Types de physique du mouvement mécanique. Ce qu'on appelle le mouvement mécanique : définition et formule

Depuis l’école, tout le monde se souvient probablement de ce qu’on appelle le mouvement mécanique du corps. Sinon, dans cet article, nous essaierons non seulement de mémoriser ce terme, mais également de le mettre à jour. connaissances de base issu d'un cours de physique, ou plus précisément de la section « Mécanique Classique ». Il montrera également des exemples de la manière dont ce concept est utilisé non seulement dans une certaine discipline, mais également dans d'autres sciences.

Mécanique

Voyons d’abord ce que signifie ce concept. La mécanique est une branche de la physique qui étudie le mouvement différents corps, l'interaction entre eux, ainsi que l'influence de forces et phénomènes tiers sur ces corps. Le mouvement d'une voiture sur une autoroute, un ballon de football lancé dans un but, se dirigeant vers le but - tout cela est étudié dans cette discipline particulière. Habituellement, lorsqu'on utilise le terme « Mécanique », on entend « Mécanique classique ». De quoi s’agit-il, nous en discuterons avec vous ci-dessous.

La mécanique classique est divisée en trois grandes sections.

1. Cinématique - étudie-t-elle le mouvement des corps sans se demander pourquoi ils bougent ? Ici, nous nous intéressons à des grandeurs telles que le chemin, la trajectoire, le déplacement, la vitesse.
2. La deuxième section est la dynamique. Elle étudie les causes du mouvement, en utilisant des concepts tels que le travail, la force, la masse, la pression, l'impulsion, l'énergie.
3. Et la troisième section, la plus petite, étudie un état tel que l'équilibre. Il est divisé en deux parties. L’un éclaire l’équilibre des solides et le second illumine les liquides et les gaz.

Très souvent, la mécanique classique est appelée mécanique newtonienne, car elle repose sur les trois lois de Newton.

Les trois lois de Newton

Ils ont été décrits pour la première fois par Isaac Newton en 1687.

1. La première loi parle de l'inertie d'un corps. Il s'agit d'une propriété dans laquelle la direction et la vitesse de déplacement sont préservées point matériel, s'il n'est affecté par aucun forces extérieures.
2. La deuxième loi stipule qu'un corps, acquérant une accélération, coïncide avec cette accélération en direction, mais devient dépendant de sa masse.
3. La troisième loi stipule que la force d’action est toujours égale à la force de réaction.

Les trois lois sont des axiomes. En d’autres termes, ce sont des postulats qui ne nécessitent aucune preuve.

Qu'est-ce que le mouvement mécanique ?

Il s'agit d'un changement de position d'un corps dans l'espace, par rapport à d'autres corps au fil du temps. Dans ce cas, les points matériels interagissent selon les lois de la mécanique.

Divisé en plusieurs types :

• Le mouvement d'un point matériel est mesuré en trouvant ses coordonnées et en suivant les changements de coordonnées au fil du temps. Trouver ces indicateurs revient à calculer les valeurs selon les axes des abscisses et des ordonnées. Ceci est étudié par la cinématique d'un point, qui fonctionne avec des concepts tels que trajectoire, déplacement, accélération et vitesse. Le mouvement de l'objet peut être rectiligne ou curviligne.
• Le mouvement d'un corps rigide consiste en le mouvement d'un certain point, pris comme base, et mouvement de rotation autour d'elle. Étudié par la cinématique des corps rigides. Le mouvement peut être translationnel, c'est-à-dire rotation autour point donné ne se produit pas, et tout le corps se déplace uniformément, ainsi qu'à plat - si tout le corps se déplace parallèlement au plan.
• Il y a aussi un mouvement continuum. C'est émouvant grande quantité points reliés uniquement par un champ ou une zone. En raison des nombreux corps en mouvement (ou points matériels), un seul système de coordonnées ne suffit pas ici. Il existe donc autant de systèmes de coordonnées que de corps. Un exemple en est une vague sur la mer. Il est continu, mais se compose d'un grand nombre de points individuels sur de nombreux systèmes de coordonnées. Il s’avère donc que le mouvement d’une vague est le mouvement d’un milieu continu.

Relativité du mouvement

Il existe également en mécanique un concept tel que la relativité du mouvement. C'est l'influence de tout système de référence sur le mouvement mécanique. Comment comprendre cela ? Le système de référence est le système de coordonnées plus l'horloge. En termes simples, il s'agit des axes des abscisses et des ordonnées combinés avec les minutes. Grâce à un tel système, on détermine pendant combien de temps un point matériel a parcouru une distance donnée. En d’autres termes, il s’est déplacé par rapport à l’axe de coordonnées ou à d’autres corps.

Les systèmes de référence peuvent être : comobiles, inertiels et non inertiels. Expliquons-nous :

• Le CO inertiel est un système dans lequel les corps, produisant ce qu'on appelle le mouvement mécanique d'un point matériel, le font de manière rectiligne et uniforme ou sont généralement au repos.
• En conséquence, un CO non inertiel est un système se déplaçant avec accélération ou tournant par rapport au premier CO.
• Le CO qui l'accompagne est un système qui, associé à un point matériel, effectue ce qu'on appelle le mouvement mécanique du corps. En d’autres termes, où et à quelle vitesse un objet se déplace, ce CO se déplace également avec lui.

Point matériel

Pourquoi le concept de « corps » est-il parfois utilisé, et parfois de « point matériel » ? Le deuxième cas est indiqué lorsque les dimensions de l'objet lui-même peuvent être négligées. Autrement dit, des paramètres tels que la masse, le volume, etc. n’ont pas d’importance pour résoudre le problème en question. Par exemple, si l'objectif est de connaître la vitesse à laquelle un piéton se déplace par rapport à la planète Terre, alors la taille et le poids du piéton peuvent être négligés. C'est un point matériel. Mouvement mécanique de cet objet ne dépend pas de ses paramètres.

