Mekanik hareketin kullanıldığı yerler. Mekanik hareket nedir: fizikte hareketin tanımı

Konular Birleşik Devlet Sınavı kodlayıcısı: mekanik hareket ve çeşitleri, görelilik mekanik hareket, hız, ivme.

Hareket kavramı son derece geneldir ve en geniş kapsamı kapsar. geniş daire fenomen. Fizik okuyorlar çeşitli türler hareketler. Bunlardan en basiti mekanik harekettir. İçinde çalışılıyor mekanik.
Mekanik hareket- bu, zaman içinde diğer cisimlere göre bir cismin (veya parçalarının) uzaydaki konumunun değişmesidir.

A cismi B cismine göre konumunu değiştirirse, B cismi A cismine göre konumunu değiştirir. Başka bir deyişle, A cismi B cismine göre hareket ederse, B cismi A cismine göre hareket eder. Mekanik hareket akraba- Bir hareketi tanımlamak için hangi bedene göre değerlendirildiğini belirtmek gerekir.

Yani örneğin bir trenin yere göre hareketinden, bir yolcunun trene göre, bir sineğin yolcuya göre hareketinden vb. bahsedebiliriz. Mutlak hareket ve mutlak dinlenme kavramlarının bir anlamı yoktur: bir yolcu Trene göre hareketsiz durumdayken, yoldaki bir sütuna göre onunla birlikte hareket edecek, Dünya ile birlikte hareket edecek, günlük dönüş yapacak ve Güneş'in etrafında hareket edecektir.
Hareketin kendisine göre değerlendirildiği cisme denir referans gövdesi.

Mekaniğin asıl görevi hareket eden bir cismin herhangi bir zamanda konumunu belirlemektir. Bu sorunu çözmek için, bir cismin hareketini, noktalarının koordinatlarının zaman içinde değişmesi olarak hayal etmek uygundur. Koordinatları ölçmek için bir koordinat sistemine ihtiyacınız vardır. Zamanı ölçmek için bir saate ihtiyacınız var. Bütün bunlar birlikte bir referans çerçevesi oluşturur.

Referans çerçevesi- bu, bir koordinat sistemi ve ona sıkı bir şekilde bağlı (“içinde donmuş”) bir saat ile birlikte bir referans gövdesidir.
Referans sistemi Şekil 2'de gösterilmektedir. 1. Bir noktanın hareketi koordinat sisteminde dikkate alınır. Koordinatların kökeni bir referans gövdesidir.

Şekil 1.

vektör denir yarıçap vektörü noktalar Bir noktanın koordinatları aynı zamanda yarıçap vektörünün koordinatlarıdır.
Bir noktanın mekaniğinin ana probleminin çözümü, onun koordinatlarını zamanın fonksiyonu olarak bulmaktır: .
Bazı durumlarda incelenen nesnenin şeklini ve boyutunu göz ardı edebilir ve onu yalnızca hareketli bir nokta olarak düşünebilirsiniz.

Önemli nokta - bu, bu problem koşullarında boyutları ihmal edilebilecek bir cisimdir.
Bu nedenle, bir tren Moskova'dan Saratov'a hareket ettiğinde maddi bir nokta olarak değerlendirilebilir, ancak yolcular ona bindiğinde bu durum söz konusu olamaz. Dünya, Güneş etrafındaki hareketini tanımlarken maddi bir nokta olarak kabul edilebilir, ancak onun günlük rotasyon kendi ekseni etrafında.

Mekanik hareketin özellikleri arasında yörünge, yol, yer değiştirme, hız ve ivme bulunur.

Yörünge, yol, hareket.

Bundan sonra, hareket eden (ya da duran) bir cisimden bahsederken, daima cismin maddi bir nokta olarak alınabileceğini varsayıyoruz. İdealleştirmenin olduğu durumlar maddi nokta kullanılamaz, özel olarak belirtilecektir.

Yörünge - bu vücudun hareket ettiği çizgidir. Şek. Şekil 1'de bir noktanın yörüngesi, yarıçap vektörünün ucunun uzayda tanımladığı mavi bir yaydır.
Yol - Bu, belirli bir süre içinde vücut tarafından kat edilen yörünge bölümünün uzunluğudur.
Hareketli vücudun başlangıç ​​ve son konumunu bağlayan bir vektördür.
Cismin bir noktada hareket etmeye başladığını ve hareketini bir noktada sonlandırdığını varsayalım (Şekil 2). O zaman vücudun kat ettiği yol yörünge uzunluğudur. Bir cismin yer değiştirmesi bir vektördür.

Şekil 2.

Hız ve ivme.

Bir cismin hareketini düşünün dikdörtgen sistem tabanla koordine edilir (Şekil 3).

Şekil 3.

Belirli bir anda cismin yarıçap vektörüne sahip bir noktada olmasına izin verin.

Kısa bir süre sonra vücut kendini bir noktada buldu.
yarıçap vektörü

Vücut hareketi:

(1)

Anlık hız zamanın bir anında - bu, bu aralığın değeri sıfıra yaklaştığında hareketin bir zaman aralığına oranının sınırıdır; başka bir deyişle, bir noktanın hızı yarıçap vektörünün türevidir:

(2) ve (1)'den şunu elde ederiz:

Limitteki temel vektörlerin katsayıları türevleri verir:

(Zamana göre türev geleneksel olarak harfin üzerinde nokta ile gösterilir.) Yani,

Hız vektörünün koordinat eksenlerine izdüşümlerinin noktanın koordinatlarının türevleri olduğunu görüyoruz:

Sıfıra yaklaştığında nokta noktaya yaklaşır ve yer değiştirme vektörü teğet yönünde döner. Limitte vektörün, noktasındaki yörüngeye tam olarak teğet olarak yönlendirildiği ortaya çıktı. Bu, Şekil 2'de gösterilmektedir. 3.

Hızlanma kavramı da benzer şekilde tanıtılmıştır. Cismin hızı o an eşit olsun, kısa bir süre sonra hız eşitlenir.
Hızlanma - bu aralık sıfıra yaklaştığında hızdaki değişimin aralığa oranının sınırıdır; başka bir deyişle ivme hızın türevidir:

İvme bu nedenle “hızın değişim oranıdır”. Sahibiz:

Sonuç olarak, ivme projeksiyonları hız projeksiyonlarının türevleridir (ve dolayısıyla koordinatların ikinci türevleri):

Hızların toplamı kanunu.

