Механическое движение
Механическое движение может быть:
- по характеру движения
поступательным - это движение, при котором все точки тела движутся одинаково и любая прямая, мысленно проведенная в теле, остается параллельна сама себе;
вращательным - это движение, при котором все точки твердого тела движутся по окружностям, расположенным в параллельных плоскостях;
колебательным - это движение, которое повторяется в двух взаимно противоположных направлениях;
- по виду траектории
прямолинейным - это движение, траектория которого прямая линия;
криволинейным - это движение, траектория которого кривая линия;
- по скорости
равномерным - движение, при котором скорость тела с течением времени не изменяется;
неравномерным - это движение, при котором скорость тела с течением времени изменяется;
- по ускорению
равноускоренным - это движение, при котором скорость тела увеличивается с течением времени на одну и ту же величину;
равнозамедленным - это движение, при котором скорость тела уменьшается с течением времени на одну и ту же величину.
Относительность механического движения
Относительность движения - это зависимость характеристик механического движения от выбора системы отсчета.
Правило сложения перемещений
Перемещение тела относительно неподвижной системы отсчета равно векторной сумме перемещения тела относительно подвижной системы отсчета и перемещения подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета:
где S перемещение тела относительно неподвижной системы отсчета;
S1 перемещение тела относительно подвижной системы отсчета;
S2 перемещение подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета.
Правило сложения скоростей
Скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна векторной сумме скорости тела относительно подвижной системы отсчета и скорости подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета:
где V скорость тела относительно неподвижной системы отсчета;
V1 скорость тела относительно подвижной системы отсчета;
V2 скорость подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета.
Относительная скорость
Важно! Чтобы определить скорость одного тела относительно другого, надо мысленно остановить то тело, которое мы принимаем за тело отсчета, а к скорости оставшегося тела прибавить скорость остановленного, изменив направление его скорости на противоположное.
Пусть v1 - скорость первого тела, а v2 - скорость второго тела.
Определим скорость первого тела относительно второго v12:
Определим скорость второго тела относительно первого v21:
Следует помнить, что траектория движения тела и пройденный путь тоже относительны.
Если скорости направлены перпендикулярно друг к другу, то относительная скорость рассчитывается по теореме Пифагора:
Если скорости направлены под углом a друг к другу, то относительная скорость рассчитывается по теореме косинусов:
Скорость
Скорость - это векторная величина, характеризующая изменение перемещения данного тела относительно тела отсчета с течением времени.
Средняя скорость - это векторная величина, равная отношению всего перемещения к промежутку времени, за которое это перемещение произошло:
Чтобы определить среднюю скорость за все время движения, надо путь разделить на отдельные участки и весь путь представить как сумму этих участков.
Мгновенная скорость — это скорость тела в данный момент времени или в данной точке траектории.
Мгновенная скорость направлена по касательной к траектории движения.
Ускорение
Ускорение – это векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости.
В проекциях на ось ОХ:
где an - нормальное ускорение, at - тангенциальное ускорение.
Тангенциальное ускорение сонаправлено с вектором линейной скорости, a значит, направлено вдоль касательной к кривой:
Нормальное ускорение перпендикулярно направлению вектора линейной скорости, а значит, и касательной к кривой:
Ускорение характеризует быстроту изменения скорости, а скорость - векторная величина, которая имеет модуль (числовое значение) и направление.
Важно!
Тангенциальное ускорение характеризует быстроту изменения модуля скорости. Нормальное ускорение характеризует быстроту изменения направления скорости.
Равномерное движение
Равномерное движение – это движение, при котором тело за любые равные промежутки времени совершает равные перемещения.
Скорость при равномерном движении – величина, равная отношению перемещения к промежутку времени, за которое это перемещение произошло:
Проекция вектора скорости на ось ОХ:
Проекция вектора скорости на координатную ось равна быстроте изменения данной координаты:
График скорости (проекции скорости)
График скорости (проекции скорости) представляет собой зависимость скорости от времени:
График скорости при равномерном движении – прямая, параллельная оси времени.
График 1 лежит над осью t, тело движется по направлению оси ОХ.
Графики 2 и 3 лежат под осью t, тело движется против оси ОХ.
Перемещение при равномерном движении – это величина, равная произведению скорости на время:
Проекция вектора перемещения на ось ОХ:
График перемещения (проекции перемещения)
График перемещения (проекции перемещения) представляет собой зависимость перемещения от времени:
График перемещения при равномерном движении – прямая, выходящая из начала координат.
График 1 лежит над осью t, тело движется по направлению оси ОХ.
Графики 2 и 3 лежат под осью t, тело движется против оси ОХ.
По графику зависимости скорости от времени можно определить перемещение, пройденное телом за время t. Для этого необходимо определить площадь фигуры под графиком (заштрихованной фигуры).
Координата тела при равномерном движении рассчитывается по формуле:
График координаты представляет собой зависимость координаты от времени: x=x(t).
График координаты при равномерном движении – прямая.
График 1 направлен вверх, тело движется по направлению оси ОХ:
График 2 параллелен оси ОХ, тело покоится.
График 3 направлен вниз, тело движется против оси ОХ:
