Todo tipo de movimiento mecánico. ¿Qué es el movimiento mecánico: definición de movimiento en física?

movimiento mecánico de un cuerpo es el cambio de su posición en el espacio con respecto a otros cuerpos a lo largo del tiempo. En este caso, los cuerpos interactúan según las leyes de la mecánica.

Sección de mecánica que describe. propiedades geométricas El movimiento sin tener en cuenta los motivos que lo provocan se llama cinemática.

en más significado general movimiento llamado cambio de estado sistema fisico con el tiempo. Por ejemplo, podemos hablar del movimiento de una onda en un medio.

Tipos de movimiento mecánico

Se puede considerar el movimiento mecánico para diferentes objetos mecánicos:

• Movimiento de un punto material. está completamente determinado por el cambio de sus coordenadas en el tiempo (por ejemplo, dos en un avión). Esto se estudia mediante la cinemática de un punto. En particular, características importantes Los movimientos son la trayectoria de un punto material, el desplazamiento, la velocidad y la aceleración.
  • Directo movimiento de un punto (cuando siempre está en línea recta, la velocidad es paralela a esta línea recta)
  • movimiento curvilíneo� - movimiento de un punto a lo largo de una trayectoria que no es recta, con aceleración arbitraria y velocidad arbitraria en cualquier momento (por ejemplo, movimiento en círculo).
• Movimiento sólido Consiste en el movimiento de cualquiera de sus puntos (por ejemplo, el centro de masa) y el movimiento de rotación alrededor de este punto. Estudiado por cinemática de cuerpo rígido.
  • Si no hay rotación, entonces el movimiento se llama progresivo y está completamente determinado por el movimiento del punto seleccionado. El movimiento no es necesariamente lineal.
  • Para descripción movimiento rotacional�- movimientos del cuerpo en relación con un punto seleccionado, por ejemplo, fijado en un punto�- utilizar ángulos de Euler. Su número en caso espacio tridimensional es igual a tres.
  • También para un cuerpo sólido existe movimiento plano� - movimiento en el que las trayectorias de todos los puntos se encuentran en planos paralelos, mientras que está completamente determinada por una de las secciones del cuerpo, y la sección del cuerpo está determinada por la posición de dos puntos cualesquiera.
• Movimiento continuo . Aquí se supone que el movimiento partículas individuales Los entornos son bastante independientes entre sí (generalmente limitados sólo por las condiciones de continuidad de los campos de velocidad), por lo tanto, el número de coordenadas definitorias es infinito (las funciones se vuelven desconocidas).

Geometria del movimiento

Relatividad del movimiento

La relatividad es la dependencia del movimiento mecánico de un cuerpo del sistema de referencia. Sin especificar el sistema de referencia, no tiene sentido hablar de movimiento.

Concepto de mecánica. La mecánica es una parte de la física que estudia el movimiento de los cuerpos, la interacción de los cuerpos o el movimiento de los cuerpos bajo algún tipo de interacción.

La principal tarea de la mecánica.- esta es la determinación de la ubicación del cuerpo en cualquier momento.

Secciones de mecánica: cinemática y dinámica.. La cinemática es una rama de la mecánica que estudia las propiedades geométricas de los movimientos sin tener en cuenta sus masas y las fuerzas que actúan sobre ellos. La dinámica es una rama de la mecánica que estudia el movimiento de los cuerpos bajo la influencia de las fuerzas que se les aplican.

Movimiento. Características del movimiento. El movimiento es un cambio en la posición de un cuerpo en el espacio a lo largo del tiempo en relación con otros cuerpos. Características del movimiento: distancia recorrida, movimiento, velocidad, aceleración.

movimiento mecánico – Se trata de un cambio en la posición de un cuerpo (o sus partes) en el espacio en relación con otros cuerpos a lo largo del tiempo.

movimiento hacia adelante

Movimiento corporal uniforme. Demostrado vía vídeo con explicaciones.

Movimiento mecánico desigual- este es un movimiento en el que el cuerpo realiza movimientos desiguales en intervalos de tiempo iguales.

Relatividad del movimiento mecánico.. Demostrado vía vídeo con explicaciones.

Punto de referencia y sistema de referencia en movimiento mecánico.. El cuerpo respecto del cual se considera el movimiento se llama punto de referencia. El sistema de referencia en el movimiento mecánico es el punto de referencia y el sistema de coordenadas del reloj.

Sistema de referencia. Características del movimiento mecánico.. El sistema de referencia se demuestra mediante un vídeo con explicaciones. El movimiento mecánico tiene las siguientes características: Trayectoria; Camino; Velocidad; Tiempo.

Trayectoria en línea recta- Ésta es la línea por la que se mueve el cuerpo.

movimiento curvilíneo. Demostrado vía vídeo con explicaciones.

Camino y el concepto de cantidad escalar.. Demostrado vía vídeo con explicaciones.

Fórmulas físicas y unidades de medida de las características del movimiento mecánico:

PAG concepto de aceleración. Revelado con un video demostrativo, con explicaciones.

Fórmula para determinar la magnitud de la aceleración.:

3. Leyes de la dinámica de Newton.

El gran físico I. Newton. I. Newton desacreditó las ideas antiguas de que las leyes del movimiento de los cuerpos terrestres y celestes son completamente diferentes. Todo el Universo está sujeto a leyes uniformes que pueden formularse matemáticamente.

Dos tareas fundamentales, resuelto por la física de I. Newton:

1. Creación de una base axiomática para la mecánica, que transfirió esta ciencia a la categoría de teorías matemáticas estrictas.

2. Creación de dinámicas que conectan el comportamiento del cuerpo con las características de las influencias (fuerzas) externas sobre el mismo.

1. Todo cuerpo continúa manteniéndose en un estado de reposo o de movimiento uniforme y rectilíneo hasta que las fuerzas aplicadas lo obliguen a cambiar este estado.

2. El cambio de impulso es proporcional a la fuerza aplicada y se produce en la dirección de la línea recta a lo largo de la cual actúa esta fuerza.

3. Una acción siempre tiene una reacción igual y opuesta; de lo contrario, las interacciones de dos cuerpos entre sí son iguales y se dirigen en direcciones opuestas.

I. Primera ley de la dinámica de Newton. Todo cuerpo continúa manteniéndose en un estado de reposo o de movimiento uniforme y rectilíneo hasta que las fuerzas aplicadas lo obliguen a cambiar este estado.

Conceptos de inercia e inercia de un cuerpo.. La inercia es un fenómeno en el que un cuerpo se esfuerza por mantener su estado original. La inercia es la propiedad que tiene un cuerpo de mantener un estado de movimiento. La propiedad de la inercia se caracteriza por la masa corporal.

El desarrollo de Newton de la teoría de la mecánica de Galileo.. Por mucho tiempo Se creía que para mantener cualquier movimiento es necesario realizar actividades no compensadas. influencia externa de otros cuerpos. Newton hizo añicos estas creencias derivadas de Galileo.

sistema inercial cuenta atrás. Marcos de referencia, respecto de los cuales cuerpo libre se mueve uniformemente y en línea recta, se llaman inerciales.

Primera ley de Newton: la ley de los sistemas inerciales. La primera ley de Newton es un postulado sobre la existencia de sistemas de referencia inerciales. En sistemas de referencia inercial fenómenos mecánicos se describen de la forma más sencilla.

I. Segunda ley de la dinámica de Newton. En un sistema de referencia inercial, rectilíneo y movimiento uniforme sólo puede ocurrir si otras fuerzas no actúan sobre el cuerpo o si su acción se compensa, es decir, equilibrado. Demostrado vía vídeo con explicaciones.

El principio de superposición de fuerzas.. Demostrado vía vídeo con explicaciones.

Concepto de peso corporal. La masa es una de las cantidades físicas más fundamentales. La masa caracteriza varias propiedades del cuerpo a la vez y tiene una serie de propiedades importantes.

La fuerza es un concepto central de la segunda ley de Newton.. La segunda ley de Newton determina que un cuerpo se moverá con aceleración cuando una fuerza actúa sobre él. La fuerza es una medida de la interacción de dos (o más) cuerpos.

Dos salidas mecanica clasica de I. Segunda ley de Newton:

1. La aceleración de un cuerpo está directamente relacionada con la fuerza aplicada al cuerpo.

2. La aceleración de un cuerpo está directamente relacionada con su masa.

Demostración de la dependencia directa de la aceleración de un cuerpo de su masa.

I. Tercera ley de la dinámica de Newton. Demostrado vía vídeo con explicaciones.

La importancia de las leyes de la mecánica clásica para física moderna . La mecánica basada en las leyes de Newton se llama mecanica clasica. En el marco de la mecánica clásica, está bien descrito el movimiento de cuerpos no muy pequeños con velocidades no muy elevadas.

Población:

Campos físicos alrededor de partículas elementales.

modelo planetarioátomo de Rutherford y Bohr.

El movimiento como fenómeno físico.

Movimiento hacia adelante.

Uniforme movimiento rectilíneo

Movimiento mecánico relativo desigual.

Animación en vídeo del sistema de referencia.

Movimiento curvilíneo.

Camino y trayectoria.

Aceleración.

Inercia del reposo.

Principio de superposición.

Segunda ley de Newton.

Dinamómetro.

Dependencia directa de la aceleración de un cuerpo de su masa.

Tercera ley de Newton.

Preguntas de seguridad:

Formular una definición y tema científico física.

Formular propiedades fisicas, común a todos los fenómenos naturales.

Formule las principales etapas en la evolución de la imagen física del mundo.

Nombra 2 principios básicos de la ciencia moderna.

Nombra las características del modelo mecanicista del mundo.

¿Cuál es la esencia de la teoría cinética molecular?

Formule las principales características de la imagen electromagnética del mundo.

Explica el concepto de campo físico.

Identificar las características y diferencias entre campos eléctricos y magnéticos.

Explicar los conceptos de campos electromagnéticos y gravitacionales.

Explicar el concepto de “Modelo Planetario del Átomo”.

Formule las características de la imagen física moderna del mundo.

Formule las principales disposiciones de la imagen física moderna del mundo.

Explique el significado de la teoría de la relatividad de A. Einstein.

Explique el concepto: “Mecánica”.

Nombra las secciones principales de la mecánica y dales definiciones.

Nombra los principales caracteristicas fisicas movimientos.

Formule los signos del movimiento mecánico hacia adelante.

Formule los signos de movimiento mecánico uniforme y desigual.

Formule los signos de la relatividad del movimiento mecánico.

Explique el significado de los conceptos físicos: “Punto de referencia y sistema de referencia en movimiento mecánico”.

Nombra las principales características del movimiento mecánico en el sistema de referencia.

Nombra las principales características de la trayectoria del movimiento rectilíneo.

Nombra las principales características del movimiento curvilíneo.

Definir concepto fisico: "Camino".

Definir el concepto físico: “Cantidad escalar”.

Reproducir fórmulas físicas y unidades de medida de las características del movimiento mecánico.

Formular significado fisico concepto: "Aceleración".

Jugar fórmula física para determinar la magnitud de la aceleración.

Nombra dos problemas fundamentales resueltos por la física de I. Newton.

Reproducir los principales significados y contenidos de la primera ley de la dinámica de I. Newton.

Formule el significado físico del concepto de inercia e inercia de un cuerpo.

¿Cómo desarrolló Newton la teoría de la mecánica de Galileo?

Formule el significado físico del concepto: "Marco de referencia inercial".