İki referans sistemi olsun. Bunlardan biri konuyla ilgili hareketsiz vücut geri sayım Bu referans sistemini gösterip adını vereceğiz. hareketsiz.
ile gösterilen ikinci referans sistemi, cisme göre 1 hızıyla hareket eden bir referans cismi ile ilişkilidir. Biz buna referans sistemi diyoruz hareketli . Ek olarak, sistemin koordinat eksenlerinin kendilerine paralel hareket ettiğini (koordinat sisteminin dönüşü yoktur) varsayıyoruz, böylece vektör, hareketli sistemin sabit olana göre hızı olarak kabul edilebilir.

Sabit bir referans çerçevesi genellikle dünyayla ilişkilendirilir. Bir tren raylar boyunca düzgün bir hızda hareket ederse, tren vagonuyla ilişkili bu referans çerçevesi hareketli bir referans çerçevesi olacaktır.

Hızın herhangi Arabanın noktaları (dönen tekerlekler hariç!) eşittir. Eğer bir sinek arabanın bir noktasında hareketsiz duruyorsa, sinek yere göre 0.20 m hızla hareket eder. Sinek, araba tarafından taşınır ve bu nedenle hareketli sistemin sabit olana göre hızına denir. taşınabilir hız .

Şimdi arabanın üzerinde bir sineğin süründüğünü varsayalım. Sineğin arabaya göre hızı (yani hareketli bir sistemde) belirlenir ve çağrılır. bağıl hız. Bir sineğin yere göre hızı (yani sabit bir çerçevede) gösterilir ve denir mutlak hız .

Bu üç hızın birbiriyle nasıl ilişkili olduğunu bulalım: mutlak, göreceli ve taşınabilir.
Şek. 4 sinek bir noktayla gösterilir. Sonraki:
- sabit bir sistemdeki bir noktanın yarıçap vektörü;
- hareketli bir sistemdeki bir noktanın yarıçap vektörü;
- sabit bir sistemdeki referans cismin yarıçap vektörü.

Şekil 4.

Şekilden de görülebileceği gibi,

Bu eşitliğin farklılığını alırsak şunu elde ederiz:

(3)

(bir toplamın türevi, yalnızca bu durum için değil, türevlerin toplamına eşittir) skaler fonksiyonlar, aynı zamanda vektörler için de).
Türev sistemdeki bir noktanın hızıdır, yani mutlak hız:

Benzer şekilde türev, sistemdeki bir noktanın hızıdır, yani bağıl hızdır:

Nedir? Bu, sabit bir sistemdeki bir noktanın hızıdır, yani hareketli bir sistemin sabit bir sisteme göre taşınabilir hızıdır:

Sonuç olarak (3)'ten şunu elde ederiz:

Hızların eklenmesi kanunu. Bir noktanın sabit bir referans çerçevesine göre hızı, hareketli sistemin hızı ile noktanın hareketli sisteme göre hızının vektör toplamına eşittir. Başka bir deyişle mutlak hız, taşınabilir ve bağıl hızların toplamıdır.

Dolayısıyla, eğer bir sinek hareketli bir araba boyunca sürünürse, o zaman sineğin yere göre hızı, arabanın hızı ile sineğin arabaya göre hızının vektör toplamına eşittir. Sezgisel olarak açık sonuç!

Mekanik hareket türleri.

Bir maddi noktanın mekanik hareketinin en basit türleri düzgün ve doğrusal harekettir.
Hareket denir üniforma hız vektörünün büyüklüğü sabit kalırsa (hızın yönü değişebilir).

Hareket denir basit hız vektörünün yönü sabit kalırsa (ve hızın büyüklüğü değişebilir). Doğrusal hareketin yörüngesi, üzerinde hız vektörünün bulunduğu düz bir çizgidir.
Örneğin, dolambaçlı bir yolda sabit hızla ilerleyen bir araba, düzgün (ancak doğrusal olmayan) bir hareket yapar. Otoyolun düz bir kesiminde hızlanan bir araba düz bir çizgide (fakat eşit biçimde değil) hareket eder.

Ancak bir cismi hareket ettirirken hem hız modülü hem de yönü sabit kalırsa, o zaman harekete hareket denir. düzgün doğrusal.

Hız vektörü cinsinden daha fazlası verilebilir. kısa tanımlar bu tür hareketlere:

En önemli özel durum düzensiz hareketöyle düzgün hızlandırılmış hareket, kaldıkları yer sabit modül ve ivme vektörünün yönü:

Mekanik, maddi noktanın yanı sıra başka bir idealleştirmeyi de ele alır: katı bir cisim.
Sağlam - Bu, aralarındaki mesafelerin zamanla değişmediği bir maddi nokta sistemidir. Modeli sağlam vücudun büyüklüğünü ihmal edemeyeceğimiz ancak dikkate alamadığımız durumlarda kullanılır değiştirmek hareket sırasında vücudun büyüklüğü ve şekli.

Katı bir cismin en basit mekanik hareketi öteleme ve dönme hareketidir.
Vücudun hareketine denir ilerici, Vücudun herhangi iki noktasını birleştiren herhangi bir düz çizgi, orijinal yönüne paralel hareket ederse. Öteleme hareketi sırasında vücudun tüm noktalarının yörüngeleri aynıdır: paralel bir kayma ile birbirlerinden elde edilirler (Şekil 5).

Şekil 5.

Vücudun hareketine denir rotasyonel , eğer tüm noktaları, içinde bulunan daireleri tanımlıyorsa paralel düzlemler. Bu durumda, bu dairelerin merkezleri, tüm bu düzlemlere dik olan ve adı verilen tek bir düz çizgi üzerinde bulunur. dönme ekseni.

Şek. Şekil 6 etrafında dönen bir topu göstermektedir dikey eksen. Genelde böyle çiziyorlar küre ilgili dinamik problemlerde.

Şekil 6.

Mekanik hareket Bir cismin zaman içinde diğer cisimlere göre uzaydaki konumunun değişmesidir. Bu durumda cisimler mekanik kanunlarına göre etkileşirler.