Concepts et quantités de mouvement mécanique utilisés

Ils opèrent en mécanique différentes quantités, à l'aide duquel les paramètres sont définis, les conditions des problèmes sont écrites et la solution est trouvée. Listons-les.

• Un changement dans l'emplacement d'un corps (ou d'un point matériel) par rapport à l'espace (ou à un système de coordonnées) au fil du temps est appelé déplacement. Le mouvement mécanique d'un corps (point matériel) est en effet synonyme de la notion de « mouvement ». C'est juste que le deuxième concept est utilisé en cinématique, et le premier en dynamique. La différence entre ces sous-sections a été expliquée ci-dessus.
• Une trajectoire est une ligne le long de laquelle un corps (un point matériel) effectue ce qu'on appelle un mouvement mécanique. Sa longueur s'appelle le chemin.
• Vitesse - mouvement de n'importe quel point matériel (corps), par rapport à système donné rapport. La définition du système de reporting a également été donnée ci-dessus.

Les quantités inconnues utilisées pour déterminer le mouvement mécanique se trouvent dans des problèmes utilisant la formule : S=U*T, où « S » est la distance, « U » est la vitesse et « T » est le temps.

De l'histoire

Le concept même " mécanique classique"est apparu dans les temps anciens et a été motivé par le développement rapide de la construction. Archimède a formulé et décrit le théorème d'addition forces parallèles, a introduit la notion de « centre de gravité ». C'est ainsi que la statique a commencé.

Grâce à Galilée, la « dynamique » commence à se développer au XVIIe siècle. La loi de l'inertie et le principe de relativité sont son mérite.

Isaac Newton, comme mentionné ci-dessus, a introduit trois lois qui ont constitué la base Mécanique newtonienne. Il a aussi découvert la loi gravité universelle. C’est ainsi que furent posées les bases de la mécanique classique.

Mécanique non classique

Avec le développement de la physique en tant que science et avec l'avènement de belles opportunités dans les domaines de l'astronomie, de la chimie, des mathématiques et d'autres domaines, la mécanique classique est progressivement devenue non pas la principale, mais l'une des nombreuses sciences en demande. Lorsqu'ils ont commencé à introduire et à exploiter activement des concepts tels que la vitesse de la lumière, théorie des quanta domaines et ainsi de suite, les lois qui sous-tendent la Mécanique sont devenues insuffisantes.

La mécanique quantique est une branche de la physique qui traite de l'étude des corps ultra-petits (points matériels) sous forme d'atomes, de molécules, d'électrons et de photons. Cette discipline décrit très bien les propriétés des particules ultra-petites. De plus, il prédit leur comportement dans une situation donnée, ainsi qu'en fonction de l'impact. Prédictions réalisées mécanique quantique, peut différer de manière très significative des hypothèses de la mécanique classique, puisque cette dernière n'est pas capable de décrire tous les phénomènes et processus se produisant au niveau des molécules, des atomes et d'autres choses - très petites et invisibles à l'œil nu.

La mécanique relativiste est une branche de la physique qui traite de l'étude des processus, des phénomènes ainsi que des lois à des vitesses comparables à la vitesse de la lumière. Tous les événements étudiés par cette discipline se produisent dans espace à quatre dimensions, contrairement au "classique" - tridimensionnel. Autrement dit, à la hauteur, à la largeur et à la longueur, nous ajoutons un indicateur supplémentaire: le temps.

Quelle autre définition du mouvement mécanique existe-t-il ?

Nous avons seulement considéré notions de base liés à la physique. Mais le terme lui-même n’est pas utilisé uniquement en mécanique, qu’elle soit classique ou non classique.

Dans la science appelée « Statistiques socio-économiques », la définition du mouvement mécanique de la population est la migration. En d’autres termes, c’est le mouvement des personnes longues distances, par exemple, dans pays voisins ou vers les continents voisins en vue de changer de lieu de résidence. Les raisons d’un tel déménagement peuvent être l’incapacité de continuer à vivre sur son territoire en raison de catastrophes naturelles, comme les inondations ou les sécheresses persistantes, les conséquences économiques et problèmes sociaux dans son propre État, ainsi que l’intervention de forces extérieures, par exemple la guerre.

Cet article examine ce qu'on appelle le mouvement mécanique. Des exemples sont donnés non seulement dans le domaine de la physique, mais également dans d'autres sciences. Cela indique que le terme est ambigu.

") vers le Ve siècle. Colombie-Britannique e. Apparemment, l’un des premiers objets de ses recherches était un appareil de levage mécanique, utilisé au théâtre pour élever et abaisser les acteurs représentant des dieux. C'est de là que vient le nom de science.

Les gens ont remarqué depuis longtemps qu'ils vivent dans un monde d'objets en mouvement - les arbres se balancent, les oiseaux volent, les navires naviguent, les flèches tirées d'un arc touchent des cibles. Les raisons de ces phénomènes mystérieux à cette époque occupaient l'esprit des scientifiques anciens et médiévaux.

En 1638, Galileo Galilei écrivait : « Il n’y a rien de plus ancien dans la nature que le mouvement, et les philosophes ont écrit de très nombreux volumes à ce sujet. » Les anciens et surtout les scientifiques du Moyen Âge et de la Renaissance (N. Copernic, G. Galilée, I. Kepler, R. Descartes, etc.) interprétaient déjà correctement certaines questions du mouvement, mais en général il n'y avait pas de compréhension claire de les lois du mouvement au temps de Galilée.