¿Por qué la primera ley de Newton es la ley de los sistemas inerciales?

Reproducir los principales significados y contenidos de la segunda ley de la dinámica de I. Newton.

Formule el significado físico del principio de superposición de fuerzas, derivado de I. Newton.

Formule el significado físico del concepto de masa corporal.

Justifica que la fuerza es concepto central Segunda ley de Newton.

Formule dos conclusiones de la mecánica clásica basadas en la segunda ley de I. Newton.

Reproducir los principales significados y contenidos de la tercera ley de la dinámica de I. Newton.

Explicar la importancia de las leyes de la mecánica clásica para la física moderna.

Literatura:

1. Akhmedova T.I., Mosyagina O.V. Ciencia: Tutorial/ T.I. Akhmedova, O.V. Mosyagina. – M.: RAP, 2012. – P. 34-37.

¿Qué es un punto de partida? ¿Qué es el movimiento mecánico?

Andreus-papá-ndrey

El movimiento mecánico de un cuerpo es el cambio de su posición en el espacio con respecto a otros cuerpos a lo largo del tiempo. En este caso, los cuerpos interactúan según las leyes de la mecánica. La rama de la mecánica que describe las propiedades geométricas del movimiento sin tener en cuenta los motivos que lo provocan se llama cinemática.

En un sentido más general, el movimiento es cualquier cambio espacial o temporal en el estado de un sistema físico. Por ejemplo, podemos hablar del movimiento de una onda en un medio.

* El movimiento de un punto material está completamente determinado por el cambio de sus coordenadas en el tiempo (por ejemplo, dos en un plano). Esto se estudia mediante la cinemática de un punto.
o Movimiento rectilíneo de un punto (cuando siempre está en línea recta, la velocidad es paralela a esta recta)
o El movimiento curvilíneo es el movimiento de un punto a lo largo de una trayectoria que no es recta, con aceleración arbitraria y velocidad arbitraria en cualquier momento (por ejemplo, movimiento en círculo).
* El movimiento de un cuerpo rígido consiste en el movimiento de cualquiera de sus puntos (por ejemplo, el centro de masa) y el movimiento de rotación alrededor de este punto. Estudiado por cinemática de cuerpo rígido.
o Si no hay rotación, entonces el movimiento se llama traslacional y está completamente determinado por el movimiento del punto seleccionado. Tenga en cuenta que no es necesariamente lineal.
o Para describir el movimiento de rotación: el movimiento de un cuerpo con respecto a un punto seleccionado, por ejemplo, fijo en un punto, se utilizan los ángulos de Euler. Su número en el caso del espacio tridimensional es tres.
o También para un cuerpo rígido, se distingue el movimiento plano: un movimiento en el que las trayectorias de todos los puntos se encuentran en planos paralelos, mientras que está completamente determinado por una de las secciones del cuerpo, y la sección del cuerpo está determinada por la posición de dos puntos cualesquiera.
* Movimiento continuo. Aquí se supone que el movimiento de las partículas individuales del medio es bastante independiente entre sí (generalmente limitado solo por las condiciones de continuidad de los campos de velocidad), por lo tanto, el número de coordenadas definitorias es infinito (las funciones se vuelven desconocidas).
Relatividad - la dependencia del movimiento mecánico de un cuerpo de un sistema de referencia, sin especificar el sistema de referencia - no tiene sentido hablar de movimiento.

Daniil Yuriev

Tipos de movimiento mecánico [editar | editar texto wiki]
Se puede considerar el movimiento mecánico para diferentes objetos mecánicos:
El movimiento de un punto material está completamente determinado por un cambio en sus coordenadas en el tiempo (por ejemplo, para un plano, por un cambio en la abscisa y la ordenada). Esto se estudia mediante la cinemática de un punto. En particular, las características importantes del movimiento son la trayectoria de un punto material, el desplazamiento, la velocidad y la aceleración.
Movimiento rectilíneo de un punto (cuando siempre está en línea recta, la velocidad es paralela a esta línea recta)
El movimiento curvilíneo es el movimiento de un punto a lo largo de una trayectoria que no es recta, con aceleración arbitraria y velocidad arbitraria en cualquier momento (por ejemplo, movimiento en círculo).
El movimiento de un cuerpo rígido consiste en el movimiento de cualquiera de sus puntos (por ejemplo, el centro de masa) y el movimiento de rotación alrededor de este punto. Estudiado por cinemática de cuerpo rígido.
Si no hay rotación, entonces el movimiento se llama traslación y está completamente determinado por el movimiento del punto seleccionado. El movimiento no es necesariamente lineal.
Para describir el movimiento de rotación (el movimiento de un cuerpo con respecto a un punto seleccionado, por ejemplo, fijado en un punto), se utilizan los ángulos de Euler. Su número en el caso del espacio tridimensional es tres.
Además, para un cuerpo rígido, se distingue el movimiento plano: un movimiento en el que las trayectorias de todos los puntos se encuentran en planos paralelos, mientras que está completamente determinado por una de las secciones del cuerpo, y la sección del cuerpo está determinada por la posición de dos puntos cualesquiera.
Movimiento de un medio continuo. Aquí se supone que el movimiento de las partículas individuales del medio es bastante independiente entre sí (generalmente limitado solo por las condiciones de continuidad de los campos de velocidad), por lo tanto, el número de coordenadas definitorias es infinito (las funciones se vuelven desconocidas).

Movimiento mecánico. Camino. Velocidad. Aceleración

lara

El movimiento mecánico es un cambio en la posición de un cuerpo (o sus partes) en relación con otros cuerpos.
La posición del cuerpo está especificada por la coordenada.
La línea a lo largo de la cual se mueve un punto material se llama trayectoria. La longitud de la trayectoria se llama camino. La unidad de recorrido es el metro.
Camino = velocidad * tiempo. S=v*t.