Mekaniği açıklayan bölüm geometrik özellikler Buna neden olan sebepler dikkate alınmadan yapılan harekete kinematik denir.

Daha fazla genel anlam hareket hal değişikliği denir fiziksel sistem mesai. Örneğin bir dalganın ortamdaki hareketinden söz edebiliriz.

Mekanik hareket türleri

Mekanik hareket farklı mekanik nesneler için düşünülebilir:

• Maddi bir noktanın hareketi tamamen koordinatlarındaki zaman içindeki değişiklikle belirlenir (örneğin, bir düzlemde iki tane). Bu, bir noktanın kinematiği ile incelenir. özellikle, önemli özellikler hareketler maddi bir noktanın, yer değiştirmenin, hızın ve ivmenin yörüngesidir.
  • basit bir noktanın hareketi (her zaman düz bir çizgi üzerinde olduğunda hız bu düz çizgiye paraleldir)
  • Eğrisel hareket� - bir noktanın düz bir çizgi olmayan bir yörünge boyunca, herhangi bir zamanda isteğe bağlı hızlanma ve isteğe bağlı hızla hareketi (örneğin, bir daire içinde hareket).
• Sert vücut hareketi noktalarından herhangi birinin (örneğin kütle merkezinin) hareketinden oluşur ve dönme hareketi bu nokta civarında. Rijit cisim kinematiği ile incelenmiştir.
  • Dönme yoksa harekete denir ilerici ve tamamen seçilen noktanın hareketine göre belirlenir. Hareket mutlaka doğrusal olmak zorunda değildir.
  • Açıklama için dönme hareketi�- örneğin bir noktada sabitlenmiş, seçilen bir noktaya göre vücut hareketleri�- Euler Açılarını kullanın. Durumda onların sayısı üç boyutlu uzayüçe eşittir.
  • Ayrıca sağlam bir vücut için düz hareket�, tüm noktaların yörüngelerinin paralel düzlemlerde olduğu, tamamen vücut bölümlerinden biri tarafından belirlendiği ve vücudun kesitinin herhangi iki noktanın konumu tarafından belirlendiği bir harekettir.
• Hareket süreklilik . Burada hareketin olduğu varsayılmaktadır. bireysel parçacıklar ortamlar birbirinden oldukça bağımsızdır (genellikle yalnızca hız alanlarının sürekliliği koşullarıyla sınırlıdır), bu nedenle tanımlayıcı koordinatların sayısı sonsuzdur (fonksiyonlar bilinmez hale gelir).

Hareket geometrisi

Hareketin göreliliği

Görelilik, bir cismin mekanik hareketinin referans sistemine bağımlılığıdır. Referans sistemini belirtmeden hareketten bahsetmenin bir anlamı yok.

Mekanik konsepti. Mekanik, cisimlerin hareketini, cisimlerin etkileşimini veya bir tür etkileşim altında cisimlerin hareketini inceleyen fiziğin bir parçasıdır.

Mekaniğin asıl görevi- bu, herhangi bir zamanda vücudun konumunun belirlenmesidir.

Mekaniğin bölümleri: kinematik ve dinamik. Kinematik, hareketlerin geometrik özelliklerini, kütlelerini ve onlara etki eden kuvvetleri hesaba katmadan inceleyen mekaniğin bir dalıdır. Dinamik, cisimlerin kendilerine uygulanan kuvvetlerin etkisi altındaki hareketlerini inceleyen mekaniğin bir dalıdır.

Hareket. Hareket özellikleri. Hareket, bir cismin uzaydaki konumunun zaman içinde diğer cisimlere göre değişmesidir. Hareket özellikleri: kat edilen mesafe, hareket, hız, ivme.

Mekanik hareket – Bu, bir cismin (veya parçalarının) zaman içinde diğer cisimlere göre uzaydaki konumunun değişmesidir.

İleri hareket

Düzgün vücut hareketi. Açıklamalarla birlikte video aracılığıyla gösterilmiştir.

Düzensiz mekanik hareket- Vücudun eşit zaman aralıklarında eşit olmayan hareketler yaptığı bir harekettir.

Mekanik hareketin göreliliği. Açıklamalarla birlikte video aracılığıyla gösterilmiştir.

Mekanik harekette referans noktası ve referans sistemi. Hareketin kendisine göre değerlendirildiği cisme referans noktası denir. Mekanik hareketteki referans sistemi saatin referans noktası ve koordinat sistemidir.

Referans sistemi. Mekanik hareketin özellikleri. Referans sistemi açıklamaları olan bir video ile gösterilmektedir. Mekanik hareket aşağıdaki özelliklere sahiptir: Yörünge; Yol; Hız; Zaman.

Düz çizgi yörüngesi- Bu vücudun hareket ettiği çizgidir.

Eğrisel hareket. Açıklamalarla birlikte video aracılığıyla gösterilmiştir.

Yol ve skaler miktar kavramı. Açıklamalarla birlikte video aracılığıyla gösterilmiştir.

Mekanik hareket özelliklerinin fiziksel formülleri ve ölçü birimleri:

P ivme kavramı. Açıklamalarla birlikte bir video gösterisiyle ortaya çıktı.

İvmenin büyüklüğünü belirlemek için formül:

3. Newton'un dinamik yasaları.

Büyük fizikçi I. Newton. I. Newton, dünyevi hareket yasalarının ve gök cisimleri tamamen farklı. Tüm Evren, matematiksel olarak formüle edilebilecek tek tip yasalara tabidir.

İki temel görevler I. Newton'un fiziği ile çözüldü:

1. Mekanik için, bu bilimi katı matematik teorileri kategorisine aktaran aksiyomatik bir temelin oluşturulması.

2. Vücudun davranışını, üzerindeki dış etkilerin (kuvvetlerin) özelliklerine bağlayan dinamiklerin yaratılması.

1. Uygulanan kuvvetler tarafından bu durumu değiştirmeye zorlanana kadar her cisim, dinlenme halinde veya düzgün ve doğrusal hareket halinde tutulmaya devam eder.

2. Momentumdaki değişim uygulanan kuvvetle orantılıdır ve bu kuvvetin etki ettiği düz çizgi yönünde meydana gelir.

3. Bir eylemin her zaman eşit ve zıt bir tepkisi vardır, aksi takdirde iki cismin birbiriyle etkileşimi eşit ve zıt yönlerdedir.