La doctrine du mouvement des corps apparaît d’abord comme une science stricte et cohérente, bâtie, comme la géométrie d’Euclide, sur des vérités qui n’exigent pas de preuve (axiomes), en travail fondamental"Principes mathématiques de philosophie naturelle" d'Isaac Newton, publiés en 1687. Évaluant la contribution à la science des scientifiques précédents, le grand Newton a déclaré : « Si nous avons vu plus loin que les autres, c’est parce que nous nous tenions sur les épaules de géants. »

Il n’y a pas de mouvement en général, mouvement qui ne soit lié à rien, et il ne peut y en avoir. Le mouvement des corps ne peut se produire que par rapport aux autres corps et aux espaces qui leur sont associés. Ainsi, au début de ses travaux, Newton décide en principe question importante sur l'espace par rapport auquel le mouvement des corps sera étudié.

Pour donner du concret à cet espace, Newton lui associe un système de coordonnées constitué de trois axes perpendiculaires entre eux.

Newton introduit le concept d’espace absolu, qu’il définit ainsi : « L’espace absolu, par son essence même, indépendamment de tout ce qui lui est extérieur, reste toujours le même et immobile. » La définition de l'espace comme immobile est identique à l'hypothèse de l'existence d'un système de coordonnées absolument immobile, par rapport auquel est considéré le mouvement des points matériels et des corps rigides.

Newton a pris comme tel un système de coordonnées système héliocentrique , dont il plaça le début au centre, et dirigea trois axes imaginaires mutuellement perpendiculaires vers trois étoiles « fixes ». Mais aujourd'hui, on sait qu'il n'y a rien d'absolument immobile dans le monde - il tourne autour de son axe et autour du Soleil, le Soleil se déplace par rapport au centre de la Galaxie, la Galaxie - par rapport au centre du monde, etc.

Ainsi, à proprement parler, il n’existe pas de système de coordonnées absolument fixe. Cependant, le mouvement des étoiles « fixes » par rapport à la Terre est si lent que pour la plupart des problèmes résolus par les habitants de la Terre, ce mouvement peut être négligé et les étoiles « fixes » peuvent être considérées comme véritablement immobiles, et le système de coordonnées absolument immobile proposé par Newton existe vraiment.

En relation avec un système de coordonnées absolument immobile, Newton a formulé sa première loi (axiome) : « Chaque corps continue d'être maintenu dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme jusqu'à ce qu'il soit forcé par des forces appliquées de changer cet état. »

Depuis lors, des tentatives ont été faites et sont en cours pour améliorer la formulation de Newton sur le plan rédactionnel. L'une des formulations ressemble à ceci : « Un corps se déplaçant dans l'espace a tendance à maintenir l'ampleur et la direction de sa vitesse » (ce qui signifie que le repos est un mouvement à une vitesse égal à zéro). Ici, le concept de l'une des caractéristiques les plus importantes du mouvement est déjà introduit : la vitesse de translation ou linéaire. Généralement vitesse linéaire noté V.

Faisons attention au fait que la première loi de Newton ne parle que de mouvement de translation (linéaire). Cependant, tout le monde sait qu'il y a autre chose dans le monde, plus mouvement complexe corps - curviligne, mais nous en reparlerons plus tard...

Le désir des corps de « rester dans leur état » et de « maintenir l'ampleur et la direction de leur vitesse » est appelé inertie, ou inertie, tél. Le mot « inertie » est latin ; traduit en russe, il signifie « repos », « inaction ». Il est intéressant de noter que l'inertie est propriété organique la matière en général, « la force innée de la matière », comme disait Newton. C'est caractéristique non seulement du mouvement mécanique, mais aussi d'autres phénomènes naturels, par exemple électriques, magnétiques, thermiques. L'inertie se manifeste à la fois dans la vie en société et dans les comportements individus. Mais revenons à la mécanique.

La mesure de l'inertie d'un corps lors de son mouvement de translation est la masse du corps, généralement notée m. Il a été établi que lors d’un mouvement de translation, l’ampleur de l’inertie n’est pas affectée par la répartition de la masse dans le volume occupé par le corps. Cela donne lieu, lors de la résolution de nombreux problèmes de mécanique, à faire abstraction des dimensions spécifiques d'un corps et à le remplacer par un point matériel dont la masse est égale à la masse du corps.

Emplacement de ceci point conditionnel dans le volume occupé par le corps s'appelle centre de masse du corps, ou, ce qui est presque le même, mais plus familier, centre de gravité.

La mesure du mouvement mécanique rectiligne, proposée par R. Descartes en 1644, est la quantité de mouvement, définie comme le produit de la masse d'un corps et de sa vitesse linéaire : mV.

En règle générale, les corps en mouvement ne peuvent pas conserver la même quantité de mouvement pendant longtemps : les réserves de carburant sont consommées en vol, ce qui réduit la masse. aéronef, les trains ralentissent et accélèrent, modifiant ainsi leur vitesse. Quelle raison provoque le changement d’élan ? La réponse à cette question est donnée par la deuxième loi (axiome) de Newton, qui formule moderne ressemble à ceci : le taux de changement de quantité de mouvement d'un point matériel est égal à la force agissant sur ce point.

Ainsi, la raison qui provoque le mouvement des corps (si au début mV = 0) ou modifie leur élan (si au début mV n'est pas égal à O) par rapport à l'espace absolu (Newton n'a pas pris en compte les autres espaces) sont les forces. Ces forces ont ensuite reçu des noms clarifiants : physique, ou Newtonien, force. Ils sont généralement désignés par F.

Newton lui-même a donné définition suivante forces physiques : « Une force appliquée est une action effectuée sur un corps pour changer son état de repos ou son mouvement linéaire uniforme. » Il existe de nombreuses autres définitions de la force. L. Cooper et E. Rogers, auteurs de merveilleux livres populaires sur la physique, évitant les définitions ennuyeuses et strictes de la force, avec une certaine ruse, introduisent leur définition : « Les forces sont ce qui tire et pousse. » Ce n’est pas tout à fait clair, mais une idée de ce qu’est la force se fait jour.

