Dimana gerakan mekanis digunakan. Apa itu gerak mekanik: pengertian gerak dalam fisika

Topik Pengkode Ujian Negara Bersatu: gerak mekanik dan jenisnya, relativitas gerakan mekanis, kecepatan, akselerasi.

Konsep gerak sangat umum dan mencakup sebagian besar lingkaran lebar fenomena. Mereka belajar fisika berbagai jenis gerakan. Yang paling sederhana adalah gerakan mekanis. Itu dipelajari di mekanika.
Gerakan mekanis- ini adalah perubahan posisi suatu benda (atau bagian-bagiannya) dalam ruang relatif terhadap benda lain seiring waktu.

Jika benda A berubah posisinya relatif terhadap benda B, maka benda B berubah posisinya relatif terhadap benda A. Dengan kata lain, jika benda A bergerak relatif terhadap benda B, maka benda B bergerak relatif terhadap benda A. Gerak mekanis adalah relatif- untuk mendeskripsikan suatu gerakan, perlu untuk menunjukkan kaitannya dengan benda mana yang sedang dipertimbangkan.

Jadi, misalnya, kita dapat berbicara tentang pergerakan kereta api relatif terhadap tanah, penumpang relatif terhadap kereta api, lalat relatif terhadap penumpang, dll. Konsep gerak mutlak dan diam mutlak tidak masuk akal: seorang penumpang dalam keadaan diam relatif terhadap kereta api akan bergerak relatif terhadap tiang di jalan, melakukan rotasi harian bersama bumi dan bergerak mengelilingi matahari.
Benda yang berhubungan dengan gerak yang dianggap disebut badan referensi.

Tugas utama mekanik adalah untuk menentukan posisi suatu benda yang bergerak pada suatu waktu. Untuk mengatasi masalah ini, akan lebih mudah untuk membayangkan pergerakan suatu benda sebagai perubahan koordinat titik-titiknya terhadap waktu. Untuk mengukur koordinat, diperlukan sistem koordinat. Untuk mengukur waktu, Anda memerlukan jam tangan. Semua ini bersama-sama membentuk kerangka acuan.

Kerangka acuan- ini adalah badan referensi bersama dengan sistem koordinat dan jam yang terhubung secara kaku (“dibekukan” ke dalamnya).
Sistem referensi ditunjukkan pada Gambar. 1. Pergerakan suatu titik dianggap dalam sistem koordinat. Asal koordinat adalah badan acuan.

Gambar 1.

Vektor disebut vektor radius titik Koordinat suatu titik sekaligus merupakan koordinat vektor jari-jarinya.
Pemecahan masalah utama mekanika suatu titik adalah mencari koordinatnya sebagai fungsi waktu: .
Dalam beberapa kasus, Anda dapat mengabaikan bentuk dan ukuran objek yang sedang dipelajari dan menganggapnya hanya sebagai titik bergerak.

Poin materi - ini adalah benda yang dimensinya dapat diabaikan dalam kondisi masalah ini.
Dengan demikian, kereta api dapat dianggap sebagai titik material ketika bergerak dari Moskow ke Saratov, tetapi tidak ketika penumpang menaikinya. Bumi dapat dianggap sebagai titik material ketika menggambarkan pergerakannya mengelilingi Matahari, namun bukan titiknya rotasi harian di sekitar porosnya sendiri.

Ciri-ciri gerak mekanik meliputi lintasan, lintasan, perpindahan, kecepatan dan percepatan.

Lintasan, jalur, pergerakan.

Selanjutnya, ketika berbicara tentang benda yang bergerak (atau diam), kita selalu berasumsi bahwa benda dapat dianggap sebagai suatu titik material. Kasus ketika idealisasi poin materi tidak dapat digunakan, maka akan dinyatakan secara khusus.

Lintasan - ini adalah garis di mana tubuh bergerak. Pada Gambar. 1, lintasan suatu titik adalah busur biru, yang ujung vektor jari-jarinya digambarkan dalam ruang.
Jalur - ini adalah panjang bagian lintasan yang dilalui benda dalam jangka waktu tertentu.
Bergerak adalah vektor yang menghubungkan posisi awal dan akhir benda.
Mari kita asumsikan bahwa benda mulai bergerak di suatu titik dan mengakhiri gerakannya di suatu titik (Gbr. 2). Maka lintasan yang ditempuh benda tersebut adalah panjang lintasan. Perpindahan suatu benda merupakan suatu vektor.

Gambar 2.

Kecepatan dan akselerasi.

Perhatikan pergerakan suatu benda ke dalam sistem persegi panjang berkoordinasi dengan basis (Gbr. 3).

Gambar 3.

Misalkan pada saat tertentu benda berada pada suatu titik dengan vektor jari-jari

Setelah beberapa saat, tubuh itu menemukan dirinya pada titik dengan
vektor radius

Gerakan tubuh:

(1)

Kecepatan sesaat pada suatu saat - ini adalah batas rasio pergerakan terhadap interval waktu ketika nilai interval ini cenderung nol; dengan kata lain, kecepatan suatu titik adalah turunan dari vektor jari-jarinya:

Dari (2) dan (1) kita memperoleh:

Koefisien vektor basis pada limit menghasilkan turunan:

(Turunan terhadap waktu secara tradisional dilambangkan dengan titik di atas huruf tersebut.) Jadi,

Kita melihat bahwa proyeksi vektor kecepatan pada sumbu koordinat merupakan turunan dari koordinat titik:

Ketika mendekati nol, titik mendekati titik dan vektor perpindahan berputar searah garis singgung. Ternyata pada limit vektor tersebut berarah tepat bersinggungan dengan lintasan di suatu titik . Ini ditunjukkan pada Gambar. 3.

Konsep percepatan diperkenalkan dengan cara serupa. Biarkan kecepatan benda pada saat itu sama, dan setelah selang waktu yang singkat kecepatannya menjadi sama.
Percepatan - ini adalah batas rasio perubahan kecepatan terhadap interval ketika interval ini cenderung nol; dengan kata lain percepatan merupakan turunan dari kecepatan:

Oleh karena itu, percepatan adalah “laju perubahan kecepatan”. Kami memiliki:

Oleh karena itu, proyeksi percepatan merupakan turunan dari proyeksi kecepatan (dan oleh karena itu merupakan turunan kedua dari koordinat):

Hukum penambahan kecepatan.

