Кинематика поступательного движения


КИНЕМАТИКА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО И ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЙ.

МЕХАНИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ.

Физика-это наука, изучающая простейшие и вместе с тем, наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи, а также законы ее движения.

Материя- это все, что существует в природе и может быть обнаружено с помощью органов чувств и приборов и существует независимо от сознания человека.

Виды материи: вещество (совокупность элементарных частиц) и поле (переносчик взаимодействия).

Четкой границы между веществом и полем нет (карпускулярно-волновой дуализм).

Материя вечно и непрерывно развивается, находясь в беспрерывном движении. Под движением в широком смысле слова понимаются все изменения материи- от простого перемещения до сложнейших процессов мышления. Материя и движение неразделимы. Физические формы движения материи- механическая, молекулярное, тепловое, электромагнитное, внутриатомное и внутриядерное. Простейшей формой движения является механическое движение – изменение положения тела в пространстве с течением времени.

Раздел физики, занимающийся изучением закономерностей механического движения и взаимодействия тел называется механикой.

Структура механики:

 

m

1-область классической механики, то к чему привык

       
 
 


большие человек.

2- область релятивистской механики, СТО.

3- область квантовой механики (микро тела).

4- область релятивистско-квантовой механики.

малые

 

малые большие

 

Границы подвижны- не учитывается время, т. е. схема содержит ошибки.

 

Механику подразделяют на кинематику, статику и динамику. Кинематика описывает движение тел не интересуясь причинами, которые вызвали это движение. Основная задача кинематики- определить положение тела в любой момент времени. Статика рассматривает условия равновесия тел. Динамика изучает движение тел в связи с теми причинами (взаимодействия между телами), которая обуславливают тот или иной характер движения. Законы статики является частным случаем законов динамики.

Кинематика поступательного движения

Движение тел происходит в пространстве и во времени (пространство и время – неотъёмлемые формы существования материи).

Все виды механического движения могут быть сведены к поступательному, вращательному и колебательному движениям.

Поступательнымназывается движение абсолютно твердого тела при котором любая прямая, проведенная в теле, перемещается параллельно самой себе (рис. 1).

Абсолютно твердое тело (а.т.т.) – это тело, расстояния между двумя любыми точками которого постоянны.

При поступательном движении все точки а.т.т. имеют одинаковые кинематические параметры: путь s, скорость , ускорение . Поэтому поступательное движение а.т.т. можно заменить рассмотрением движения материальной точки.

 
 

Материальная точка (м.т.) – это тело, размеры и форма которого несущественны в рассматриваемой задаче:

а) размеры тела малы по сравнению с расстояниями при его движении;

б) все точки тела движутся одинаково ( по одинаковым линиям, с одинаковыми скоростями).

Пример: при движении Земли относительноСолнца. Землю можно рассматривать как материальную точку, так как радиус Земли составляет 1/ 10000 от радиуса орбиты ее движения вокруг Солнца. При изучения времен года Земля- это сфера.

Понятие а.т.т. и м.т. – абстрактные понятия, но их введение облегчает решение конкретных задач.

Тело, относительно которого рассматривается изменение положения других тел называетсятелом отсчета.

Для определения положения м.т. в любой момент времени необходимо с телом отсчета связать систему координат и задать начало отсчета времени.

Совокупность жестко связанных тела отсчета, системы координат и отсчитывающих время часов называется системой отсчета (с.о).

Линия, которую описывает м.т. при своем движении, называется траекторией. Понятие траектории имеет «относительный» смысл. Нельзя говорить о форме траектории вообще, таектория имеет смысл для данной системы отсчета. Тело сброшенное в вагоне движущегося поезда имеет разную траекторию относительно вагона относительно Земли. Следовательно вид траектории зависит от выбора с.о. По виду траектории движения делятся на прямолинейные и криволинейные.

Описать движение материальной точки это значит составить математическое выражение с помощью которого можно однозначно определить положение материальной точки в любой момент времени.

В прямолинейной (декартовой) системе координат положение м.т. М в данный момент времени t характеризуется радиусом – вектором , проведенным из начала координат в эту точку пространства. Модуль и направление радиуса вектора можно задать тремя его проекциями на оси координат. Эти проекции, а следовательно и положение м.т. М соответствуют координатам x, y, z (рис. 2).

 

z

 
 


M

z

y

x

x y Рис.2

 

При движении м.т. её координаты с течением времени изменяются. В общем случае её движение определяется тремя скалярными уравнениями – кинематическими уравнениями движения:

x = x (t); y = y (t); z = z (t). (1)



Дата добавления: 2020-10-01; просмотров: 213;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.009 сек.