Les forces physiques comprennent : les forces, magnétiques (voir article « »), les forces d'élasticité et de plasticité, les forces de résistance de l'environnement, de la lumière et bien d'autres.

Si lors du mouvement d'un corps sa masse ne change pas (seul ce cas sera considéré plus loin), alors la formulation de la deuxième loi de Newton est grandement simplifiée : « La force agissant sur un point matériel est égale au produit de la masse de le point et le changement de sa vitesse.

Un changement dans la vitesse linéaire d'un corps ou d'un point (en ampleur ou en direction - rappelez-vous ceci) est appelé accélération linéaire corps ou point et est généralement noté a.

Les accélérations et vitesses avec lesquelles les corps se déplacent par rapport à l'espace absolu sont appelées accélérations absolues Et vitesses.

En plus du système de coordonnées absolu, on peut imaginer (avec quelques hypothèses, bien sûr) d'autres systèmes de coordonnées qui se déplacent de manière rectiligne et uniforme par rapport au système de coordonnées absolu. Puisque (selon la première loi de Newton) le repos et le mouvement rectiligne uniforme sont équivalents, les lois de Newton sont valables dans de tels systèmes, en particulier la première loi - loi de l'inertie. Pour cette raison, les systèmes de coordonnées se déplaçant uniformément et rectilignement par rapport au système absolu sont appelés systèmes de coordonnées inertiels.

Cependant, dans la plupart problèmes pratiques les gens s'intéressent au mouvement des corps non pas par rapport à l'espace absolu lointain et intangible et même pas par rapport aux espaces inertiels, mais par rapport à d'autres plus proches et complètement corps matériels, par exemple, un passager par rapport à la carrosserie de la voiture. Mais ces autres corps (et les espaces et systèmes de coordonnées qui leur sont associés) se déplacent eux-mêmes par rapport à l'espace absolu de manière non rectiligne et inégale. Les systèmes de coordonnées associés à de tels corps sont appelés mobile. Pour la première fois, des systèmes de coordonnées mobiles ont été utilisés pour résoudre tâches complexes mécanicien L. Euler (1707-1783).

Nous rencontrons constamment des exemples de mouvements de corps par rapport à d’autres corps en mouvement dans nos vies. Les navires naviguent à travers les mers et les océans, se déplaçant par rapport à la surface de la Terre, tournant dans l'espace absolu ; un conducteur servant du thé dans tout le compartiment se déplace par rapport aux parois d'un wagon de passagers roulant à grande vitesse ; le thé éclabousse d'un verre lors des secousses brusques du chariot, etc.

Pour décrire et étudier des phénomènes aussi complexes, les concepts sont introduits mouvement portatif Et mouvement relatif et leur portable et vitesses relatives et les accélérations.

Dans le premier des exemples donnés, la rotation de la Terre par rapport à l'espace absolu sera un mouvement portable, et le mouvement d'un navire par rapport à la surface de la Terre sera un mouvement relatif.

Pour étudier le mouvement d'un conducteur par rapport aux parois d'une voiture, il faut d'abord accepter que la rotation de la Terre n'a pas d'effet significatif sur le mouvement du conducteur et donc la Terre peut être considérée comme stationnaire dans ce problème. Le mouvement de la voiture de tourisme est alors mouvement portatif, et le mouvement du conducteur par rapport à la voiture est mouvement relatif. Avec le mouvement relatif, les corps s'influencent soit directement (en se touchant), soit à distance (par exemple, interactions magnétiques et gravitationnelles).

La nature de ces influences est déterminée par la troisième loi (axiome) de Newton. Si on s'en souvient force physique, appliquée aux corps, Newton a appelé action, alors la troisième loi peut être formulée ainsi : « L’action est égale à la réaction ». Il convient de noter que l’action s’applique à l’un et la réaction à l’autre des deux corps en interaction. L'action et la réaction ne sont pas équilibrées, mais provoquent une accélération des corps en interaction, et avec forte accélération le corps dont la masse est plus petite bouge.

Rappelons également que la troisième loi de Newton, contrairement aux deux premières, est valable dans n'importe quel système de coordonnées, et pas seulement dans les systèmes absolus ou inertiels.

En plus du mouvement rectiligne, le mouvement curviligne est très répandu dans la nature, le cas le plus simple étant le mouvement circulaire. Nous ne considérerons que ce cas à l'avenir, en appelant le mouvement en cercle mouvement circulaire. Exemples de mouvements circulaires : la rotation de la Terre autour de son axe, le mouvement des portes et des balançoires, la rotation d'innombrables roues.

Le mouvement circulaire des corps et des points matériels peut se produire soit autour d'axes, soit autour de points.

Le mouvement circulaire (ainsi que le mouvement rectiligne) peut être absolu, figuratif et relatif.

Comme le mouvement rectiligne, le mouvement circulaire est caractérisé par la vitesse, l'accélération, le facteur de force, la mesure de l'inertie et la mesure du mouvement. Quantitativement, toutes ces caractéristiques sont très fort degré dépendent de la distance à laquelle le point matériel en rotation se trouve par rapport à l'axe de rotation. Cette distance est appelée rayon de rotation et est notée r .

En technologie gyroscopique, le moment cinétique est généralement appelé moment cinétique et s'exprime à travers les caractéristiques du mouvement circulaire. Ainsi, le moment cinétique est le produit du moment d'inertie du corps (par rapport à l'axe de rotation) et de sa vitesse angulaire.

Naturellement, les lois de Newton s'appliquent également au mouvement circulaire. En application à rond point Ces lois pourraient être formulées de manière quelque peu simpliste comme suit.