El movimiento mecánico se caracteriza por tres cantidades físicas: desplazamiento, velocidad y aceleración.

Segmento de línea dirigido extraído de posición inicial mover un punto hasta su posición final se llama desplazamiento(s). El desplazamiento es una cantidad vectorial. La unidad de movimiento es el metro.

Velocidad - vector cantidad fisica, caracterizando la velocidad de movimiento del cuerpo, numéricamente igual a la proporción movimientos durante un corto período de tiempo al valor de este período de tiempo.
La fórmula de la velocidad es v = s/t. La unidad de velocidad es m/s. En la práctica, la unidad de velocidad utilizada es km/h (36 km/h = 10 m/s).

La aceleración es una cantidad física vectorial que caracteriza la tasa de cambio de velocidad, numéricamente igual a la relación entre el cambio de velocidad y el período de tiempo durante el cual ocurrió este cambio. Fórmula para calcular la aceleración: a=(v-v0)/t; La unidad de aceleración es metro/(segundo cuadrado).

movimiento mecánico de un cuerpo (punto) es el cambio de su posición en el espacio con respecto a otros cuerpos a lo largo del tiempo.

Tipos de movimientos:

A) Movimiento rectilíneo uniforme de un punto material: Condiciones iniciales

. Condiciones iniciales

GRAMO) Movimiento oscilatorio armónico. Un caso importante de movimiento mecánico son las oscilaciones, en las que los parámetros del movimiento de un punto (coordenadas, velocidad, aceleración) se repiten en ciertos intervalos.

ACERCA DE escrituras del movimiento . Hay varias formas de describir el movimiento de los cuerpos. Con el método de coordenadas Al especificar la posición de un cuerpo en un sistema de coordenadas cartesiano, el movimiento de un punto material está determinado por tres funciones que expresan la dependencia de las coordenadas con el tiempo:

incógnita= incógnita(t), y=y(t) Y z= z(t) .

Esta dependencia de las coordenadas con el tiempo se llama ley del movimiento. (o ecuación de movimiento).

Con el método vectorial la posición de un punto en el espacio está determinada en cualquier momento por el vector radio r= r(t) , dibujado desde el origen hasta un punto.

Hay otra forma de determinar la posición de un punto material en el espacio para una determinada trayectoria de su movimiento: utilizando una coordenada curvilínea yo(t) .

Los tres métodos para describir el movimiento de un punto material son equivalentes; la elección de cualquiera de ellos está determinada por consideraciones de simplicidad de las ecuaciones de movimiento resultantes y la claridad de la descripción.

Bajo sistema de referencia entender un cuerpo de referencia, que convencionalmente se considera inmóvil, un sistema de coordenadas asociado al cuerpo de referencia, y un reloj, también asociado al cuerpo de referencia. En cinemática, el sistema de referencia se selecciona de acuerdo con las condiciones específicas del problema de describir el movimiento de un cuerpo.

2. Trayectoria de movimiento. El camino recorrido. Ley cinemática del movimiento.

La línea a lo largo de la cual se mueve un determinado punto del cuerpo se llama trayectoriamovimiento este punto.

La longitud del tramo de trayectoria atravesado por un punto durante su movimiento se llama el camino recorrido .

El cambio en el vector de radio a lo largo del tiempo se llama ley cinemática :
En este caso las coordenadas de los puntos serán coordenadas en el tiempo: incógnita= incógnita(t), y= y(t) Yz= z(t).

En el movimiento curvilíneo, la trayectoria es mayor que el módulo de desplazamiento, ya que la longitud del arco siempre es mayor que la longitud de la cuerda que lo contrae.

El vector trazado desde la posición inicial del punto en movimiento hasta su posición en un momento dado (incremento del vector de radio del punto durante el período de tiempo considerado) se llama emocionante. El desplazamiento resultante es igual a la suma vectorial de desplazamientos sucesivos.

Durante el movimiento rectilíneo, el vector de desplazamiento coincide con la sección correspondiente de la trayectoria y el módulo de desplazamiento es igual a la distancia recorrida.

3. Velocidad. Velocidad media. Proyecciones de velocidad.

Velocidad - velocidad de cambio de coordenadas. Cuando un cuerpo (punto material) se mueve, nos interesa no sólo su posición en el sistema de referencia elegido, sino también la ley del movimiento, es decir, la dependencia del radio vector con el tiempo. Deja que el momento en el tiempo corresponde al vector de radio un punto en movimiento y un momento cercano en el tiempo - vector de radio . Luego en un corto periodo de tiempo
el punto hará un pequeño desplazamiento igual a

Para caracterizar el movimiento de un cuerpo se introduce el concepto velocidad promedio sus movimientos:
Esta cantidad es una cantidad vectorial, que coincide en dirección con el vector.
. Con reducción ilimitada Δt la velocidad promedio tiende a un valor límite llamado velocidad instantánea :

Proyecciones de velocidad.

A) Movimiento lineal uniforme de un punto material:
Condiciones iniciales

B) Movimiento lineal uniformemente acelerado de un punto material:
. Condiciones iniciales

B) Movimiento de un cuerpo a lo largo de un arco circular con velocidad absoluta constante:

Hoy hablaremos sobre el estudio sistemático de la física y su primera sección: la mecánica. estudios de fisica diferentes tipos¿Cambios o procesos que ocurren en la naturaleza, y qué procesos fueron principalmente de interés para nuestros antepasados? Por supuesto, estos son procesos asociados con el movimiento. Se preguntaron si la lanza que arrojaron alcanzaría al mamut; Se preguntaban si el mensajero con noticias importantes tendría tiempo de llegar a la cueva vecina antes del atardecer. Todos estos tipos de movimiento y el movimiento mecánico en general son estudiados por la sección denominada mecánica.