Misalkan ada dua sistem referensi. Salah satunya terkait dengan tubuh yang tidak bergerak hitung mundur Kami akan menunjukkan sistem referensi ini dan menyebutnya diam.
Sistem acuan kedua, dilambangkan dengan , dikaitkan dengan suatu benda acuan yang bergerak relatif terhadap benda tersebut dengan kecepatan . Kami menyebutnya kerangka acuan bergerak . Selain itu, kita asumsikan bahwa sumbu koordinat sistem bergerak sejajar dengan dirinya sendiri (tidak ada rotasi sistem koordinat), sehingga vektor dapat dianggap sebagai kecepatan sistem bergerak relatif terhadap sistem diam.

Kerangka acuan yang tetap biasanya diasosiasikan dengan bumi. Jika sebuah kereta api bergerak mulus sepanjang rel dengan suatu kecepatan, maka kerangka acuan yang berhubungan dengan gerbong kereta tersebut akan menjadi kerangka acuan bergerak.

Perhatikan bahwa kecepatannya setiap titik-titik mobil (kecuali roda yang berputar!) sama dengan . Jika seekor lalat duduk tak bergerak pada suatu titik di dalam gerbong, maka relatif terhadap tanah, lalat tersebut bergerak dengan kecepatan . Lalat dibawa oleh kereta, oleh karena itu kecepatan sistem yang bergerak relatif terhadap sistem yang diam disebut kecepatan portabel .

Sekarang anggaplah seekor lalat merayap di sepanjang kereta. Kecepatan lalat relatif terhadap mobil (yaitu, dalam sistem yang bergerak) dilambangkan dan disebut kecepatan relatif. Kecepatan lalat relatif terhadap tanah (yaitu, dalam kerangka stasioner) dilambangkan dan disebut kecepatan mutlak .

Mari kita cari tahu bagaimana ketiga kecepatan ini saling berhubungan - absolut, relatif, dan kiasan.
Pada Gambar. 4 lalat ditandai dengan titik.
- vektor radius suatu titik dalam sistem tetap;
- vektor radius suatu titik dalam sistem bergerak;
- vektor radius benda acuan dalam sistem stasioner.

Gambar 4.

Seperti yang terlihat dari gambar,

Dengan membedakan persamaan ini, kita memperoleh:

(3)

(turunan suatu penjumlahan sama dengan jumlah turunan tidak hanya untuk kasus tersebut fungsi skalar, tetapi juga untuk vektor).
Turunannya adalah kecepatan suatu titik dalam sistem, yaitu kecepatan absolut:

Demikian pula, turunannya adalah kecepatan suatu titik dalam sistem, yaitu kecepatan relatif:

Apa itu? Ini adalah kecepatan suatu titik dalam sistem stasioner, yaitu kecepatan portabel suatu sistem yang bergerak relatif terhadap sistem yang diam:

Hasilnya, dari (3) kita memperoleh:

Hukum penambahan kecepatan. Kecepatan suatu titik relatif terhadap kerangka acuan stasioner sama dengan jumlah vektor kecepatan sistem yang bergerak dan kecepatan titik relatif terhadap sistem yang bergerak. Dengan kata lain, kecepatan absolut adalah jumlah dari kecepatan portabel dan kecepatan relatif.

Jadi, jika seekor lalat merayap di sepanjang gerbong yang bergerak, maka kecepatan lalat relatif terhadap tanah sama dengan jumlah vektor kecepatan gerbong dan kecepatan lalat relatif terhadap gerbong. Hasil yang jelas secara intuitif!

Jenis-jenis gerak mekanis.

Jenis gerak mekanis yang paling sederhana dari suatu titik material adalah gerak seragam dan linier.
Gerakan itu disebut seragam, jika besar vektor kecepatan tetap (arah kecepatan dapat berubah).

Gerakan itu disebut mudah , jika arah vektor kecepatan tetap (dan besar kecepatan dapat berubah). Lintasan gerak lurus adalah garis lurus yang di atasnya terletak vektor kecepatan.
Misalnya, sebuah mobil yang melaju dengan kecepatan konstan di sepanjang jalan yang berkelok-kelok melakukan gerak beraturan (tetapi tidak linier). Sebuah mobil yang dipercepat pada suatu ruas jalan raya yang lurus bergerak lurus (tetapi tidak beraturan).

Tetapi jika pada saat suatu benda bergerak modul kecepatan dan arahnya tetap, maka disebut gerak bujursangkar seragam.

Dalam hal vektor kecepatan, seseorang dapat memberi lebih banyak definisi singkat untuk jenis gerakan ini:

Kasus khusus yang paling penting pergerakan yang tidak merata adalah gerak dipercepat beraturan, di mana mereka tetap tinggal modul konstan dan arah vektor percepatan:

Selain materi, mekanika juga mempertimbangkan idealisasi lain - benda tegar.
Padat - Ini adalah sistem titik material, yang jaraknya tidak berubah seiring waktu. Model padat digunakan dalam kasus di mana kita tidak bisa mengabaikan ukuran tubuh, tapi tidak bisa memperhitungkannya mengubah ukuran dan bentuk tubuh saat bergerak.

Jenis gerak mekanis benda padat yang paling sederhana adalah gerak translasi dan rotasi.
Pergerakan tubuh disebut progresif, jika ada garis lurus yang menghubungkan dua titik pada suatu benda bergerak sejajar dengan arah semula. Selama gerak translasi, lintasan semua titik pada benda adalah identik: lintasan tersebut diperoleh satu sama lain dengan pergeseran paralel (Gbr. 5).

Gambar 5.

Pergerakan tubuh disebut rotasi , jika semua titiknya menggambarkan lingkaran yang terletak di dalamnya bidang paralel. Dalam hal ini, pusat-pusat lingkaran ini terletak pada satu garis lurus, yang tegak lurus terhadap semua bidang tersebut dan disebut sumbu rotasi.