• Première loi : un corps en rotation s'efforce de maintenir par rapport à l'espace absolu l'amplitude et la direction de son moment cinétique (c'est-à-dire l'amplitude et la direction de son moment cinétique).
• Deuxième loi : la variation dans le temps du moment de l'impulsion (moment cinétique) est égale au moment de force appliqué.
• Troisième loi : le moment de l'action est égal au moment de la réaction.

Mouvement mécanique d'un corps est le changement de sa position dans l'espace par rapport aux autres corps au fil du temps. Dans ce cas, les corps interagissent selon les lois de la mécanique.

Section de mécanique décrivant propriétés géométriques le mouvement sans tenir compte des raisons qui le provoquent est appelé cinématique.

En plus sens général mouvement appelé changement d'état système physique au fil du temps. Par exemple, on peut parler du mouvement d’une onde dans un milieu.

Types de mouvements mécaniques

Le mouvement mécanique peut être considéré pour différents objets mécaniques :

• Mouvement d'un point matériel est entièrement déterminé par le changement de ses coordonnées dans le temps (par exemple, deux dans un avion). Ceci est étudié par la cinématique d'un point. En particulier, caractéristiques importantes les mouvements sont la trajectoire d'un point matériel, le déplacement, la vitesse et l'accélération.
  • Direct mouvement d'un point (quand il est toujours sur une droite, la vitesse est parallèle à cette droite)
  • Mouvement curviligne � - mouvement d'un point le long d'une trajectoire qui n'est pas une ligne droite, avec une accélération et une vitesse arbitraires à tout moment (par exemple, mouvement en cercle).
• Mouvement solide consiste en le mouvement de l'un de ses points (par exemple, le centre de masse) et le mouvement de rotation autour de ce point. Étudié par la cinématique des corps rigides.
  • S'il n'y a pas de rotation, alors le mouvement est appelé progressif et est entièrement déterminé par le mouvement du point sélectionné. Le mouvement n'est pas nécessairement linéaire.
  • Pour descriptif mouvement de rotation�- mouvements du corps par rapport à un point sélectionné, par exemple fixé en un point�- utiliser les angles d'Euler. Leur numéro au cas où espace tridimensionnel est égal à trois.
  • Aussi pour un corps solide, il y a mouvement à plat� - mouvement dans lequel se trouvent les trajectoires de tous les points plans parallèles, alors qu'elle est entièrement déterminée par l'une des sections du corps, et la section du corps est déterminée par la position de deux points quelconques.
• Mouvement continu. On suppose ici que le mouvement particules individuelles les environnements sont assez indépendants les uns des autres (généralement limités uniquement par les conditions de continuité des champs de vitesse), donc le nombre de coordonnées définissant est infini (les fonctions deviennent inconnues).

Géométrie du mouvement

Relativité du mouvement

La relativité est la dépendance du mouvement mécanique d'un corps vis-à-vis du système de référence. Sans préciser le système de référence, cela n’a aucun sens de parler de mouvement.

Notion de mécanique. La mécanique est une partie de la physique qui étudie le mouvement des corps, l'interaction des corps ou le mouvement des corps sous une sorte d'interaction.

La tâche principale de la mécanique- c'est la détermination de la localisation du corps à tout moment.

Sections de mécanique : cinématique et dynamique. La cinématique est une branche de la mécanique qui étudie les propriétés géométriques des mouvements sans tenir compte de leurs masses et des forces agissant sur eux. La dynamique est une branche de la mécanique qui étudie le mouvement des corps sous l'influence des forces qui leur sont appliquées.

Mouvement. Caractéristiques de mouvement. Le mouvement est un changement de position d'un corps dans l'espace au fil du temps par rapport à d'autres corps. Caractéristiques du mouvement : distance parcourue, mouvement, vitesse, accélération.

Mouvement mécanique – Il s'agit d'un changement de position d'un corps (ou de ses parties) dans l'espace par rapport à d'autres corps au fil du temps.

Mouvement vers l'avant

Mouvement corporel uniforme. Démonstration via vidéo avec explications.

Mouvement mécanique irrégulier- il s'agit d'un mouvement dans lequel le corps effectue des mouvements inégaux à intervalles de temps égaux.

Relativité du mouvement mécanique. Démonstration via vidéo avec explications.

Point de référence et système de référence en mouvement mécanique. Le corps par rapport auquel le mouvement est considéré est appelé point de référence. Le système de référence en mouvement mécanique est le point de référence et le système de coordonnées de l'horloge.

Système de référence. Caractéristiques du mouvement mécanique. Le système de référence est démontré par une vidéo avec des explications. Le mouvement mécanique présente les caractéristiques suivantes : Trajectoire ; Chemin; Vitesse; Temps.

Trajectoire en ligne droite- C'est la ligne le long de laquelle le corps se déplace.

Mouvement curviligne. Démonstration via vidéo avec explications.

Chemin et concept de quantité scalaire. Démonstration via vidéo avec explications.

Formules physiques et unités de mesure des caractéristiques du mouvement mécanique :

P. concept d'accélération. Révélé avec une démonstration vidéo, avec explications.

Formule pour déterminer l'ampleur de l'accélération:

3. Les lois de la dynamique de Newton.

Le grand physicien I. Newton. I. Newton a démystifié les idées anciennes selon lesquelles les lois du mouvement des objets terrestres et terrestres corps célestes complètement différent. L’Univers tout entier est soumis à des lois uniformes qui peuvent être formulées mathématiquement.

Deux tâches fondamentales, résolu par la physique de I. Newton:

1. Création d'une base axiomatique pour la mécanique, qui a transféré cette science dans la catégorie des théories mathématiques strictes.

2. Création d'une dynamique qui relie le comportement du corps aux caractéristiques des influences externes (forces) sur celui-ci.

1. Tout corps continue d'être maintenu dans un état de repos ou de mouvement uniforme et rectiligne jusqu'à ce qu'il soit forcé par des forces appliquées de changer cet état.

2. Le changement de quantité de mouvement est proportionnel à la force appliquée et se produit dans la direction de la ligne droite le long de laquelle cette force agit.

3. Une action a toujours une réaction égale et opposée, sinon les interactions de deux corps l'un sur l'autre sont égales et dirigées dans des directions opposées.

I. Première loi de la dynamique de Newton. Chaque corps continue d'être maintenu dans un état de repos ou de mouvement uniforme et rectiligne jusqu'à ce qu'il soit forcé par des forces appliquées de changer cet état.

Notions d'inertie et d'inertie d'un corps. L'inertie est un phénomène dans lequel un corps s'efforce de maintenir son état d'origine. L'inertie est la propriété d'un corps de maintenir un état de mouvement. La propriété d'inertie est caractérisée par la masse corporelle.

Développement par Newton de la théorie de la mécanique de Galilée. Pendant longtemps on croyait que pour maintenir tout mouvement, il était nécessaire d'effectuer des actions non compensées influence externe provenant d'autres corps. Newton a brisé ces croyances dérivées de Galilée.

Système inertiel compte à rebours. Référentiels par rapport auxquels corps libre se déplace uniformément et en ligne droite, sont appelés inertiels.

Première loi de Newton - la loi des systèmes inertiels. La première loi de Newton est un postulat sur l'existence de référentiels inertiels. Dans les systèmes de référence inertiels phénomènes mécaniques sont décrits de la manière la plus simple.

I. Deuxième loi de la dynamique de Newton. Dans un référentiel inertiel, rectiligne et mouvement uniforme ne peut se produire que si d'autres forces n'agissent pas sur le corps ou si leur action est compensée, c'est-à-dire équilibré. Démonstration via vidéo avec explications.

Le principe de superposition des forces. Démonstration via vidéo avec explications.

Notion de poids corporel. La messe est l'un des éléments les plus fondamentaux grandeurs physiques. La masse caractérise plusieurs propriétés du corps à la fois et possède un certain nombre de propriétés importantes.

La force est le concept central de la deuxième loi de Newton. La deuxième loi de Newton stipule qu'un corps se déplacera alors avec une accélération lorsqu'une force agira sur lui. La force est une mesure de l’interaction de deux (ou plusieurs) corps.

Deux conclusions de la mécanique classique de la deuxième loi de I. Newton :

1. L’accélération d’un corps est directement liée à la force appliquée au corps.

2. L'accélération d'un corps est directement liée à sa masse.

Démonstration de la dépendance directe de l'accélération d'un corps sur sa masse

I. Troisième loi de la dynamique de Newton. Démonstration via vidéo avec explications.

L'importance des lois de la mécanique classique pour physique moderne . La mécanique basée sur les lois de Newton s'appelle mécanique classique. Dans le cadre de la mécanique classique, le mouvement de corps pas très petits avec des vitesses pas très élevées est bien décrit.

Démos :

Champs physiques autour des particules élémentaires.

Modèle planétaire atome de Rutherford et Bohr.

Le mouvement comme phénomène physique.

Mouvement en avant.

Mouvement linéaire uniforme

Mouvement mécanique relatif irrégulier.

Animation vidéo du système de référence.

Mouvement curviligne.

Chemin et trajectoire.

Accélération.

Inertie du repos.

Principe de superposition.

2ème loi de Newton.

Dynamomètre.

Dépendance directe de l'accélération d'un corps à sa masse.

La 3ème loi de Newton.

Questions de sécurité :

Formuler une définition et sujet scientifique physique.

Formuler propriétés physiques, commun à tous les phénomènes naturels.

Formuler les principales étapes de l'évolution de l'image physique du monde.

Nommez 2 principes de base de la science moderne.

Nommez les caractéristiques du modèle mécaniste du monde.

Quelle est l’essence de la théorie de la cinétique moléculaire.

Formuler les principales caractéristiques de l'image électromagnétique du monde.

Expliquer le concept de champ physique.

Identifiez les caractéristiques et les différences entre les champs électriques et magnétiques.

Expliquer les concepts de champs électromagnétiques et gravitationnels.

Expliquer le concept de « Modèle planétaire de l'atome »

Formuler les caractéristiques de l'image physique moderne du monde.

Formuler les principales dispositions de l'image physique moderne du monde.

Expliquez le sens de la théorie de la relativité d'A. Einstein.

Expliquez le concept : « Mécanique ».

Nommez les principales sections de la mécanique et donnez-leur des définitions.

Nommez les principaux caractéristiques physiques mouvements.

Formuler les signes d'un mouvement mécanique vers l'avant.

Formuler les signes d'un mouvement mécanique uniforme et irrégulier.

Formuler les signes de la relativité du mouvement mécanique.

Expliquer la signification des concepts physiques : « Point de référence et système de référence en mouvement mécanique ».

Nommer les principales caractéristiques du mouvement mécanique dans le système de référence.

Nommer les principales caractéristiques de la trajectoire du mouvement rectiligne.

Nommez les principales caractéristiques du mouvement curviligne.

Définir notion physique: "Chemin".

Définir le concept physique : « Quantité scalaire ».

Reproduire des formules physiques et des unités de mesure des caractéristiques du mouvement mécanique.

Formuler signification physique concept : « Accélération ».

Jouer formule physique pour déterminer l’ampleur de l’accélération.

Nommez deux problèmes fondamentaux résolus par la physique de I. Newton.

Reproduire les principales significations et le contenu de la première loi de la dynamique de I. Newton.

Formuler la signification physique de la notion d'inertie et d'inertie d'un corps.