Dondequiera que miremos, hay muchos ejemplos de movimiento mecánico a nuestro alrededor: algo gira, algo salta hacia arriba y hacia abajo, algo se mueve hacia adelante y hacia atrás y otros cuerpos pueden estar en reposo, lo que también es un ejemplo de movimiento mecánico, cuya velocidad es cero.

Definición

movimiento mecánico Se llama cambio en la posición de los cuerpos en el espacio en relación con otros cuerpos a lo largo del tiempo (Fig. 1).

Arroz. 1. movimiento mecánico

Así como la física se divide en varias secciones, la mecánica tiene sus propias secciones. El primero de ellos se llama cinemática. Sección de mecánica cinemática Responde a la pregunta de cómo se mueve un cuerpo. Antes de empezar a trabajar en el estudio del movimiento mecánico, es necesario definir y aprender los conceptos básicos, el llamado ABC de la cinemática. En esta lección aprenderemos:

Elija un sistema de referencia para estudiar el movimiento corporal;

Simplifique las tareas reemplazando mentalmente el cuerpo con un punto material;

Determinar la trayectoria del movimiento, encontrar un camino;

Distinguir entre tipos de movimientos.

En la definición de movimiento mecánico. significado especial tiene la expresión en relación con otros cuerpos. Siempre debemos elegir el llamado cuerpo de referencia, es decir, el cuerpo respecto del cual consideraremos el movimiento del objeto que estamos estudiando. Un ejemplo sencillo: mueve la mano y dime si se mueve. Sí, claro, en relación a la cabeza, pero en relación al botón de tu camisa, no se moverá. Por tanto, la elección de la referencia es muy importante, porque con respecto a algunos cuerpos se produce movimiento, pero con respecto a otros cuerpos, no se produce movimiento. La mayoría de las veces, se elige como cuerpo de referencia el cuerpo que siempre está a mano, o más bien debajo de los pies: esta es nuestra Tierra, que es el cuerpo de referencia en la mayoría de los casos.

Los científicos han debatido durante mucho tiempo si la Tierra gira alrededor del Sol o si el Sol gira alrededor de la Tierra. De hecho, desde el punto de vista de la física, desde el punto de vista del movimiento mecánico, esto es solo una disputa sobre el cuerpo de referencia. Si consideramos que la Tierra es el cuerpo de referencia, entonces sí, el Sol gira alrededor de la Tierra; si consideramos que el Sol es el cuerpo de referencia, entonces la Tierra gira alrededor del Sol; Por tanto, el cuerpo de referencia es un concepto importante.

¿Cómo describir un cambio en la posición del cuerpo?

Para especificar con precisión la posición del cuerpo que nos interesa en relación con el cuerpo de referencia, es necesario asociar un sistema de coordenadas con el cuerpo de referencia (Fig. 2).

Cuando un cuerpo se mueve, las coordenadas cambian y, para describir su cambio, necesitamos un dispositivo para medir el tiempo. Para describir el movimiento, es necesario tener:

Organismo de referencia;

Un sistema de coordenadas asociado con el cuerpo de referencia;

Un dispositivo para medir el tiempo (reloj).

Todos estos objetos juntos constituyen un marco de referencia. Hasta que hayamos elegido un marco de referencia, no tiene sentido describir el movimiento mecánico; no estaremos seguros de cómo se mueve el cuerpo. Un ejemplo sencillo: una maleta que se encuentra en un estante de un compartimento de tren que está en movimiento está simplemente en reposo para el pasajero, pero para una persona que está parada en el andén se está moviendo. Como vemos, un mismo cuerpo se mueve y está en reposo, todo el problema es que los sistemas de referencia son diferentes (Fig. 3).

Arroz. 3. Varios sistemas informe

Dependencia de la trayectoria de la elección del sistema de referencia.

Respondamos a una interesante y pregunta importante si la forma de la trayectoria y el camino recorrido por el cuerpo dependen de la elección del sistema de referencia. Considere una situación en la que hay un pasajero de tren junto al cual hay un vaso de agua sobre la mesa. ¿Cuál será la trayectoria del cristal en el sistema de reporte asociado al pasajero (el cuerpo de referencia es el pasajero)?

Por supuesto, el cristal está inmóvil con respecto al pasajero. Esto significa que la trayectoria es un punto y el desplazamiento es igual (Fig. 4).

Arroz. 4. La trayectoria del vaso con respecto al pasajero en el tren.

¿Cuál será la trayectoria del vaso con respecto al pasajero que espera el tren en el andén? Para este pasajero, le parecerá que el cristal se mueve en línea recta y tiene una trayectoria distinta de cero (Fig. 5).

Arroz. 5. La trayectoria del vaso con respecto al pasajero en el andén.

De lo anterior podemos concluir que la trayectoria y el camino dependen de la elección del sistema de referencia.

Para describir el movimiento mecánico, primero es necesario decidir sobre un sistema de referencia.

Estudiamos el movimiento para predecir dónde estará tal o cual objeto en el momento requerido. La principal tarea de la mecánica.- determinar la posición del cuerpo en cualquier momento. ¿Qué significa describir el movimiento de un cuerpo?

Consideremos un ejemplo: un autobús viaja de Moscú a San Petersburgo (Fig. 6). ¿Nos importa el tamaño del autobús en comparación con la distancia que recorrerá?

Arroz. 6. Movimiento de autobuses de Moscú a San Petersburgo

Por supuesto, el tamaño del autobús es en este caso puede ser descuidado. Podemos describir el autobús como un punto en movimiento; de lo contrario, se le llama punto material.

Definición

Un cuerpo cuyas dimensiones pueden despreciarse en este problema se llama punto material.

