ОК 23 «РАВНОМЕРНОЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ»

Вокруг нас ходят люди, движутся автомобили, летят самолеты, перемещаются детали станков и механизмов. Все это механическое движение.

Под механическим движением понимают изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Изучая механическое движение, решают ряд задач. Одной из основных задач в механике является определение положения тела в пространстве в любой момент времени. Ответить на вопрос: "Где и когда противоракета встретит ракету и уничтожит ее" - это упредить большие неприятности, связанные с полетом ракеты и ее зарядом.

Чтобы определить положение тела в пространстве, необходима система отсчета. В СО входит - тело отсчета, система координат и часы, связанные с телом отсчета. Все это должно быть взаимосвязано. Так, чтобы узнать место положения клада, упрятанного пиратами на одном из островов необходимо знать:

Остров, его географические координаты. Какое-то тело отсчета на острове (камень, дерево, верхушка горы). Координату клада в декартовой трехмерной системе координат, рассчитанную относительно тела отсчета.

А, чтобы определить время того или иного события, необходимы часы и начало отсчета времени (от рождества Христова или другой способ летоисчисления).

При своем движении тело в пространстве оставляет видимый или мысленный след. Этот след называют траекторией тела. Например, след мела на доске или капли дождя на стекле автомобиля.

Расстояние, пройденное телом по траектории, называют путь. Путь - это расстояние, измеренное по траектории даже криволинейного движения. Путь обозначается буквой l и измеряется в метрах.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Вектор, соединяющий начальную и конечную точки траектории, направленный от начальной точки к конечной, называется перемещением и обозначается буквой S. Перемещение и путь чаще всего не равны. Например, встал человек с кровати, целый день ходил и прошел 10 км. Вечером пришёл и лег в кровать, его путь за день - 10 км, а перемещение равно нулю. Путь равен перемещению только при прямолинейном движении тела в одну сторону.

Рассмотрим движение, при котором тело за любые равные промежутки времени проходит одинаковое перемещение. Такое движение называется равномерным. Пусть вдоль линейки движется тележка с капельницей. Наблюдая след капель при движении тележки с разной скоростью, мы замечаем, что во всех случаях, за одно и то же время тележка совершает одинаковые перемещения.

В природе и в практике мы наблюдаем равномерные движения. Равномерно всплывает пузырек воздуха в воде, равномерно тонут тела, равномерно опускается сброшенный с самолёта груз на парашюте.

Равномерное движение характеризуется следующими параметрами:

    Время - обозначается буквой t и измеряется в секундах. Под временем движения мы понимаем промежуток между началом и концом движения, или промежуток времени между какими-то двумя событиями. Путь Перемещение Скорость равномерного прямолинейного движения - характеризует быстроту движения и равна перемещению, пройденному телом за единицу времени. Скорость, как и перемещение, величина векторная. Находится по формуле и измеряется в м/с.

Зная скорость, находят перемещение по формуле:

Это уравнение называют уравнением движения и читают так: перемещение прямо пропорционально времени движения.

При решении задач чаще приходится иметь дело с проекцией перемещения на ось Х. Она обозначается sx и находится как разность начальной и конечной координаты: sx ? x ? x0

На рисунке приведены примеры нахождения проекции координат для трех случаев. Используя эту формулу, можно решить основную задачу механики - определить координату тела в любой момент времени по уравнению:

x ? x0  ? sx, а        sx=? x•t,

поэтому координату можно рассчитать так:

x ? x0  ??x ? t

Рассмотрим графики равномерного движения.

Т. к. скорость - величина постоянная, то график скорости - это прямая линия параллельная оси времени. Прямая идет тем выше, чем больше скорость. Если скорость отрицательна, то прямая проходит ниже оси времени.

График координаты строится по уравнению координат:

Для движения вперёд с положительной скоростью графики 1 и 3, а при движении в обратную сторону с отрицательной скоростью, которое описывается уравнением , графиком 2.В этих графиках тангенс угла наклона численно равен проекции скорости движения.

ОК-24 «ПЕРЕМЕННОЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ»

Различают переменное движение и равнопеременное движение. При переменном движении скорость тела меняется произвольно, тело разгоняется, останавливается, какое-то время стоит и пр. Нет никакой закономерности изменения скорости. Такое движение характеризуется только средней скоростью. Причем различают две средних скорости:

1.Путевую среднюю скорость, которая определяется по формуле:

где l - весь путь, а t - все время движения.

Эта величина скалярная.

2. Вектор средней скорости

Это разные величины. Путевая средняя скорость нужна только для сравнения движений, но не позволяет решать ОЗМ.

Чаще для характеристики быстроты неравномерного движения используют мгновенную скорость. Что это? Скорость в данной точке или скорость в данный момент времени?

Мгновенная скорость - это скорость за очень малый промежуток времени (стремящийся в пределе к нулю). На этом участке можно считать скорость постоянной. Предел отношения бесконечно малого перемещения при бесконечно малом промежутке времени стремящегося к нулю принимают за мгновенную скорость.

Мгновенную скорость показывает спидометр.

Равнопеременным называется такое движение, при котором тело за равные промежутки времени увеличивает скорость на одну и ту же величину. Иногда такое движение называют равноускоренным и характеризуют ускорением.

Ускорение - это векторная величина, которая показывает, на сколько увеличивается вектор скорости за единицу времени и определяется по формуле:

Проекция вектора ускорения находится как разность проекций скоростей за единицу времени по формуле:

Если скорость все время нарастает (например, при скатывании шарика с наклонной плоскости), то проекция ускорения положительна, если скорость уменьшается (шарик вкатывается на наклонную плоскость), проекция ускорения отрицательна.

Ускорение измеряется в м/с2, правильнее говорить в м/с за с.

Для измерения величины ускорения используется прибор - акселерометр. При увеличении ускорения груз отклоняется на больший угол на тележке или сжимает пружину.

Из формулы ускорения находят мгновенную скорость:

и её проекцию по формуле

Если скорость и ускорение направлены по оси Х, то их значения в формуле подставляются со знаком плюс, а если против оси Х, то со знаком минус.