Comment Newton a-t-il développé la théorie de la mécanique de Galilée ?

Formuler la signification physique du concept : « Référentiel inertiel ».

Pourquoi la première loi de Newton est-elle la loi des systèmes inertiels ?

Reproduisez les principales significations et le contenu de la deuxième loi de la dynamique d’I. Newton.

Formuler la signification physique du principe de superposition des forces, dérivé par I. Newton.

Formuler la signification physique du concept de masse corporelle.

Justifier que la force est concept central Deuxième loi de Newton.

Formuler deux conclusions de la mécanique classique basées sur la deuxième loi de I. Newton.

Reproduisez les principales significations et le contenu de la troisième loi de la dynamique de I. Newton.

Expliquer l'importance des lois de la mécanique classique pour la physique moderne.

Littérature:

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

Qu'est-ce qu'un point de départ ? Qu'est-ce que le mouvement mécanique ?

Andreus-papa-ndrey

Le mouvement mécanique d'un corps est le changement de sa position dans l'espace par rapport aux autres corps au fil du temps. Dans ce cas, les corps interagissent selon les lois de la mécanique. La branche de la mécanique qui décrit les propriétés géométriques du mouvement sans tenir compte des raisons qui le provoquent est appelée cinématique.

D'une manière plus générale, le mouvement est tout changement spatial ou temporel de l'état d'un système physique. Par exemple, on peut parler du mouvement d’une vague dans un milieu.

* Le mouvement d'un point matériel est entièrement déterminé par le changement de ses coordonnées dans le temps (par exemple, deux dans un plan). Ceci est étudié par la cinématique d'un point.
o Mouvement en ligne droite point (quand il est toujours sur une droite, la vitesse est parallèle à cette droite)
o Le mouvement curviligne est le mouvement d'un point le long d'une trajectoire qui n'est pas une ligne droite, avec une accélération et une vitesse arbitraires à tout moment (par exemple, un mouvement en cercle).
* Le mouvement d'un corps rigide comprend le mouvement de l'un de ses points (par exemple, le centre de masse) et un mouvement de rotation autour de ce point. Étudié par la cinématique des corps rigides.
o S'il n'y a pas de rotation, alors le mouvement est dit translationnel et est entièrement déterminé par le mouvement du point sélectionné. Notez que ce n’est pas nécessairement linéaire.
o Pour décrire le mouvement de rotation - le mouvement d'un corps par rapport à un point sélectionné, par exemple fixé en un point, les angles d'Euler sont utilisés. Leur nombre dans le cas d'un espace tridimensionnel est trois.
o Également pour un corps rigide, on distingue le mouvement plan - un mouvement dans lequel les trajectoires de tous les points se trouvent dans des plans parallèles, alors qu'il est entièrement déterminé par l'une des sections du corps, et la section du corps est déterminée par le position de deux points quelconques.
* Mouvement continu. Ici, on suppose que le mouvement des particules individuelles du milieu est tout à fait indépendant les unes des autres (généralement limité uniquement par les conditions de continuité des champs de vitesse), donc le nombre de coordonnées déterminantes est infini (les fonctions deviennent inconnues).
Relativité - la dépendance du mouvement mécanique d'un corps à un système de référence, sans préciser le système de référence - cela n'a aucun sens de parler de mouvement.

Daniel Yuriev

Types de mouvements mécaniques [modifier | modifier le texte wiki]
Le mouvement mécanique peut être considéré pour différents objets mécaniques :
Le mouvement d'un point matériel est entièrement déterminé par un changement de ses coordonnées dans le temps (par exemple, pour un plan - par un changement d'abscisse et d'ordonnée). Ceci est étudié par la cinématique d'un point. En particulier, les caractéristiques importantes du mouvement sont la trajectoire d'un point matériel, son déplacement, sa vitesse et son accélération.
Mouvement rectiligne d'un point (quand il est toujours sur une droite, la vitesse est parallèle à cette droite)
Le mouvement curviligne est le mouvement d'un point le long d'une trajectoire qui n'est pas une ligne droite, avec une accélération et une vitesse arbitraires à tout moment (par exemple, un mouvement en cercle).
Le mouvement d'un corps rigide consiste en le mouvement de l'un de ses points (par exemple, le centre de masse) et en un mouvement de rotation autour de ce point. Étudié par la cinématique des corps rigides.
S'il n'y a pas de rotation, alors le mouvement est dit translationnel et est entièrement déterminé par le mouvement du point sélectionné. Le mouvement n'est pas nécessairement linéaire.
Pour décrire le mouvement de rotation - le mouvement d'un corps par rapport à un point sélectionné, par exemple fixé en un point - les angles d'Euler sont utilisés. Leur nombre dans le cas d'un espace tridimensionnel est trois.
De plus, pour un corps rigide, on distingue le mouvement plan - un mouvement dans lequel les trajectoires de tous les points se trouvent dans des plans parallèles, alors qu'il est entièrement déterminé par l'une des sections du corps, et la section du corps est déterminée par le position de deux points quelconques.
Mouvement d'un milieu continu. Ici, on suppose que le mouvement des particules individuelles du milieu est tout à fait indépendant les unes des autres (généralement limité uniquement par les conditions de continuité des champs de vitesse), donc le nombre de coordonnées déterminantes est infini (les fonctions deviennent inconnues).

Mouvement mécanique. Chemin. Vitesse. Accélération

Lara

Le mouvement mécanique est un changement de position d'un corps (ou de ses parties) par rapport à d'autres corps.
La position du corps est spécifiée par la coordonnée.
La ligne le long de laquelle se déplace un point matériel est appelée trajectoire. La longueur de la trajectoire s’appelle le chemin. L'unité de trajet est le mètre.
Chemin = vitesse * temps. S=v*t.