Un mismo cuerpo, dependiendo de las condiciones del problema, puede ser o no un punto material. Al trasladar un autobús de Moscú a San Petersburgo, el autobús puede considerarse un punto material, porque sus dimensiones no son comparables con la distancia entre ciudades. Pero si una mosca entró en el autobús y queremos estudiar su movimiento, entonces, en este caso, las dimensiones del autobús son importantes para nosotros y ya no será un punto material.

Muy a menudo en mecánica estudiaremos el movimiento de un punto material. Al moverse, un punto material pasa secuencialmente por una posición a lo largo de una línea determinada.

Definición

La línea a lo largo de la cual se mueve un cuerpo (o un punto material) se llama trayectoria del movimiento corporal ( arroz. 7).

Arroz. 7. Trayectoria de un punto

A veces observamos una trayectoria (por ejemplo, el proceso de calificar una lección), pero la mayoría de las veces la trayectoria es una especie de línea imaginaria. Si tenemos instrumentos de medición, podemos medir la longitud de la trayectoria a lo largo de la cual se movió el cuerpo y determinar una cantidad llamada camino(Figura 8).

Definición

Camino atravesado por el cuerpo durante algún tiempo es longitud de la sección de trayectoria.

Arroz. 8. Camino

Hay dos tipos principales de movimiento: movimiento rectilíneo y curvilíneo.

Si la trayectoria del cuerpo es recta, entonces el movimiento se llama rectilíneo. Si un cuerpo se mueve a lo largo de una parábola o de cualquier otra curva, estamos hablando de movimiento curvilíneo. Al considerar el movimiento no sólo de un punto material, sino también del movimiento cuerpo real Hay dos tipos más de movimiento: movimiento hacia adelante y movimiento rotacional.

Movimiento de traslación y rotación. Ejemplo

¿Qué movimientos se llaman traslacionales y cuáles son rotacionales? Consideremos esta pregunta usando el ejemplo de una noria. ¿Cómo se mueve la cabina de la noria? Notemos dos puntos arbitrarios cabañas y conectarlas con una línea recta. La rueda está girando. Después de un tiempo, marca los mismos puntos y conéctalos. Las líneas resultantes estarán en líneas paralelas (Fig. 9).

Arroz. 9. Movimiento hacia adelante de la cabina de la noria.

Si una línea recta que pasa por dos puntos cualesquiera de un cuerpo permanece paralela a sí misma durante el movimiento, entonces movimiento llamado progresivo.

De lo contrario, estamos ante un movimiento de rotación. Si la línea recta no fuera paralela a usted, lo más probable es que el pasajero se cayera de la cabina (Fig. 10).

Arroz. 10.Movimiento rotacional de la rueda de la cabina.

Rotacional es el movimiento de un cuerpo en el que sus puntos describen círculos que se encuentran en planos paralelos. La recta que une los centros de los círculos se llama eje de rotación.

Muy a menudo tenemos que lidiar con una combinación de movimiento de traslación y rotación, el llamado movimiento de traslación-rotación. El ejemplo más simple de tal movimiento es el movimiento de un saltador hacia el agua (Fig. 11). Realiza una rotación (salto mortal), pero al mismo tiempo su centro de masa avanza en dirección al agua.

Arroz. 11. Movimiento traslacional-rotacional

Hoy estudiamos el ABC de la cinemática, es decir, el básico, el más conceptos importantes, que luego nos permitirá pasar a resolver tarea principal Mecánica: determinar la posición del cuerpo en cualquier momento.

Referencias

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Física ( nivel básico) - M.: Mnemosyne, 2012.
2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Física 10º grado. - M.: Mnemosyne, 2014.
3. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Física - 9, Moscú, Educación, 1990.

1. Portal de Internet “Av-physics.narod.ru” ().
2. Portal de Internet “Rushkolnik.ru” ().
3. Portal de Internet “Testent.ru” ().

Tarea

Piensa en cuál es el cuerpo de referencia cuando decimos:

• el libro yace inmóvil sobre una mesa en el compartimento de un tren en marcha;
• una azafata camina por la cabina de pasajeros del avión después del despegue;
• La tierra gira alrededor de su eje.

Temas Codificador del examen estatal unificado: movimiento mecánico y sus tipos, relatividad del movimiento mecánico, velocidad, aceleración.

El concepto de movimiento es extremadamente general y abarca los aspectos más amplio círculo fenómenos. En física se estudian varios tipos de movimiento. El más simple de ellos es el movimiento mecánico. Se estudia en mecánica.
movimiento mecánico- se trata de un cambio en la posición de un cuerpo (o sus partes) en el espacio en relación con otros cuerpos a lo largo del tiempo.

Si el cuerpo A cambia su posición con respecto al cuerpo B, entonces el cuerpo B cambia su posición con respecto al cuerpo A. En otras palabras, si el cuerpo A se mueve con respecto al cuerpo B, entonces el cuerpo B se mueve con respecto al cuerpo A. El movimiento mecánico es relativo- para describir un movimiento es necesario indicar en relación con qué cuerpo se considera.

Así, por ejemplo, podemos hablar del movimiento de un tren con respecto al suelo, de un pasajero con respecto a un tren, de una mosca con respecto a un pasajero, etc. Conceptos movimiento absoluto y el reposo absoluto no tiene sentido: un pasajero en reposo respecto al tren se moverá con él respecto al pilar de la vía, realizará una rotación diaria con la Tierra y se moverá alrededor del Sol.
El cuerpo respecto del cual se considera el movimiento se llama cuerpo de referencia.

La principal tarea de la mecánica. Es determinar la posición de un cuerpo en movimiento en cualquier momento. Para solucionar este problema conviene imaginar el movimiento de un cuerpo como un cambio en las coordenadas de sus puntos a lo largo del tiempo. Para medir coordenadas, necesita un sistema de coordenadas. Para medir el tiempo necesitas un reloj. Todo esto en conjunto forma un marco de referencia.