Pada Gambar. 6 menunjukkan sebuah bola berputar sumbu vertikal. Biasanya mereka menggambar seperti ini bola dunia dalam masalah dinamika yang sesuai.

Gambar 6.

Gerakan mekanis suatu benda adalah perubahan posisinya dalam ruang relatif terhadap benda lain seiring waktu. Dalam hal ini, benda-benda berinteraksi menurut hukum mekanika.

Bagian mekanika menjelaskan sifat geometris gerak tanpa memperhitungkan sebab-sebab yang menyebabkannya disebut kinematika.

Lebih lanjut arti umum pergerakan disebut perubahan keadaan sistem fisik seiring berjalannya waktu. Misalnya kita berbicara tentang pergerakan gelombang dalam suatu medium.

Jenis-jenis gerak mekanis

Gerak mekanis dapat dipertimbangkan untuk berbagai benda mekanis:

• Pergerakan suatu titik material sepenuhnya ditentukan oleh perubahan koordinatnya terhadap waktu (misalnya, dua di pesawat). Hal ini dipelajari dengan kinematika suatu titik. Secara khusus, karakteristik penting gerak adalah lintasan suatu titik material, perpindahan, kecepatan dan percepatan.
  • Mudah gerak suatu titik (jika titik tersebut selalu berada pada garis lurus, kecepatannya sejajar dengan garis lurus tersebut)
  • Gerakan lengkung� - pergerakan suatu titik sepanjang lintasan yang bukan garis lurus, dengan percepatan sembarang dan kecepatan sembarang setiap saat (misalnya gerak melingkar).
• Gerakan tubuh yang kaku terdiri dari pergerakan salah satu titiknya (misalnya pusat massa) dan gerakan rotasi sekitar titik ini. Dipelajari oleh kinematika benda tegar.
  • Jika tidak ada putaran, maka disebut gerak progresif dan sepenuhnya ditentukan oleh pergerakan titik yang dipilih. Pergerakannya belum tentu linier.
  • Untuk deskripsi gerakan rotasi�- gerakan tubuh relatif terhadap suatu titik yang dipilih, misalnya tetap pada suatu titik�- menggunakan Sudut Euler. Nomor mereka untuk berjaga-jaga ruang tiga dimensi sama dengan tiga.
  • Juga untuk benda padat ada gerakan datar� adalah suatu gerak yang lintasan semua titiknya terletak pada bidang sejajar, yang sepenuhnya ditentukan oleh salah satu bagian benda, dan bagian tubuh ditentukan oleh posisi dua titik mana pun.
• Pergerakan kontinum . Di sini diasumsikan adanya gerakan partikel individu lingkungan cukup independen satu sama lain (biasanya hanya dibatasi oleh kondisi kontinuitas bidang kecepatan), oleh karena itu jumlah koordinat penentu tidak terbatas (fungsi menjadi tidak diketahui).

Geometri gerakan

Relativitas gerak

Relativitas adalah ketergantungan gerak mekanis suatu benda pada sistem acuan. Tanpa menentukan kerangka acuannya, tidak ada gunanya membicarakan gerak.

Konsep mekanika. Mekanika adalah bagian ilmu fisika yang mempelajari gerak benda, interaksi benda, atau gerak benda dalam suatu interaksi.

Tugas utama mekanik- ini adalah penentuan lokasi jenazah setiap saat.

Bagian mekanika: kinematika dan dinamika. Kinematika adalah cabang ilmu mekanika yang mempelajari sifat-sifat geometri suatu gerak tanpa memperhitungkan massa dan gaya yang bekerja padanya. Dinamika adalah cabang mekanika yang mempelajari pergerakan benda di bawah pengaruh gaya yang diterapkan padanya.

Pergerakan. Karakteristik gerak. Gerakan adalah perubahan posisi suatu benda dalam ruang terhadap waktu relatif terhadap benda lain. Ciri-ciri gerak: jarak tempuh, gerak, kecepatan, percepatan.

Gerakan mekanis – Ini adalah perubahan posisi suatu benda (atau bagian-bagiannya) dalam ruang relatif terhadap benda lain seiring waktu.

Gerakan ke depan

Gerakan tubuh seragam. Ditunjukkan melalui video disertai penjelasan.

Gerakan mekanis yang tidak merata- ini adalah gerakan di mana tubuh melakukan gerakan yang tidak sama dalam interval waktu yang sama.

Relativitas gerak mekanis. Ditunjukkan melalui video disertai penjelasan.

Titik acuan dan sistem acuan dalam gerak mekanis. Benda yang menjadi tempat pergerakan dianggap disebut titik acuan. Sistem acuan pada gerak mekanis adalah titik acuan dan sistem koordinat jam.

Sistem referensi. Ciri-ciri gerak mekanis. Sistem referensi ditunjukkan melalui video beserta penjelasannya. Gerak mekanis mempunyai ciri-ciri sebagai berikut: Lintasan; Jalur; Kecepatan; Waktu.

Lintasan garis lurus- Ini adalah garis di mana tubuh bergerak.

Gerakan lengkung. Ditunjukkan melalui video disertai penjelasan.

Jalur dan konsep besaran skalar. Ditunjukkan melalui video disertai penjelasan.

Rumus fisika dan satuan pengukuran sifat gerak mekanis:

P konsep percepatan. Diungkapkan dengan video demonstrasi, beserta penjelasannya.

Rumus untuk menentukan besarnya percepatan:

3. Hukum dinamika Newton.

Fisikawan hebat I. Newton. I. Newton membantah gagasan kuno bahwa hukum gerak bumi dan benda langit benar-benar berbeda. Seluruh alam semesta tunduk pada hukum seragam yang dapat dirumuskan secara matematis.

Dua tugas mendasar, diselesaikan oleh fisika I. Newton:

1. Penciptaan landasan aksiomatik mekanika, yang memindahkan ilmu ini ke kategori teori matematika yang ketat.

2. Terciptanya dinamika yang menghubungkan tingkah laku suatu benda dengan ciri-ciri pengaruh luar (kekuatan) yang ada padanya.

1. Setiap benda terus dipertahankan dalam keadaan diam atau gerak beraturan dan lurus sampai dan kecuali jika benda tersebut dipaksa oleh gaya-gaya yang bekerja untuk mengubah keadaan ini.