Le mouvement mécanique est caractérisé par trois grandeurs physiques : le déplacement, la vitesse et l'accélération.

Segment de ligne dirigé tiré de position initiale le déplacement du point vers sa position finale est appelé déplacement(s). Le déplacement est une quantité vectorielle. L'unité de déplacement est le mètre.

La vitesse est une grandeur physique vectorielle qui caractérise la vitesse de déplacement d'un corps, numériquement égale au rapport du mouvement sur une courte période de temps à la valeur de cette période de temps.
La formule de vitesse est v = s/t. L'unité de vitesse est m/s. En pratique, l'unité de vitesse utilisée est le km/h (36 km/h = 10 m/s).

L'accélération est une grandeur physique vectorielle qui caractérise le taux de changement de vitesse, numériquement égal au rapport du changement de vitesse à la période de temps pendant laquelle ce changement s'est produit. Formule de calcul de l'accélération : a=(v-v0)/t ; L'unité d'accélération est le mètre/(seconde carrée).

Le mouvement mécanique est pris en compte pour point matériel et Pour corps solide.

Mouvement d'un point matériel

Mouvement vers l'avant un corps absolument rigide est un mouvement mécanique au cours duquel tout segment de droite associé à ce corps est toujours parallèle à lui-même à tout moment.

Si vous connectez mentalement deux points d'un corps solide avec une ligne droite, le segment résultant sera toujours parallèle à lui-même dans le processus. mouvement vers l'avant.

Lors d’un mouvement de translation, tous les points du corps bougent de manière égale. Autrement dit, ils parcourent la même distance dans le même laps de temps et se déplacent dans la même direction.

Exemples de mouvements de translation : le mouvement d'une cabine d'ascenseur, une balance mécanique, un traîneau dévalant une montagne, des pédales de vélo, une plate-forme former, pistons du moteur par rapport aux cylindres.

Mouvement de rotation

Pendant un mouvement de rotation, tous les points corps physique se déplaçant en rond. Tous ces cercles se trouvent dans des plans parallèles les uns aux autres. Et les centres de rotation de tous les points sont situés sur une ligne droite fixe, appelée axe de rotation. Les cercles décrits par des points se trouvent dans des plans parallèles. Et ces plans sont perpendiculaires à l'axe de rotation.

Les mouvements de rotation sont très courants. Ainsi, le mouvement des pointes sur la jante d'une roue est un exemple de mouvement de rotation. Le mouvement de rotation est décrit par une hélice de ventilateur, etc.

Le mouvement de rotation est caractérisé par les grandeurs physiques suivantes : vitesse angulaire rotation, période de rotation, fréquence de rotation, vitesse linéaire d'un point.

Vitesse angulaire d'un corps tournant uniformément est appelée la quantité égal au rapport l'angle de rotation à la période de temps pendant laquelle cette rotation s'est produite.

Le temps qu'il faut à un corps pour voyager seul tour complet, appelé période de rotation (T).

Le nombre de tours qu'un corps fait par unité de temps s'appelle vitesse de rotation (f).

La fréquence et la période de rotation sont liées l'une à l'autre par la relation T = 1/f.

Si un point est situé à une distance R du centre de rotation, alors sa vitesse linéaire est déterminée par la formule :

Types de mouvements mécaniques

Le mouvement mécanique peut être considéré pour différents objets mécaniques :

• Mouvement d'un point matériel est entièrement déterminé par le changement de ses coordonnées dans le temps (par exemple, deux dans un avion). Ceci est étudié par la cinématique d'un point. En particulier, les caractéristiques importantes du mouvement sont la trajectoire d'un point matériel, son déplacement, sa vitesse et son accélération.
  • Direct mouvement d'un point (quand il est toujours sur une droite, la vitesse est parallèle à cette droite)
  • Mouvement curviligne- le déplacement d'un point le long d'une trajectoire qui n'est pas une ligne droite, avec une accélération et une vitesse arbitraires à tout moment (par exemple, mouvement en cercle).
• Mouvement du corps rigide consiste en le mouvement de l'un de ses points (par exemple, le centre de masse) et le mouvement de rotation autour de ce point. Étudié par la cinématique des corps rigides.
  • S'il n'y a pas de rotation, alors le mouvement est appelé progressif et est entièrement déterminé par le mouvement du point sélectionné. Le mouvement n'est pas nécessairement linéaire.
  • Pour descriptif mouvement de rotation- mouvements du corps par rapport à un point sélectionné, par exemple fixé en un point, utilisez Euler Angles. Leur nombre dans le cas d'un espace tridimensionnel est trois.
  • Aussi pour un corps solide, il y a mouvement à plat- un mouvement dans lequel les trajectoires de tous les points se situent dans des plans parallèles, alors qu'il est entièrement déterminé par l'une des sections du corps, et la section du corps est déterminée par la position de deux points quelconques.
• Mouvement continu. Ici, on suppose que le mouvement des particules individuelles du milieu est tout à fait indépendant les unes des autres (généralement limité uniquement par les conditions de continuité des champs de vitesse), donc le nombre de coordonnées déterminantes est infini (les fonctions deviennent inconnues).

Géométrie du mouvement

Relativité du mouvement

La relativité est la dépendance du mouvement mécanique d'un corps par rapport au système de référence. Sans préciser le système de référence, cela n’a aucun sens de parler de mouvement.

Voir aussi

Links

• Mouvement mécanique (cours vidéo, programme de 10e année)

Fondation Wikimédia.

2010.

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Voyez ce qu'est « Mouvement mécanique » dans d'autres dictionnaires :- mechaninis judėjimas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. mouvement mécanique vok. mechanische Bewegung, f rus. mouvement mécanique, n pran. mouvement mécanique, m … Fizikos terminų žodynas

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