Marco de referencia- se trata de un cuerpo de referencia junto con un sistema de coordenadas y un reloj rígidamente conectado a él ("congelado" en él).
El sistema de referencia se muestra en la Fig. 1. El movimiento de un punto se considera en un sistema de coordenadas. El origen de coordenadas es un cuerpo de referencia.

Figura 1.

El vector se llama vector de radio puntos Las coordenadas de un punto son al mismo tiempo las coordenadas de su vector radio.
La solución al principal problema de la mecánica de un punto es encontrar sus coordenadas en función del tiempo: .
En algunos casos, se puede ignorar la forma y el tamaño del objeto que se está estudiando y considerarlo simplemente como un punto en movimiento.

punto material - se trata de un cuerpo cuyas dimensiones pueden despreciarse en las condiciones de este problema.
Así, un tren puede considerarse un punto material cuando se desplaza de Moscú a Saratov, pero no cuando los pasajeros suben a él. La Tierra puede considerarse un punto material al describir su movimiento alrededor del Sol, pero no su rotación diaria alrededor de su propio eje.

Las características del movimiento mecánico incluyen trayectoria, trayectoria, desplazamiento, velocidad y aceleración.

Trayectoria, camino, movimiento.

En lo que sigue, cuando hablamos de un cuerpo en movimiento (o en reposo), siempre suponemos que el cuerpo puede tomarse como un punto material. Se discutirán especialmente los casos en los que no se puede utilizar la idealización de un punto material.

Trayectoria - esta es la línea a lo largo de la cual se mueve el cuerpo. En la figura. 1, la trayectoria de un punto es un arco azul, que el extremo del vector de radio describe en el espacio.
Camino - es la longitud del tramo de trayectoria recorrido por el cuerpo en un período de tiempo determinado.
Emocionante es un vector que conecta la posición inicial y final del cuerpo.
Supongamos que el cuerpo comenzó a moverse en un punto y terminó su movimiento en un punto (Fig. 2). Entonces el camino recorrido por el cuerpo es la longitud de la trayectoria. El desplazamiento de un cuerpo es un vector.

Figura 2.

Velocidad y aceleración.

Consideremos el movimiento de un cuerpo en sistema rectangular coordina con la base (Fig. 3).

Figura 3.

Sea en este momento el cuerpo en un punto con el vector de radio

Después de un corto período de tiempo, el cuerpo se encontró en un punto con
vector de radio

Movimiento corporal:

(1)

velocidad instantánea en un momento en el tiempo: este es el límite de la relación entre el movimiento y el intervalo de tiempo, cuando el valor de este intervalo tiende a cero; en otras palabras, la velocidad de un punto es la derivada de su radio vector:

De (2) y (1) obtenemos:

Los coeficientes de los vectores base en el límite dan las derivadas:

(La derivada con respecto al tiempo se indica tradicionalmente con un punto encima de la letra). Entonces,

Vemos que las proyecciones del vector velocidad sobre ejes de coordenadas son derivadas de las coordenadas del punto:

Cuando se acerca a cero, el punto se acerca al punto y el vector de desplazamiento gira en la dirección de la tangente. Resulta que en el límite el vector se dirige exactamente tangente a la trayectoria en el punto . Esto se muestra en la Fig. 3.

El concepto de aceleración se introduce de forma similar. Dejemos que la velocidad del cuerpo sea igual en ese momento y después de un breve intervalo la velocidad se igualará.
Aceleración - este es el límite de la relación entre el cambio de velocidad y el intervalo cuando este intervalo tiende a cero; en otras palabras, la aceleración es la derivada de la velocidad:

La aceleración es, por tanto, la "tasa de cambio de velocidad". Tenemos:

En consecuencia, las proyecciones de aceleración son derivadas de las proyecciones de velocidad (y, por tanto, segundas derivadas de coordenadas):

La ley de la suma de velocidades.

Que haya dos sistemas de referencia. Uno de ellos está relacionado con cuerpo inmovil cuenta atrás Denotaremos este sistema de referencia y lo llamaremos inmóvil.
El segundo sistema de referencia, denotado por , está asociado con un cuerpo de referencia que se mueve con respecto al cuerpo con una velocidad de . A este marco de referencia lo llamamos emocionante . Además, asumimos que los ejes de coordenadas del sistema se mueven paralelos a sí mismos (no hay rotación del sistema de coordenadas), por lo que el vector puede considerarse la velocidad del sistema en movimiento con respecto al estacionario.

Generalmente se asocia un marco de referencia fijo con la Tierra. Si un tren se mueve suavemente a lo largo de los rieles con una velocidad, este marco de referencia asociado con el vagón del tren será un marco de referencia en movimiento.

Tenga en cuenta que la velocidad cualquier puntos del automóvil (¡excepto las ruedas que giran!) es igual a . Si una mosca permanece inmóvil en algún punto del vagón, entonces, en relación con el suelo, se mueve a una velocidad de . La mosca es transportada por el carro y, por lo tanto, la velocidad del sistema en movimiento en relación con el estacionario se llama velocidad portátil .

Supongamos ahora que una mosca se arrastra por el carruaje. La velocidad de la mosca en relación con el automóvil (es decir, en un sistema en movimiento) se designa y se llama velocidad relativa. La velocidad de una mosca con respecto al suelo (es decir, en un marco estacionario) se denota y se llama velocidad absoluta .

Averigüemos cómo se relacionan estas tres velocidades entre sí: absoluta, relativa y portátil.
En la figura. 4 mosca se indica con un punto Siguiente:
- vector de radio de un punto en un sistema fijo;
- vector de radio de un punto en un sistema en movimiento;
- vector de radio del cuerpo de referencia en un sistema estacionario.

Figura 4.