I. Newton'un birinci dinamik yasası. Uygulanan kuvvetler tarafından bu durumu değiştirmeye zorlanana kadar her cisim, dinlenme veya tek biçimli ve doğrusal hareket halinde tutulmaya devam eder.

Bir cismin eylemsizliği ve eylemsizliği kavramları. Atalet, bir cismin orijinal durumunu korumaya çalıştığı bir olgudur. Atalet, bir cismin hareket durumunu sürdürme özelliğidir. Ataletin özelliği vücut kütlesi ile karakterize edilir.

Newton'un Galileo'nun mekanik teorisini geliştirmesi. Uzun zamandır herhangi bir hareketi sürdürmek için telafisi olmayan bir işlemin yapılması gerektiğine inanılıyordu dış etki diğer bedenlerden. Newton, Galileo'nun türettiği bu inançları yerle bir etti.

Atalet sistemi geri sayım. Referans çerçeveleri, bunlara göre serbest vücut düzgün ve düz bir çizgide hareket eden hareketlere atalet denir.

Newton'un ilk yasası - eylemsizlik sistemleri yasası. Newton'un birinci yasası, eylemsiz referans çerçevelerinin varlığına ilişkin bir varsayımdır. Eylemsiz referans sistemlerinde mekanik olaylar en basit şekilde anlatılmıştır.

I. Newton'un ikinci dinamizm yasası. Eylemsiz bir referans çerçevesinde, doğrusal ve düzgün hareket yalnızca cisme başka kuvvetler etki etmediğinde veya bunların etkisi telafi edildiğinde meydana gelebilir; dengeli. Açıklamalarla birlikte video aracılığıyla gösterilmiştir.

Kuvvetlerin süperpozisyonu ilkesi. Açıklamalarla birlikte video aracılığıyla gösterilmiştir.

Vücut ağırlığı kavramı. Kütle en temel unsurlardan biridir fiziksel büyüklükler. Kütle, vücudun çeşitli özelliklerini aynı anda karakterize eder ve bir dizi önemli özelliğe sahiptir.

Kuvvet, Newton'un ikinci yasasının merkezi kavramıdır. Newton'un ikinci yasası, bir cismin üzerine bir kuvvet etki ettiğinde ivmeyle hareket edeceğini belirler. Kuvvet, iki (veya daha fazla) cismin etkileşiminin bir ölçüsüdür.

İki çıkış klasik mekanik I. Newton’un ikinci yasasından:

1. Bir cismin ivmesi, cisme uygulanan kuvvetle doğrudan ilişkilidir.

2. Bir cismin ivmesi doğrudan kütlesiyle ilgilidir.

Bir cismin ivmesinin kütlesine doğrudan bağımlılığının gösterilmesi

I. Newton'un üçüncü dinamizm yasası. Açıklamalarla birlikte video aracılığıyla gösterilmiştir.

Klasik mekanik yasalarının önemi modern fizik . Newton yasalarını temel alan mekaniğe denir klasik mekanik. Klasik mekanik çerçevesinde çok küçük olmayan cisimlerin çok yüksek olmayan hızlardaki hareketi iyi tanımlanmıştır.

Demolar:

Temel parçacıkların etrafındaki fiziksel alanlar.

Gezegen modeli Rutherford ve Bohr'un atomu.

Fiziksel bir olay olarak hareket.

İleri hareket.

Düzgün doğrusal hareket

Düzensiz göreceli mekanik hareket.

Referans sisteminin video animasyonu.

Eğrisel hareket.

Yol ve yörünge.

Hızlanma.

Dinlenmenin eylemsizliği.

Süperpozisyon ilkesi.

Newton'un 2. yasası.

Dinamometre.

Bir cismin ivmesinin kütlesine doğrudan bağımlılığı.

Newton'un 3. yasası.

Güvenlik soruları:

Bir tanım formüle edin ve bilimsel konu fizik.

Formüle et fiziksel özellikler, tüm doğal olaylarda ortaktır.

Dünyanın fiziksel resminin evrimindeki ana aşamaları formüle edin.

Modern bilimin 2 temel ilkesini adlandırın.

Dünyanın mekanik modelinin özelliklerini adlandırın.

Moleküler kinetik teorinin özü nedir?

Dünyanın elektromanyetik resminin ana özelliklerini formüle edin.

Fiziksel alan kavramını açıklayınız.

Elektrik ve manyetik alanlar arasındaki özellikleri ve farklılıkları tanımlar.

Elektromanyetik ve yerçekimi alanı kavramlarını açıklar.

“Atomun Gezegen Modeli” kavramını açıklayınız

Dünyanın modern fiziksel resminin özelliklerini formüle edin.

Dünyanın modern fiziksel resminin ana hükümlerini formüle edin.

A. Einstein'ın görelilik teorisinin anlamını açıklayın.

“Mekanik” kavramını açıklayın.

Mekaniğin ana bölümlerini adlandırın ve tanımlarını verin.

Ana olanları adlandırın fiziksel özellikler hareketler.

İleri mekanik hareketin işaretlerini formüle edin.

Düzgün ve düzensiz mekanik hareketin işaretlerini formüle edin.

Mekanik hareketin göreliliğinin işaretlerini formüle edin.

Fiziksel kavramların anlamını açıklayın: “Mekanik harekette referans noktası ve referans sistemi.”

Referans sistemindeki mekanik hareketin temel özelliklerini adlandırın.

Doğrusal hareket yörüngesinin temel özelliklerini adlandırın.

Eğrisel hareketin temel özelliklerini adlandırın.

Tanımlamak fiziksel kavram: "Yol".

Fiziksel kavramı tanımlayın: “Skaler miktar”.

Mekanik hareketin özelliklerine ilişkin fiziksel formülleri ve ölçü birimlerini yeniden üretin.

Formüle et fiziksel anlam kavram: "Hızlanma".

Oynamak fiziksel formül ivmenin büyüklüğünü belirlemek için

I. Newton fiziğinin çözdüğü iki temel problemi adlandırın.

I. Newton'un birinci dinamik yasasının ana anlamlarını ve içeriğini yeniden üretin.

Bir cismin eylemsizliği ve eylemsizliği kavramının fiziksel anlamını formüle edin.

Newton Galileo'nun mekanik teorisini nasıl geliştirdi?

Kavramın fiziksel anlamını formüle edin: "Eylemsiz referans çerçevesi."

Newton'un birinci yasası neden eylemsizlik sistemleri yasasıdır?

I. Newton'un ikinci dinamizm yasasının ana anlamlarını ve içeriğini yeniden üretin.

I. Newton tarafından türetilen kuvvetlerin üst üste binmesi ilkesinin fiziksel anlamını formüle edin.

Vücut kütlesi kavramının fiziksel anlamını formüle edin.

Gücün olduğunu haklı çıkarın merkezi konsept Newton'un ikinci yasası.

I. Newton'un ikinci yasasına dayanarak klasik mekaniğin iki sonucunu formüle edin.

I. Newton'un üçüncü dinamik yasasının ana anlamlarını ve içeriğini yeniden üretin.

Klasik mekanik yasalarının modern fizik açısından önemini açıklayın.

Edebiyat:

1. Akhmedova T.I., Mosyagina O.V. Bilim: öğretici/ T.I. Akhmedova, O.V. Mosyagina. – M.: RAP, 2012. – S. 34-37.

Başlangıç ​​noktası nedir? Mekanik hareket nedir?

Andreus-baba-ndrey

Bir cismin mekanik hareketi, zamanla diğer cisimlere göre uzaydaki konumunun değişmesidir. Bu durumda cisimler mekanik kanunlarına göre etkileşirler. Hareketin geometrik özelliklerini, buna neden olan nedenleri dikkate almadan açıklayan mekaniğin dalına kinematik denir.

Daha genel anlamda hareket, fiziksel bir sistemin durumundaki herhangi bir uzaysal veya zamansal değişikliktir. Örneğin bir dalganın ortamdaki hareketinden söz edebiliriz.

* Maddi bir noktanın hareketi tamamen koordinatlarının zaman içindeki değişimiyle belirlenir (örneğin düzlemde iki nokta). Bu, bir noktanın kinematiği ile incelenir.
O Düz çizgi hareketi nokta (her zaman düz bir çizgi üzerinde olduğunda hız bu düz çizgiye paraleldir)
o Eğrisel hareket, bir noktanın düz bir çizgi olmayan bir yörünge boyunca, herhangi bir zamanda keyfi ivme ve keyfi hızla hareketidir (örneğin, bir daire içindeki hareket).
* Katı bir cismin hareketi, herhangi bir noktasının (örneğin kütle merkezinin) hareketinden ve bu nokta etrafındaki dönme hareketinden oluşur. Rijit cisim kinematiği ile incelenmiştir.
o Dönme yoksa harekete öteleme denir ve tamamen seçilen noktanın hareketiyle belirlenir. Mutlaka doğrusal olması gerekmediğini unutmayın.
o Dönme hareketini tanımlamak için - bir cismin seçilen bir noktaya göre hareketi, örneğin bir noktada sabit, Euler Açıları kullanılır. Üç boyutlu uzayda sayıları üçtür.
o Ayrıca katı bir cisim için düzlemsel hareket ayırt edilir - tüm noktaların yörüngelerinin paralel düzlemlerde yer aldığı, tamamen gövdenin bölümlerinden biri tarafından belirlendiği ve gövdenin bölümünün ise cisim tarafından belirlendiği bir hareket. herhangi iki noktanın konumu.
* Sürekli hareket. Burada, ortamın bireysel parçacıklarının hareketinin birbirinden oldukça bağımsız olduğu (genellikle yalnızca hız alanlarının sürekliliği koşullarıyla sınırlı olduğu) varsayılır, bu nedenle tanımlayıcı koordinatların sayısı sonsuzdur (fonksiyonlar bilinmez hale gelir).
Görelilik - bir cismin mekanik hareketinin, referans sistemini belirtmeden bir referans sistemine bağımlılığı - hareket hakkında konuşmanın bir anlamı yok.

Daniil Yuryev

Mekanik hareket türleri [değiştir | wiki metnini düzenle]
Mekanik hareket farklı mekanik nesneler için düşünülebilir:
Maddi bir noktanın hareketi tamamen koordinatlarındaki zaman içindeki bir değişiklikle belirlenir (örneğin, bir düzlem için - apsis ve koordinattaki bir değişiklik ile). Bu, bir noktanın kinematiği ile incelenir. Özellikle hareketin önemli özellikleri maddi bir noktanın yörüngesi, yer değiştirme, hız ve ivmedir.
Bir noktanın doğrusal hareketi (her zaman düz bir çizgi üzerinde olduğunda hız bu düz çizgiye paraleldir)
Eğrisel hareket, bir noktanın düz bir çizgi olmayan bir yörünge boyunca, herhangi bir zamanda isteğe bağlı hızlanma ve isteğe bağlı hızla hareketidir (örneğin, bir daire içindeki hareket).
Katı bir cismin hareketi, herhangi bir noktasının (örneğin kütle merkezinin) hareketinden ve bu nokta etrafındaki dönme hareketinden oluşur. Rijit cisim kinematiği ile incelenmiştir.
Dönme yoksa harekete öteleme denir ve tamamen seçilen noktanın hareketiyle belirlenir. Hareket mutlaka doğrusal olmak zorunda değildir.
Dönme hareketini (örneğin bir noktada sabitlenmiş bir cismin seçilen bir noktaya göre hareketi) tanımlamak için Euler Açıları kullanılır. Üç boyutlu uzayda sayıları üçtür.
Ayrıca, katı bir cisim için düzlemsel hareket ayırt edilir - tüm noktaların yörüngelerinin paralel düzlemlerde olduğu, tamamen vücudun bölümlerinden biri tarafından belirlendiği ve vücudun bölümünün herhangi iki noktanın konumu.
Sürekli bir ortamın hareketi. Burada, ortamın bireysel parçacıklarının hareketinin birbirinden oldukça bağımsız olduğu (genellikle yalnızca hız alanlarının sürekliliği koşullarıyla sınırlı olduğu) varsayılır, bu nedenle tanımlayıcı koordinatların sayısı sonsuzdur (fonksiyonlar bilinmez hale gelir).

Mekanik hareket. Yol. Hız. Hızlanma

Lara

Mekanik hareket, bir cismin (veya parçalarının) diğer cisimlere göre konumundaki değişikliktir.
Vücudun konumu koordinatla belirtilir.
Maddi bir noktanın hareket ettiği çizgiye yörünge denir. Yörüngenin uzunluğuna yol denir. Yolun birimi metredir.
Yol = hız * zaman. S=v*t.

Mekanik hareket üç fiziksel büyüklükle karakterize edilir: yer değiştirme, hız ve ivme.

Buradan çizilen yönlendirilmiş çizgi parçası başlangıç ​​konumu noktanın son konumuna taşınmasına yer değiştirme (ler) adı verilir. Yer değiştirme vektörel bir büyüklüktür. Hareketin birimi metredir.

Hız, bir vücudun hareket hızını karakterize eden, kısa bir süre boyunca hareketin bu zaman periyodunun değerine oranına sayısal olarak eşit olan bir vektör fiziksel niceliktir.
Hız formülü v = s/t'dir. Hızın birimi m/s'dir. Pratikte kullanılan hız birimi km/saattir (36 km/saat = 10 m/s).

İvme, hızdaki değişimin oranını karakterize eden, sayısal olarak hızdaki değişimin bu değişimin meydana geldiği zaman periyoduna oranına eşit olan vektörel bir fiziksel niceliktir. İvmeyi hesaplama formülü: a=(v-v0)/t; İvmenin birimi metre/(saniyenin karesi)'dir.

Mekanik hareket nedir ve nasıl karakterize edilir? Bu tür bir hareketi anlamak için hangi parametreler tanıtıldı? Bu durumda en sık hangi terimler kullanılır? Bu yazıda bu soruları cevaplayacağız, mekanik hareketi ele alacağız. farklı noktalar görünümde örnekler vereceğiz ve ilgili konuyla ilgili fizik problemlerinin çözümlerini ele alacağız.

Temel Kavramlar

Okuldan beri bize mekanik hareketin, bir cismin sistemdeki diğer cisimlere göre herhangi bir anda konumunda meydana gelen bir değişiklik olduğu öğretildi. Aslında durum böyle. Bulunduğumuz sıradan evi sıfır kabul edelim koordinat sistemi. Evin koordinatların orijini olacağını ve apsis ile ordinat ekseninin herhangi bir yönde ondan çıkacağını hayal edin.

Bu durumda evin içindeki ve dışındaki hareketimiz referans çerçevesinde vücudun mekanik hareketini açıkça gösterecektir. Bir noktanın bir koordinat sistemi boyunca hareket ettiğini, zamanın her anında koordinatını hem apsise hem de ordinat eksenine göre değiştirdiğini hayal edin. Her şey basit ve net olacak.

Mekanik hareketin özellikleri

Bu nasıl bir hareket olabilir? Fizik ormanına çok fazla dalmayacağız. Maddi bir noktanın hareket ettiği en basit durumları ele alalım. Doğrusal harekete bölünmüştür ve eğrisel hareket. Prensip olarak, başlıkta her şeyin zaten açık olması gerekir, ancak her ihtimale karşı, bunun hakkında daha spesifik olarak konuşalım.

Maddi bir noktanın doğrusal hareketine, düz bir çizgi biçiminde bir yörünge boyunca meydana gelen böyle bir hareket adı verilecektir. Örneğin, bir araba, dönüşü olmayan bir yolun hemen altından geçiyor. Veya benzer bir yolun bir bölümü boyunca. Bu doğrusal bir hareket olacaktır. Bu durumda, düzgün veya düzgün şekilde hızlandırılmış olabilir.

Maddi bir noktanın eğrisel hareketine, düz bir çizgi biçimine sahip olmayan bir yörünge boyunca gerçekleştirilen böyle bir hareket adı verilecektir. Yörünge kesikli bir çizgi veya kapalı bir çizgi olabilir. Yani dairesel bir yörünge, elipsoidal bir yörünge vb.

Nüfusun mekanik hareketi

Bu tür hareketlerin fizikle neredeyse hiçbir ilgisi yoktur. Ancak hangi bakış açısıyla algıladığımıza bağlı. Genel olarak nüfusun mekanik hareketi ne denir? Göç süreçleri sonucunda ortaya çıkan bireylerin yer değiştirmesini ifade eder. Bu hem dış hem de iç göç olabilir. Süreye bağlı olarak, nüfusun mekanik hareketi kalıcı ve geçici (artı sarkaçlı ve mevsimsel) olarak ikiye ayrılır.

Bu süreci şöyle düşünürsek fiziksel nokta görünüm, o zaman tek bir şey söylenebilir: bu hareket, gezegenimizle - Dünya ile ilişkili referans sistemindeki maddi noktaların hareketini mükemmel bir şekilde gösterecektir.

Düzgün mekanik hareket

Adından da anlaşılacağı gibi vücudun hızının belirli bir değere sahip olduğu, modülde sabit tutulan bir hareket türüdür. Yani düzgün hareket eden bir cismin hızı değişmez. İÇİNDE gerçek hayat pek fark edemiyoruz ideal örnekler düzgün mekanik hareket. Saatte 60 kilometre hızla bir araba kullanabileceğinize oldukça makul bir şekilde itiraz edebilirsiniz. Evet kesinlikle hız göstergesi araç benzer bir değer gösterebilir, ancak bu aslında arabanın hızının saatte tam olarak altmış kilometre olacağı anlamına gelmez.

Ne hakkında konuşuyoruz? Bildiğimiz gibi öncelikle tüm ölçü aletlerinin belli bir hatası vardır. Cetveller, teraziler, mekanik ve elektronik cihazlar- hepsinin belli bir hatası, yanlışlığı var. Bir düzine cetvel alıp yan yana yerleştirerek bunu kendiniz görebilirsiniz. Bundan sonra milimetre işaretleri ile uygulamaları arasında bazı farklılıklar olduğunu fark edebilirsiniz.

Aynı şey hız göstergesi için de geçerli. Belli bir hatası var. Aletler için hata sayısal olarak bölme değerinin yarısına eşittir. Arabalarda hız göstergesi saatte 10 kilometre hatalı olacaktır. Bu nedenle belli bir anda şu ya da bu hızda hareket ettiğimizden emin olmak imkansızdır. Yanlışlığa neden olacak ikinci faktör, araca etki eden kuvvetler olacaktır. Ancak kuvvetler ivmeyle ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır, bu yüzden bu konu hakkında biraz sonra konuşacağız.

Çoğu zaman, tekdüze hareket fiziksel problemlerden ziyade matematiksel nitelikteki problemlerde ortaya çıkar. Orada motosikletçiler, kamyonlar ve arabalar, zamanın farklı noktalarında eşit büyüklükte, aynı hızda hareket ederler.

Düzgün hızlandırılmış hareket

Fizikte bu tür hareketlere oldukça sık rastlanır. Hem 9. hem de 11. sınıfların “A” bölümündeki problemlerde bile ivmeli işlem yapabilmeniz gereken görevler var. Örneğin, vücut hareketi grafiğinin çizildiği “A-1” koordinat eksenleri ve arabanın belirli bir sürede ne kadar yol kat ettiğini hesaplamanız gerekir. Üstelik aralıklardan biri düzgün hareket gösterebilirken, ikincisinde önce ivmeyi hesaplamak ve ancak daha sonra kat edilen mesafeyi hesaplamak gerekir.

Hareketin düzgün ivmeli olduğunu nasıl anlarsınız? Genellikle görevler bununla ilgili doğrudan bilgi sağlar. Yani, ya ivmenin sayısal bir göstergesi vardır ya da ivmeyi belirlememizi sağlayan parametreler verilmiştir (zaman, hız değişimi, mesafe). Hızlanmanın vektörel bir büyüklük olduğuna dikkat edilmelidir. Bu, yalnızca olumlu değil aynı zamanda olumsuz da olabileceği anlamına gelir. İlk durumda, vücudun hızlanmasını, ikincisinde ise yavaşlamasını gözlemleyeceğiz.

Ancak öyle olur ki, hareketin türü hakkındaki bilgiler öğrenciye biraz gizli bir şekilde, eğer buna öyle diyebilirseniz, öğretilir. Örneğin cisme hiçbir şeyin etki etmediği veya tüm kuvvetlerin toplamının sıfır olduğu söylenir. Peki, bu durumda şunu açıkça anlamalısınız hakkında konuşuyoruz O düzgün hareket veya belirli bir koordinat sistemindeki bir vücudun geri kalanı hakkında. Newton'un ikinci yasasını (tüm kuvvetlerin toplamının, bir cismin kütlesi ile ilgili kuvvetlerin etkisi altında verilen ivmenin çarpımından başka bir şey olmadığını belirten) hatırlarsanız, bir tanesini kolaylıkla fark edeceksiniz. ilginç şey: Kuvvetlerin toplamı sıfır ise kütle ile ivmenin çarpımı da sıfır olacaktır.

Çözüm

Ancak kütle bizim için sabit bir miktardır ve a priori sıfır olamaz. Bu durumda, mantıksal sonuç, eylemin yokluğunda şu olacaktır: dış kuvvetler(veya bunların telafi edilmiş etkisiyle) vücudun ivmesi yoktur. Bu, ya hareketsiz olduğu ya da sabit hızla hareket ettiği anlamına gelir.

Düzgün hızlandırılmış hareket için formül

Bazen bulunur bilimsel literatürönce basit formüllerin verildiği, daha sonra belirli faktörler dikkate alınarak daha karmaşık hale getirildiği bir yaklaşım. Biz bunun tersini yapacağız, yani ilk önce düzgün ivmeli hareketi ele alacağız. Kat edilen mesafenin hesaplandığı formül şu şekildedir: S = V0t + at^2/2. Burada V0 başlangıç ​​hızı a cismin ivmesidir (negatif olabilir, bu durumda formüldeki + işareti - olarak değişir), t ise hareketin başlangıcından cismin durmasına kadar geçen süredir.

Düzgün hareket formülü

Düzgün hareketten bahsedersek bu durumda ivmenin sıfır (a = 0) olduğunu hatırlarız. Formülde sıfırı yerine koyun ve şunu elde edin: S = V0t. Ancak tüm yol boyunca hız sabittir, kabaca konuşursak, yani vücuda etki eden kuvvetleri ihmal etmemiz gerekecek. Bu arada, kinematik hareketin nedenlerini incelemediği için kinematikte bu her yerde uygulanır; dinamik bununla ilgilenir. Yani, rotanın tüm bölümü boyunca hız sabitse, o zaman başlangıç ​​değeri herhangi bir ara ve finalle çakışır. Bu nedenle mesafe formülü şu şekilde görünecektir: S = Vt. İşte bu.

Mekanik hareket dikkate alınır maddi nokta veİçin sağlam gövde.

Maddi bir noktanın hareketi

İleri hareket Kesinlikle katı bir cisim, bu cisimle ilişkili herhangi bir düz çizgi parçasının zamanın herhangi bir anında daima kendisine paralel olduğu mekanik bir harekettir.

Sert bir cismin herhangi iki noktasını zihinsel olarak düz bir çizgiyle bağlarsanız, ortaya çıkan parça bu süreçte her zaman kendisine paralel olacaktır. ileri hareket.

Öteleme hareketi sırasında vücudun tüm noktaları eşit şekilde hareket eder. Yani aynı zamanda, aynı mesafeyi kat ederler ve aynı yönde hareket ederler.

Öteleme hareketine örnekler: Bir asansör kabininin hareketi, mekanik terazi, dağdan aşağı koşan bir kızak, bisiklet pedalları, bir platform tren, silindirlere göre motor pistonları.

Dönme hareketi

Dönme hareketi sırasında tüm noktalar fiziksel vücut daireler çizerek hareket ediyor. Bütün bu daireler birbirine paralel düzlemlerde yer almaktadır. Ve tüm noktaların dönme merkezleri, sabit bir düz çizgi üzerinde bulunur. dönme ekseni. Noktalarla tanımlanan daireler paralel düzlemlerde bulunur. Ve bu düzlemler dönme eksenine diktir.

Dönme hareketi çok yaygındır. Dolayısıyla bir tekerleğin kenarındaki noktaların hareketi dönme hareketine bir örnektir. Dönme hareketi bir fan pervanesi vb. ile tanımlanır.

Dönme hareketi aşağıdaki fiziksel büyüklüklerle karakterize edilir: açısal hız dönüş, dönüş periyodu, dönüş sıklığı, doğrusal hız puan.