2. Perubahan momentum sebanding dengan gaya yang diberikan dan terjadi searah dengan garis lurus yang dilalui gaya tersebut.

3. Suatu aksi selalu mempunyai reaksi yang sama besar dan berlawanan arah, sebaliknya interaksi dua benda satu sama lain adalah sama besar dan arahnya berlawanan.

I. Hukum dinamika pertama Newton. Setiap benda terus dipertahankan dalam keadaan diam atau gerak seragam dan lurus sampai dan kecuali jika benda tersebut dipaksa oleh gaya yang diberikan untuk mengubah keadaan ini.

Konsep inersia dan inersia suatu benda. Inersia adalah fenomena di mana suatu benda berusaha mempertahankan keadaan semula. Inersia adalah sifat suatu benda untuk mempertahankan keadaan bergerak. Sifat inersia dicirikan oleh massa suatu benda.

Perkembangan teori mekanika Galileo oleh Newton. Untuk waktu yang lama diyakini bahwa untuk mempertahankan gerakan apa pun, perlu dilakukan tanpa kompensasi pengaruh eksternal dari badan lain. Newton mematahkan keyakinan Galileo ini.

Sistem inersia hitung mundur. Kerangka acuan, relatif terhadap yang mana tubuh bebas bergerak beraturan dan lurus disebut inersia.

Hukum pertama Newton - hukum sistem inersia. Hukum pertama Newton merupakan postulat tentang adanya kerangka acuan inersia. Dalam sistem referensi inersia fenomena mekanis dijelaskan dengan paling sederhana.

I. Hukum dinamika kedua Newton. Dalam kerangka acuan inersia, gerak lurus dan beraturan hanya dapat terjadi jika gaya lain tidak bekerja pada benda atau aksinya dikompensasi, yaitu. seimbang. Ditunjukkan melalui video disertai penjelasan.

Prinsip superposisi gaya. Ditunjukkan melalui video disertai penjelasan.

Konsep berat badan. Massa adalah salah satu hal yang paling mendasar besaran fisis. Massa mencirikan beberapa sifat suatu benda sekaligus dan memiliki sejumlah sifat penting.

Gaya adalah konsep sentral dari hukum kedua Newton. Hukum kedua Newton menentukan bahwa suatu benda akan bergerak dengan percepatan ketika ada gaya yang bekerja padanya. Gaya adalah ukuran interaksi dua (atau lebih) benda.

Dua keluaran mekanika klasik dari I. hukum kedua Newton:

1. Percepatan suatu benda berhubungan langsung dengan gaya yang diterapkan pada benda tersebut.

2. Percepatan suatu benda berhubungan langsung dengan massanya.

Demonstrasi ketergantungan langsung percepatan suatu benda terhadap massanya

I. Hukum dinamika ketiga Newton. Ditunjukkan melalui video disertai penjelasan.

Pentingnya hukum mekanika klasik bagi fisika modern . Mekanika yang berdasarkan hukum Newton disebut mekanika klasik. Dalam kerangka mekanika klasik, pergerakan benda yang tidak terlalu kecil dengan kecepatan yang tidak terlalu tinggi dijelaskan dengan baik.

Demo:

Medan fisika di sekitar partikel elementer.

Model planet atom Rutherford dan Bohr.

Gerakan sebagai fenomena fisik.

Gerakan ke depan.

Gerakan linier seragam

Gerakan mekanis relatif tidak merata.

Animasi video dari sistem referensi.

Gerakan lengkung.

Jalur dan lintasan.

Percepatan.

Inersia istirahat.

Prinsip superposisi.

hukum ke-2 Newton.

Dinamometer.

Ketergantungan langsung percepatan suatu benda pada massanya.

hukum ke-3 Newton.

Pertanyaan keamanan:

Merumuskan definisi dan mata pelajaran ilmiah fisika.

Merumuskan sifat fisik, umum untuk semua fenomena alam.

Merumuskan tahapan utama dalam evolusi gambaran fisik dunia.

Sebutkan 2 prinsip dasar ilmu pengetahuan modern.

Sebutkan ciri-ciri model mekanistik dunia.

Apa inti dari teori kinetika molekuler.

Merumuskan ciri-ciri utama gambaran elektromagnetik dunia.

Menjelaskan konsep medan fisika.

Sebutkan ciri-ciri dan perbedaan medan listrik dan medan magnet.

Menjelaskan konsep medan elektromagnetik dan gravitasi.

Jelaskan konsep “Model Atom Planet”

Merumuskan ciri-ciri gambaran fisik dunia modern.

Merumuskan ketentuan pokok gambaran fisik dunia modern.

Jelaskan pengertian teori relativitas A. Einstein.

Jelaskan konsepnya: “Mekanika”.

Sebutkan bagian-bagian utama mekanika dan berikan definisinya.

Sebutkan yang utama karakteristik fisik gerakan.

Merumuskan tanda-tanda gerak mekanis maju.

Merumuskan tanda-tanda gerak mekanik beraturan dan tidak beraturan.

Merumuskan tanda-tanda relativitas gerak mekanis.

Jelaskan pengertian konsep fisika: “Titik acuan dan sistem acuan pada gerak mekanis”.

Sebutkan ciri-ciri utama gerak mekanis dalam sistem acuan.

Sebutkan ciri-ciri utama lintasan gerak lurus.

Sebutkan ciri-ciri utama gerak lengkung.

Mendefinisikan konsep fisik: "Jalur".

Definisikan konsep fisika: “Kuantitas skalar”.

Mereproduksi rumus fisika dan satuan pengukuran ciri-ciri gerak mekanis.

Merumuskan arti fisik konsep: "Percepatan".

Bermain rumus fisik untuk menentukan besarnya percepatan.

Sebutkan dua masalah mendasar yang diselesaikan oleh fisika I. Newton.

Mereproduksi makna utama dan isi hukum dinamika pertama I. Newton.

Merumuskan makna fisis dari konsep kelembaman dan kelembaman suatu benda.

Bagaimana Newton mengembangkan teori mekanika Galileo?

