną, a także linią zamkniętą. To jest ścieżka okrągła, elipsoida i tak dalej.

Mechaniczny ruch populacji

Ten rodzaj ruchu prawie nie ma nic wspólnego z fizyką. Chociaż, w zależności od tego, z jakiego punktu widzenia to odbieramy. Co na ogół nazywa się mechanicznym ruchem ludności? Nazywa się to przeniesieniem osób, które następuje w wyniku procesów migracyjnych. Może to być zarówno migracja zewnętrzna, jak i wewnętrzna. Czas trwania ruchów mechanicznych populacji dzieli się na czas trwania stały i tymczasowy (plus wahadło i sezonowość).

Jeśli rozpatrzymy ten proces z fizycznego punktu widzenia, możemy powiedzieć tylko jedno: ten ruch doskonale zademonstruje ruch punktów materialnych w układzie odniesienia powiązanym z naszą planetą - Ziemią.

Jednolity ruch mechaniczny

Jak sama nazwa wskazuje, jest to rodzaj ruchu, w którym prędkość ciała ma pewną wartość, która jest utrzymywana na stałym poziomie w wartości absolutnej. Innymi słowy, prędkość ciała, które porusza się równomiernie, nie zmienia się. W prawdziwym życiu trudno dostrzec doskonałe przykłady jednolitego ruchu mechanicznego. Można całkiem rozsądnie twierdzić, mówią, że można jechać samochodem z prędkością 60 kilometrów na godzinę. Oczywiście, prędkościomierz pojazdu może wykazywać podobną wartość, ale nie oznacza to, że prędkość samochodu będzie wynosiła dokładnie sześćdziesiąt kilometrów na godzinę.

O czym mówimy? Jak wiemy, po pierwsze, wszystko przyrządy pomiarowe Mam pewien błąd. Linijki, wagi, urządzenia mechaniczne i elektroniczne - wszystkie mają pewien błąd, niedokładność. Możesz zobaczyć samemu, wykonując kilkanaście linii i stosując je jeden do drugiego. Następnie będziesz mógł zauważyć pewne rozbieżności między znakami milimetrowymi a ich zastosowaniem.

To samo dotyczy prędkościomierza. Ma pewien błąd. W przypadku przyrządów niedokładność jest liczbowo równa połowie ceny podziału. W samochodach niedokładność prędkościomierza wynosi 10 kilometrów na godzinę. Dlatego w pewnym momencie niemożliwe jest stwierdzenie, że poruszamy się z taką prędkością. Drugim czynnikiem, który przyczyni się do niedokładności będą siły działające na samochód. Ale siły są nierozerwalnie związane z przyspieszeniem, więc na ten temat porozmawiamy później.

Bardzo często ruch jednostajny występuje raczej w problemach natury matematycznej niż fizycznej. Tam motocykliści, ciężarówki i samochody poruszają się z tą samą prędkością, równą co do wielkości w różnych punktach czasowych.

Równomiernie przyspieszony ruch

W fizyce ten rodzaj ruchu występuje dość często. Nawet w zadaniach części "A" obu klas 9 i 11 są zadania, w których trzeba wykonywać operacje z przyspieszeniem. Na przykład "A-1", gdzie narysowany jest wykres ruchu ciała w osiach współrzędnych i wymagane jest obliczenie, jak daleko pojazd przejechał w danym okresie czasu. Co więcej, jeden z interwałów może wykazać równomierny ruch, podczas gdy na drugim konieczne jest najpierw obliczenie przyspieszenia, a dopiero potem obliczenie przebytej odległości.

Skąd o tym wiesz? czy ruch jest równomiernie przyspieszony? Zwykle w problemach informacje o tym są przesyłane bezpośrednio. Oznacza to, że istnieje albo numeryczna sygnalizacja przyspieszenia, albo parametry (czas, zmiana prędkości, odległość) są podane, co pozwala nam określić przyspieszenie. Należy zauważyć, że przyspieszenie jest wielkością wektora. Może więc być nie tylko pozytywna, ale także negatywna. W pierwszym przypadku obserwujemy przyspieszenie ciała, w drugim - jego hamowanie.

Zdarza się jednak, że informacje o rodzaju ruchu są przekazywane uczniowi w nieco tajnej formie, jeśli można to tak nazwać. Na przykład mówi, że nic nie działa na ciało, a suma wszystkich sił wynosi zero. Cóż, w tym przypadku musisz wyraźnie zrozumieć, że mówimy o jednolitym ruchu lub odpoczynku ciała w określonym układzie współrzędnych. Jeśli przypomnisz sobie drugie prawo Newtona (które mówi, że suma wszystkich sił jest niczym innym, jak iloczynem masy ciała i przyspieszenia, raportowane działaniem odpowiednich sił), z łatwością zauważysz jedną interesującą rzecz: jeśli suma sił wynosi zero, to iloczyn masy i przyspieszenia będzie równy zeru.

Wniosek

Ale przecież masa jest naszą stałą wartością i nie może wynosić zero a priori. W takim przypadku logiczne byłoby stwierdzenie, że przy braku sił zewnętrznych (lub gdy są one kompensowane przez działanie), przyspieszenie ciała jest nieobecne. Oznacza to, że spoczywa lub porusza się ze stałą prędkością.

Formuła o równomiernym przyspieszeniu

Czasami w literaturze naukowej istnieje podejście, zgodnie z którym formuły świetlne są najpierw podawane, a następnie, biorąc pod uwagę określone czynniki, stają się one bardziej skomplikowane. Zrobimy coś odwrotnego, a mianowicie najpierw rozpatrzymy ruch jednostajnie przyspieszony. Wzór, według którego pokonana odległość obliczana jest w następujący sposób: S = V0t + przy ^ 2/2. Tutaj V0 jest początkową prędkością ciała, a jest przyspieszeniem (może ujemnym, potem znak + się zmienia - w formule), t jest czasem od początku ruchu do zatrzymania ciała.

Jednolita formuła ruchu

Jeśli mówimy o ruchu jednostajnym, to przypominamy, że w tym przypadku przyspieszenie wynosi zero (a = 0). Zastąp zero w formule i uzyskaj: S = V0t. Ale przecież prędkość na całym odcinku drogi jest stała, jeśli mówimy szorstko, to znaczy, musimy zaniedbać siły działające na ciało. Które, nawiasem mówiąc, jest praktykowane wszędzie w kinematykach, ponieważ kinematyka nie bada przyczyn ruchu, to właśnie robi dynamika. Jeśli więc prędkość na całym odcinku ścieżki jest stała, to jej początkowa wartość pokrywa się z dowolnym pośrednim, a także końcowym. Dlatego formuła odległości będzie wyglądała następująco: S = Vt. To wszystko.