Como se puede ver en la figura,

Derivando esta igualdad, obtenemos:

(3)

(la derivada de una suma es igual a la suma de las derivadas no sólo para el caso funciones escalares, pero también para vectores).
La derivada es la velocidad de un punto del sistema, es decir velocidad absoluta:

De manera similar, la derivada es la velocidad de un punto del sistema, es decir, la velocidad relativa:

¿Qué es? Ésta es la velocidad de un punto en un sistema estacionario, es decir, la velocidad portátil de un sistema en movimiento en relación con uno estacionario:

Como resultado, de (3) obtenemos:

Ley de suma de velocidades.. La velocidad de un punto con respecto a un sistema de referencia estacionario es igual a la suma vectorial de la velocidad del sistema en movimiento y la velocidad del punto con respecto al sistema en movimiento. En otras palabras, la velocidad absoluta es la suma de las velocidades portátiles y relativas.

Por lo tanto, si una mosca se arrastra a lo largo de un carro en movimiento, entonces la velocidad de la mosca con respecto al suelo es igual a la suma vectorial de la velocidad del carro y la velocidad de la mosca con respecto al carro. ¡Resultado intuitivamente obvio!

Tipos de movimiento mecánico.

Los tipos más simples de movimiento mecánico de un punto material son el movimiento uniforme y lineal.
El movimiento se llama uniforme, si la magnitud del vector velocidad permanece constante (la dirección de la velocidad puede cambiar).

El movimiento se llama directo , si la dirección del vector velocidad permanece constante (y la magnitud de la velocidad puede cambiar). La trayectoria del movimiento rectilíneo es una línea recta en la que se encuentra el vector velocidad.
Por ejemplo, un automóvil que viaja a velocidad constante a lo largo de una carretera sinuosa realiza un movimiento uniforme (pero no lineal). Un automóvil que acelera en un tramo recto de una carretera se mueve en línea recta (pero no de manera uniforme).

Pero si, al mover un cuerpo, tanto el módulo de velocidad como su dirección permanecen constantes, entonces el movimiento se llama rectilíneo uniforme.

En términos del vector velocidad, se puede dar más definiciones cortas a estos tipos de movimiento:

El caso especial más importante. movimiento desigual es movimiento uniformemente acelerado, en el que permanecen módulo constante y dirección del vector de aceleración:

Junto con el punto material, la mecánica considera otra idealización: un cuerpo rígido.
Sólido - es un sistema puntos materiales, cuyas distancias no cambian con el tiempo. El modelo de cuerpo rígido se utiliza en los casos en los que no podemos descuidar las dimensiones del cuerpo, pero sí podemos ignorar cambiar Tamaño y forma del cuerpo durante el movimiento.

Los tipos más simples de movimiento mecánico de un cuerpo sólido son el movimiento de traslación y el de rotación.
El movimiento del cuerpo se llama progresivo, si cualquier línea recta que conecta dos puntos cualesquiera del cuerpo se mueve paralela a su dirección original. En movimiento hacia adelante las trayectorias de todos los puntos del cuerpo son idénticas: se obtienen entre sí mediante un desplazamiento paralelo (Fig. 5).

Figura 5.

El movimiento del cuerpo se llama rotacional , si todos sus puntos describen círculos que se encuentran en planos paralelos. En este caso, los centros de estos círculos se encuentran en una línea recta, que es perpendicular a todos estos planos y se llama eje de rotación.

En la figura. 6 muestra una bola que gira eje vertical. Así suelen dibujar globo en los correspondientes problemas de dinámica.

Figura 6.

DEFINICIÓN

movimiento mecánico Llame al cambio en la posición de un cuerpo en el espacio a lo largo del tiempo en relación con otros cuerpos.

Según la definición, el hecho del movimiento de un cuerpo se puede establecer comparando sus posiciones en momentos sucesivos con la posición de otro cuerpo, que se denomina cuerpo de referencia.

Así, al observar las nubes flotando en el cielo, podemos decir que cambian de posición con respecto a la Tierra. Una bola que rueda sobre una mesa cambia de posición con respecto a la mesa. En un tanque en movimiento, las orugas se mueven tanto en relación con la Tierra como en relación con el cuerpo del tanque. Un edificio residencial está en reposo con respecto a la Tierra, pero cambia su posición con respecto al Sol.

Los ejemplos considerados nos permiten hacer conclusión importante que un mismo cuerpo puede realizar simultáneamente diferentes movimientos en relación con otros cuerpos.

Tipos de movimiento mecánico

Los tipos más simples de movimiento mecánico de un cuerpo de dimensiones finitas son los movimientos de traslación y rotación.

El movimiento se llama traslacional si la línea recta que conecta dos puntos del cuerpo se mueve mientras permanece paralela a sí misma (Fig. 1, a). Durante el movimiento de traslación, todos los puntos del cuerpo se mueven por igual.

Durante el movimiento de rotación, todos los puntos del cuerpo describen círculos ubicados en planos paralelos. Los centros de todos los círculos se encuentran en la misma línea recta, que se llama eje de rotación. Los puntos del cuerpo que se encuentran sobre el eje del círculo permanecen inmóviles. El eje de rotación puede ubicarse tanto dentro del cuerpo (rotación rotacional) (Fig. 1, b) como fuera de él (rotación orbital) (Fig. 1, c).

Ejemplos de movimiento mecánico de cuerpos.

Un automóvil se mueve progresivamente en un tramo recto de la carretera, mientras las ruedas del automóvil realizan un movimiento de rotación rotacional. La Tierra, al girar alrededor del Sol, gira movimiento orbital, y girando alrededor de su eje: movimiento de rotación rotacional. En la naturaleza solemos encontrar combinaciones complejas. varios tipos movimientos. Por lo tanto, un balón de fútbol que vuela hacia una portería sufre simultáneamente un movimiento de traslación y rotación. Los movimientos complejos se realizan mediante partes de varios mecanismos, cuerpos celestes etc.