Merumuskan makna fisis dari konsep: “Kerangka acuan inersia.”

Mengapa hukum pertama Newton merupakan hukum sistem inersia?

Mereproduksi makna utama dan isi hukum dinamika kedua I. Newton.

Merumuskan pengertian fisis dari prinsip superposisi gaya yang diturunkan oleh I. Newton.

Merumuskan makna fisis dari konsep massa tubuh.

Benarkan kekuatan itu konsep sentral hukum kedua Newton.

Merumuskan dua kesimpulan mekanika klasik berdasarkan hukum kedua I. Newton.

Mereproduksi makna utama dan isi hukum ketiga dinamika I. Newton.

Jelaskan pentingnya hukum mekanika klasik bagi fisika modern.

Literatur:

1. Akhmedova T.I., Mosyagina O.V. Sains: tutorial/ T.I. Akhmedova, O.V. Mosyagina. – M.: RAP, 2012. – Hal.34-37.

Apa yang dimaksud dengan titik referensi? Apa itu gerak mekanis?

Andreus-ayah-ndrey

Gerak mekanis suatu benda adalah perubahan posisinya dalam ruang relatif terhadap benda lain terhadap waktu. Dalam hal ini, benda-benda berinteraksi menurut hukum mekanika. Cabang ilmu mekanika yang menguraikan sifat-sifat geometri gerak tanpa memperhitungkan sebab-sebab yang menyebabkannya disebut kinematika

Dalam pengertian yang lebih umum, gerak adalah setiap perubahan spasial atau temporal dalam keadaan suatu sistem fisik. Misalnya kita berbicara tentang pergerakan gelombang dalam suatu medium.

* Pergerakan suatu titik material sepenuhnya ditentukan oleh perubahan koordinatnya terhadap waktu (misalnya, dua pada satu bidang). Hal ini dipelajari dengan kinematika suatu titik.
Hai Gerakan garis lurus titik (jika selalu berada pada garis lurus, kecepatannya sejajar dengan garis lurus tersebut)
o Gerak lengkung adalah gerak suatu titik sepanjang lintasan yang bukan garis lurus, dengan percepatan sembarang dan kecepatan sembarang pada suatu waktu (misalnya gerak melingkar).
* Gerak benda tegar terdiri dari gerak salah satu titiknya (misalnya pusat massa) dan gerak rotasi di sekitar titik tersebut. Dipelajari oleh kinematika benda tegar.
o Jika tidak ada rotasi, maka gerakan tersebut disebut translasi dan sepenuhnya ditentukan oleh pergerakan titik yang dipilih. Perhatikan bahwa ini belum tentu linier.
o Untuk menggambarkan gerak rotasi - gerak suatu benda relatif terhadap suatu titik yang dipilih, misalnya, tetap pada suatu titik, digunakan Sudut Euler. Jumlahnya dalam kasus ruang tiga dimensi adalah tiga.
o Juga untuk benda tegar, gerak bidang dibedakan - gerak yang lintasan semua titiknya terletak pada bidang sejajar, sedangkan gerak bidangnya sepenuhnya ditentukan oleh salah satu bagian benda, dan bagian benda tersebut ditentukan oleh posisi dua titik mana pun.
* Gerakan kontinum. Di sini diasumsikan bahwa pergerakan masing-masing partikel medium cukup independen satu sama lain (biasanya hanya dibatasi oleh kondisi kontinuitas medan kecepatan), oleh karena itu jumlah koordinat penentu tidak terbatas (fungsi menjadi tidak diketahui).
Relativitas - ketergantungan gerak mekanis suatu benda pada sistem acuan, tanpa menentukan sistem acuan - tidak masuk akal membicarakan gerak.

Daniil Yuriev

Jenis-jenis gerak mekanis [sunting | edit teks wiki]
Gerak mekanis dapat dipertimbangkan untuk berbagai benda mekanis:
Pergerakan suatu titik material sepenuhnya ditentukan oleh perubahan koordinatnya terhadap waktu (misalnya, untuk bidang - oleh perubahan absis dan ordinat). Hal ini dipelajari dengan kinematika suatu titik. Secara khusus, ciri-ciri penting gerak adalah lintasan suatu titik material, perpindahan, kecepatan dan percepatan.
Gerak lurus suatu titik (jika selalu berada pada garis lurus, kecepatannya sejajar dengan garis lurus tersebut)
Gerak lengkung adalah gerak suatu titik sepanjang lintasan yang bukan garis lurus, dengan percepatan sembarang dan kecepatan sembarang pada suatu waktu (misalnya gerak melingkar).
Gerak benda tegar terdiri dari gerak salah satu titiknya (misalnya pusat massa) dan gerak rotasi di sekitar titik tersebut. Dipelajari oleh kinematika benda tegar.
Jika tidak ada rotasi, maka gerakan tersebut disebut translasi dan sepenuhnya ditentukan oleh pergerakan titik yang dipilih. Pergerakannya belum tentu linier.
Untuk menggambarkan gerak rotasi - pergerakan suatu benda relatif terhadap suatu titik yang dipilih, misalnya, tetap pada suatu titik - digunakan Sudut Euler. Jumlahnya dalam kasus ruang tiga dimensi adalah tiga.
Selain itu, untuk benda tegar, gerak bidang dibedakan - gerak yang lintasan semua titiknya terletak pada bidang sejajar, sedangkan gerak bidangnya sepenuhnya ditentukan oleh salah satu bagian benda, dan bagian benda tersebut ditentukan oleh posisi dua titik mana pun.
Pergerakan medium yang terus menerus. Di sini diasumsikan bahwa pergerakan masing-masing partikel medium cukup independen satu sama lain (biasanya hanya dibatasi oleh kondisi kontinuitas medan kecepatan), oleh karena itu jumlah koordinat penentu tidak terbatas (fungsi menjadi tidak diketahui).

Gerakan mekanis. Jalur. Kecepatan. Percepatan

Lara

Gerak mekanis adalah perubahan kedudukan suatu benda (atau bagian-bagiannya) relatif terhadap benda lain.
Posisi benda ditentukan oleh koordinat.
Garis yang dilalui suatu titik material disebut lintasan. Panjang lintasan disebut lintasan. Satuan lintasan adalah meter.
Jalur = kecepatan * waktu. S=v*t.