Açısal hız Düzgün dönen bir cismin miktarına miktar denir orana eşit dönme açısının bu dönmenin meydana geldiği zaman periyoduna oranı.

Bir bedenin tek başına seyahat etmesi için gereken süre tam dönüş, isminde rotasyon süresi (T).

Bir cismin birim zamanda yaptığı devir sayısına denir dönüş hızı (f).

Dönme sıklığı ve periyodu aşağıdaki ilişki ile birbiriyle ilişkilidir: T = 1/f.

Bir nokta dönme merkezinden R mesafesinde bulunuyorsa, doğrusal hızı aşağıdaki formülle belirlenir:

Mekanik hareket türleri

Mekanik hareket farklı mekanik nesneler için düşünülebilir:

• Maddi bir noktanın hareketi tamamen koordinatlarındaki zaman içindeki değişiklikle belirlenir (örneğin, bir düzlemde iki tane). Bu, bir noktanın kinematiği ile incelenir. Özellikle hareketin önemli özellikleri maddi bir noktanın yörüngesi, yer değiştirme, hız ve ivmedir.
  • basit bir noktanın hareketi (her zaman düz bir çizgi üzerinde olduğunda hız bu düz çizgiye paraleldir)
  • Eğrisel hareket- bir noktanın düz bir çizgi olmayan bir yörünge boyunca, herhangi bir zamanda keyfi ivme ve keyfi hızla hareketi (örneğin, bir daire içinde hareket).
• Sert vücut hareketi noktalarından herhangi birinin (örneğin kütle merkezinin) hareketinden ve bu nokta etrafındaki dönme hareketinden oluşur. Rijit cisim kinematiği ile incelenmiştir.
  • Dönme yoksa harekete denir ilerici ve tamamen seçilen noktanın hareketine göre belirlenir. Hareket mutlaka doğrusal olmak zorunda değildir.
  • Açıklama için dönme hareketi- örneğin bir noktada sabitlenmiş, seçilen bir noktaya göre vücut hareketleri Euler Açılarını kullanın. Üç boyutlu uzayda sayıları üçtür.
  • Ayrıca sağlam bir vücut için düz hareket- tüm noktaların yörüngelerinin paralel düzlemlerde olduğu, tamamen vücudun bölümlerinden biri tarafından belirlendiği ve vücudun bölümünün herhangi iki noktanın konumu tarafından belirlendiği bir hareket.
• Sürekli hareket. Burada, ortamın bireysel parçacıklarının hareketinin birbirinden oldukça bağımsız olduğu (genellikle yalnızca hız alanlarının sürekliliği koşullarıyla sınırlı olduğu) varsayılır, bu nedenle tanımlayıcı koordinatların sayısı sonsuzdur (fonksiyonlar bilinmez hale gelir).

Hareket geometrisi

Hareketin göreliliği

Görelilik, bir cismin mekanik hareketinin referans sistemine bağımlılığıdır. Referans sistemini belirtmeden hareketten bahsetmenin bir anlamı yok.

Ayrıca bakınız

Bağlantılar

• Mekanik hareket (video dersi, 10. sınıf programı)

Wikimedia Vakfı.

2010.

Diğer sözlüklerde “Mekanik hareket” in ne olduğuna bakın: mekanik hareket - Zamanla değişim karşılıklı konum uzayda maddi organlar veya belirli bir gövdenin parçalarının göreceli konumu. Notlar 1. Mekanikte mekanik harekete kısaca hareket denilebilir. 2. Mekanik hareket kavramı...

Diğer sözlüklerde “Mekanik hareket” in ne olduğuna bakın: Teknik Çevirmen Kılavuzu

Diğer sözlüklerde “Mekanik hareket” in ne olduğuna bakın:- mechaninis judėjimas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. mekanik hareket vok. mechanische Bewegung, f rus. mekanik hareket, n pranc. mouvement mécanique, m … Fizikos terminų žodynas

Diğer sözlüklerde “Mekanik hareket” in ne olduğuna bakın:- ▲ hareketin mekanik kinetiği. kinetik. kinematik. mekanik süreçler maddi cisimlerin hareket süreçleri. ↓ hareketsiz, yayılıyor, yuvarlanıyor... - Maddi cisimlerin uzaydaki göreceli konumlarında veya belirli bir gövdenin parçalarının göreceli konumlarında zaman içinde değişiklik...

Politeknik terminolojik açıklayıcı sözlük- NÜFUSUN MEKANİK HAREKETİ, ayrışma. bölge türleri bizi hareket ettiriyor. M.D.S. terimi 2. yarıda ortaya çıktı. 19. yüzyıl Modern olarak ilmi Kelimenin tam anlamıyla, nüfus göçü terimi genellikle kullanılır... Demografik Ansiklopedik Sözlük

organizmaların hareketi- ▲ mekanik hareket hareket şekli: amip (amip, kan lökositleri). siliyer (kamçılı, spermatozoa). kas. ↓ kas dokusu, hareketler (hayvan) ... İdeografik sözlük Rus dili

hareket- ▲ hareket etme süreci hareket etme sabit hareket süreci. mutlak hareket. bağıl hareket. ↓ hareket et... Rus Dilinin İdeografik Sözlüğü

İçindekiler 1 Fizik 2 Felsefe 3 Biyoloji ... Vikipedi

İÇİNDE geniş anlamda Bir cismin uzaydaki konumunda meydana gelen dar bir değişiklik. D. oldu evrensel prensip Herakleitos'un felsefesinde ("her şey akar"). D.'nin olasılığı Parmenides ve Elea'lı Zenon tarafından reddedildi. Aristoteles D.'yi ikiye böldü... ... Felsefi Ansiklopedi

Mekanik televizyon, görüntüleri öğelere ayırmak için katot ışın tüpleri yerine elektromekanik cihazlar kullanan bir televizyon türüdür. İlk televizyon sistemleri mekanikti ve çoğunlukla... ... Vikipedi

Kitaplar

• Tablolar seti. Fizik. 7. sınıf (20 tablo), . 20 sayfalık eğitici albüm. Fiziksel miktarlar. Fiziksel büyüklüklerin ölçümü. Maddenin yapısı. Moleküller. Difüzyon. Karşılıklı çekim