Gerak mekanis dicirikan oleh tiga besaran fisis: perpindahan, kecepatan dan percepatan.

Segmen garis berarah diambil dari posisi awal perpindahan suatu titik ke posisi akhirnya disebut perpindahan (s). Perpindahan merupakan besaran vektor. Satuan geraknya adalah meter.

Kecepatan adalah besaran fisis vektor yang mencirikan kecepatan gerak suatu benda, yang secara numerik sama dengan rasio gerak dalam periode waktu yang singkat dengan nilai periode waktu tersebut.
Rumus kecepatannya adalah v = s/t. Satuan kecepatan adalah m/s. Dalam praktiknya, satuan kecepatan yang digunakan adalah km/jam (36 km/jam = 10 m/s).

Percepatan adalah besaran fisika vektor yang mencirikan laju perubahan kecepatan, yang secara numerik sama dengan rasio perubahan kecepatan terhadap periode waktu terjadinya perubahan tersebut. Rumus untuk menghitung percepatan: a=(v-v0)/t; Satuan percepatan adalah meter/(kuadrat sekon).

Apa yang dimaksud dengan gerak mekanis dan bagaimana ciri-cirinya? Parameter apa yang diperkenalkan untuk memahami jenis gerakan ini? Istilah apa yang paling sering digunakan dalam kasus ini? Pada artikel ini kami akan menjawab pertanyaan-pertanyaan ini, pertimbangkan gerakan mekanis dengan poin yang berbeda lihat, kami akan memberikan contoh dan menangani pemecahan masalah dari fisika pada topik yang relevan.

Konsep Dasar

Sejak di sekolah, kita telah diajarkan bahwa gerak mekanis adalah perubahan posisi suatu benda pada setiap saat relatif terhadap benda lain dalam sistem. Faktanya, memang begitulah adanya. Mari kita anggap rumah biasa yang kita tempati sebagai nol sistem koordinat. Bayangkan secara visual bahwa rumah tersebut akan menjadi titik asal koordinat, dan sumbu absis serta ordinat akan muncul dari sana ke segala arah.

Dalam hal ini, pergerakan kita di dalam rumah, maupun di luarnya, akan dengan jelas menunjukkan pergerakan mekanis benda dalam kerangka acuan. Bayangkan sebuah titik bergerak sepanjang sistem koordinat, pada setiap momen waktu mengubah koordinatnya relatif terhadap sumbu absis dan sumbu ordinat. Semuanya akan sederhana dan jelas.

Ciri-ciri gerak mekanis

Gerakan macam apa ini? Kami tidak akan mempelajari terlalu dalam tentang belantara fisika. Mari kita perhatikan kasus paling sederhana ketika suatu titik material bergerak. Ini dibagi menjadi gerak linier, serta gerakan lengkung. Pada prinsipnya, semuanya harusnya sudah jelas dari judulnya, tapi mari kita bahas ini lebih spesifik, untuk berjaga-jaga.

Gerak lurus suatu titik material disebut gerak yang terjadi sepanjang lintasan yang berbentuk garis lurus. Misalnya, sebuah mobil melaju tepat di bawah jalan yang tidak ada belokan. Atau di sepanjang bagian jalan serupa. Ini akan menjadi gerakan linier. Dalam hal ini, percepatannya bisa seragam atau seragam.

Gerak lengkung suatu titik material adalah gerak yang dilakukan sepanjang lintasan yang tidak berbentuk garis lurus. Lintasannya dapat berupa garis putus-putus atau garis tertutup. Yaitu lintasan melingkar, lintasan ellipsoidal, dan seterusnya.

Perpindahan penduduk secara mekanis

Jenis gerakan ini hampir sama sekali tidak ada hubungannya dengan fisika. Namun, tergantung dari sudut pandang mana kita memandangnya. Secara umum, apa yang disebut dengan pergerakan mekanis penduduk? Ini mengacu pada relokasi individu yang terjadi sebagai akibat dari proses migrasi. Ini bisa berupa migrasi eksternal dan internal. Berdasarkan durasinya, perpindahan penduduk secara mekanis dibedakan menjadi permanen dan sementara (ditambah pendulum dan musiman).

Jika kita mempertimbangkan proses ini dari titik fisik lihat, maka hanya satu hal yang dapat dikatakan: gerakan ini akan dengan sempurna menunjukkan pergerakan titik-titik material dalam sistem referensi yang terkait dengan planet kita - Bumi.

Gerakan mekanis seragam

Sesuai dengan namanya, ini adalah jenis gerak yang kecepatan bendanya mempunyai nilai tertentu, yang modulusnya dijaga konstan. Dengan kata lain, kecepatan suatu benda yang bergerak beraturan tidak berubah. DI DALAM kehidupan nyata kita hampir tidak bisa menyadarinya contoh ideal gerakan mekanis seragam. Anda bisa saja menolak bahwa Anda bisa mengendarai mobil dengan kecepatan 60 kilometer per jam. Ya, pastinya speedometer kendaraan mungkin menunjukkan nilai yang sama, tetapi ini tidak berarti bahwa kecepatan mobil akan tepat enam puluh kilometer per jam.

Apa yang sedang kita bicarakan? Seperti kita ketahui, pertama, semua alat ukur mempunyai kesalahan tertentu. Penggaris, timbangan, mekanik dan perangkat elektronik- semuanya memiliki kesalahan tertentu, ketidakakuratan. Anda dapat melihatnya sendiri dengan mengambil selusin penggaris dan menempatkannya bersebelahan. Setelah ini, Anda mungkin melihat beberapa perbedaan antara tanda milimeter dan penerapannya.

Hal yang sama berlaku untuk speedometer. Ada kesalahan tertentu. Untuk instrumen, ketidakakuratan secara numerik sama dengan setengah nilai pembagian. Di mobil, speedometer akan menjadi tidak akurat sebesar 10 kilometer per jam. Itulah sebabnya pada saat tertentu tidak mungkin untuk mengatakan dengan pasti bahwa kita bergerak dengan kecepatan tertentu. Faktor kedua yang menyebabkan ketidakakuratan adalah gaya yang bekerja pada mobil. Namun gaya berkaitan erat dengan percepatan, jadi kita akan membicarakan topik ini nanti.

Sangat sering, gerak beraturan terjadi dalam masalah yang bersifat matematika daripada masalah fisik. Di sana, pengendara sepeda motor, truk, dan mobil bergerak dengan kecepatan yang sama, besarnya sama di berbagai titik waktu.

Gerak dipercepat beraturan

Dalam ilmu fisika, gerak seperti ini cukup sering terjadi. Bahkan dalam soal bagian "A" di kelas 9 dan 11, ada tugas di mana Anda harus mampu melakukan operasi dengan akselerasi. Misalnya, “A-1”, di mana grafik pergerakan benda digambar sumbu koordinat dan Anda perlu menghitung seberapa jauh jarak yang ditempuh mobil dalam jangka waktu tertentu. Selain itu, salah satu interval dapat menunjukkan gerak beraturan, sedangkan pada interval kedua perlu dihitung percepatannya terlebih dahulu baru kemudian menghitung jarak yang ditempuh.

Bagaimana cara mengetahui bahwa suatu gerak dipercepat beraturan? Biasanya, tugas memberikan informasi tentang hal ini secara langsung. Artinya, ada indikasi numerik percepatan, atau diberikan parameter (waktu, perubahan kecepatan, jarak) yang memungkinkan kita menentukan percepatan. Perlu diketahui bahwa percepatan merupakan besaran vektor. Artinya tidak hanya positif, tapi juga negatif. Dalam kasus pertama, kita akan mengamati percepatan benda, dalam kasus kedua, perlambatannya.

Namun kebetulan informasi tentang jenis gerakan diajarkan kepada siswa dalam bentuk yang agak rahasia, jika bisa disebut demikian. Misalnya, dikatakan tidak ada yang bekerja pada benda atau jumlah semua gaya adalah nol. Nah, dalam hal ini Anda perlu memahaminya dengan jelas yang sedang kita bicarakan HAI gerak seragam atau tentang bagian tubuh lainnya dalam sistem koordinat tertentu. Jika Anda mengingat hukum kedua Newton (yang menyatakan bahwa jumlah semua gaya tidak lebih dari hasil kali massa suatu benda dan percepatan yang diberikan oleh aksi gaya-gaya yang bersesuaian), Anda akan dengan mudah memperhatikannya. hal yang menarik: Jika jumlah gaya adalah nol, maka hasil kali massa dan percepatan juga sama dengan nol.

Kesimpulan

Tetapi bagi kita massa adalah besaran yang konstan, dan secara apriori massa tidak boleh nol. Dalam hal ini, kesimpulan logisnya adalah tidak adanya tindakan kekuatan eksternal(atau dengan aksi kompensasinya) benda tidak memiliki percepatan. Artinya benda tersebut diam atau bergerak dengan kecepatan tetap.

Rumus gerak dipercepat beraturan

Terkadang ditemukan di literatur ilmiah suatu pendekatan yang pertama-tama diberikan rumus-rumus sederhana, dan kemudian, dengan mempertimbangkan faktor-faktor tertentu, rumus-rumus itu menjadi lebih rumit. Kita akan melakukan yang sebaliknya, yaitu pertama-tama kita akan membahas gerak dipercepat beraturan. Rumus yang digunakan untuk menghitung jarak yang ditempuh adalah sebagai berikut: S = V0t + at^2/2. Di sini V0 adalah kecepatan awal benda, a adalah percepatan (bisa negatif, maka tanda + pada rumusnya berubah menjadi -), dan t adalah waktu yang berlalu dari awal gerak sampai benda berhenti.

Rumus gerak seragam

Jika kita berbicara tentang gerak beraturan, kita ingat bahwa dalam hal ini percepatannya nol (a = 0). Gantikan nol ke dalam rumus dan dapatkan: S = V0t. Tetapi kecepatan di sepanjang rute adalah konstan, secara kasar, yaitu, kita harus mengabaikan gaya yang bekerja pada benda. Yang, omong-omong, dipraktikkan di mana-mana dalam kinematika, karena kinematika tidak mempelajari penyebab dinamika gerak yang membahas hal ini. Jadi, jika kecepatan sepanjang seluruh bagian lintasan adalah konstan, maka kecepatannya adalah nilai awal bertepatan dengan perantara mana pun, serta final. Oleh karena itu rumus jaraknya akan terlihat seperti ini: S = Vt. Itu saja.

Gerakan mekanis dianggap sebagai poin materi dan Untuk tubuh padat.

Pergerakan suatu titik material

Gerakan ke depan benda tegar mutlak adalah gerak mekanis di mana setiap ruas garis lurus yang berhubungan dengan benda tersebut selalu sejajar dengan dirinya sendiri setiap saat.

Jika Anda secara mental menghubungkan dua titik benda tegar dengan garis lurus, maka ruas yang dihasilkan akan selalu sejajar dengan dirinya sendiri dalam prosesnya. gerak maju.

Selama gerak translasi, semua titik pada benda bergerak sama besar. Artinya, mereka menempuh jarak yang sama dalam waktu yang sama dan bergerak ke arah yang sama.

Contoh gerak translasi : gerak mobil elevator, timbangan mekanis, kereta luncur yang meluncur menuruni gunung, pedal sepeda, platform kereta, piston mesin relatif terhadap silinder.

Gerakan rotasi

Selama gerak rotasi, semua titik tubuh fisik bergerak dalam lingkaran. Semua lingkaran ini terletak pada bidang yang sejajar satu sama lain. Dan pusat rotasi semua titik terletak pada satu garis lurus tetap, yang disebut sumbu rotasi. Lingkaran yang dibatasi oleh titik terletak pada bidang sejajar. Dan bidang-bidang ini tegak lurus terhadap sumbu rotasi.

Gerakan rotasi sangat umum terjadi. Jadi, pergerakan titik-titik pada tepi roda merupakan contoh gerak rotasi. Gerak rotasi digambarkan oleh baling-baling kipas, dll.

Gerak rotasi dicirikan oleh besaran fisika sebagai berikut: kecepatan sudut putaran, periode putaran, frekuensi putaran, kecepatan linier poin.

Kecepatan sudut suatu benda yang berputar beraturan disebut besaran sama dengan rasionya sudut rotasi dengan periode waktu terjadinya rotasi tersebut.

Waktu yang diperlukan suatu benda untuk melakukan perjalanan sendirian putaran penuh, ditelepon periode rotasi (T).

Banyaknya putaran yang dilakukan suatu benda per satuan waktu disebut kecepatan (f).

Frekuensi dan periode putaran dihubungkan satu sama lain melalui relasi T = 1/f.

Jika suatu titik terletak pada jarak R dari pusat putaran, maka kecepatan liniernya ditentukan dengan rumus:

Jenis-jenis gerak mekanis

Gerak mekanis dapat dipertimbangkan untuk berbagai benda mekanis:

• Pergerakan suatu titik material sepenuhnya ditentukan oleh perubahan koordinatnya terhadap waktu (misalnya, dua di pesawat). Hal ini dipelajari dengan kinematika suatu titik. Secara khusus, ciri-ciri penting gerak adalah lintasan suatu titik material, perpindahan, kecepatan dan percepatan.
  • Mudah gerak suatu titik (jika titik tersebut selalu berada pada garis lurus, kecepatannya sejajar dengan garis lurus tersebut)
  • Gerakan lengkung- pergerakan suatu titik sepanjang lintasan yang bukan garis lurus, dengan percepatan sembarang dan kecepatan sembarang setiap saat (misalnya gerak melingkar).
• Gerakan tubuh yang kaku terdiri dari pergerakan salah satu titiknya (misalnya pusat massa) dan gerakan rotasi di sekitar titik tersebut. Dipelajari oleh kinematika benda tegar.
  • Jika tidak ada putaran, maka disebut gerak progresif dan sepenuhnya ditentukan oleh pergerakan titik yang dipilih. Pergerakannya belum tentu linier.
  • Untuk deskripsi gerakan rotasi- gerakan tubuh relatif terhadap suatu titik yang dipilih, misalnya tetap pada suatu titik, menggunakan Sudut Euler. Jumlahnya dalam kasus ruang tiga dimensi adalah tiga.
  • Juga untuk benda padat ada gerakan datar- suatu gerak yang lintasan semua titik terletak pada bidang sejajar, sedangkan gerak tersebut sepenuhnya ditentukan oleh salah satu bagian benda, dan bagian benda tersebut ditentukan oleh posisi dua titik mana pun.
• Gerakan kontinum. Di sini diasumsikan bahwa pergerakan masing-masing partikel medium cukup independen satu sama lain (biasanya hanya dibatasi oleh kondisi kontinuitas medan kecepatan), oleh karena itu jumlah koordinat penentu tidak terbatas (fungsi menjadi tidak diketahui).

Geometri gerakan

Relativitas gerak

Relativitas adalah ketergantungan gerak mekanis suatu benda pada sistem acuan. Tanpa menentukan kerangka acuannya, tidak ada gunanya membicarakan gerak.

Lihat juga

Tautan

• Gerakan mekanis (video pelajaran, program kelas 10)

Yayasan Wikimedia.

2010.

Lihat apa itu “Gerakan mekanis” di kamus lain: gerakan mekanis - Berubah seiring waktu posisi bersama di luar angkasa badan material atau posisi relatif bagian-bagian tubuh tertentu. Catatan 1. Dalam ilmu mekanika, gerak mekanis secara singkat dapat disebut gerak. 2. Konsep gerak mekanis...

Lihat apa itu “Gerakan mekanis” di kamus lain: Panduan Penerjemah Teknis

Lihat apa itu “Gerakan mekanis” di kamus lain:- mekanisme judėjimas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. gerak mekanis vok. mechanische Bewegung, f rus. gerakan mekanis, n pranc. gerakan mécanique, m … Fizikos terminų žodynas

Lihat apa itu “Gerakan mekanis” di kamus lain:- ▲ kinetika mekanik gerak. kinetis. kinematika. proses mekanis proses pergerakan benda material. ↓ tidak bergerak, menyebar, berguling... - Perubahan seiring berjalannya waktu dalam posisi relatif dalam ruang benda material atau posisi relatif bagian-bagian benda tertentu...

Kamus Penjelasan Terminologi Politeknik- PERGERAKAN MEKANIK PENDUDUK, dekomp. jenis wilayah menggerakkan kita. Istilah M.D.S. muncul di babak ke-2. abad ke-19 Secara modern ilmiah Secara harfiah, istilah migrasi penduduk biasanya digunakan... Kamus Ensiklopedis Demografi

pergerakan organisme- ▲ gerak mekanis bentuk gerak : amoeboid (amoeba, leukosit darah). bersilia (flagellata, spermatozoa). berotot. ↓ jaringan otot, gerakan (hewan) ... Kamus Ideografis bahasa Rusia

pergerakan- ▲ proses perpindahan gerak stasioner proses perpindahan. gerak mutlak. gerak relatif. ↓ bergerak... Kamus Ideografis Bahasa Rusia

Daftar Isi 1 Fisika 2 Filsafat 3 Biologi ... Wikipedia

DI DALAM dalam arti luas setiap perubahan, dalam perubahan sempit posisi suatu benda dalam ruang. D.menjadi prinsip universal dalam filosofi Heraclitus (“segala sesuatu mengalir”). Kemungkinan D. dibantah oleh Parmenides dan Zeno dari Elea. Aristoteles membagi D. menjadi... ... Ensiklopedia Filsafat

Televisi mekanik adalah jenis televisi yang menggunakan perangkat elektromekanis sebagai pengganti tabung sinar katoda untuk menguraikan gambar menjadi elemen-elemen. Sistem televisi pertama bersifat mekanis dan paling sering bukan... ... Wikipedia

Buku

• Seperangkat tabel. Fisika. kelas 7 (20 meja), . Album pendidikan sebanyak 20 lembar. Besaran fisika. Pengukuran besaran fisika. Struktur materi. Molekul. Difusi. Saling tertarik