Uno de los fenómenos físicos más simples es el movimiento mecánico de los cuerpos. ¡Quién de vosotros no ha visto moverse un coche, volar un avión, pasar gente, etc.! Sin embargo, si le preguntan si el edificio en el que se encuentra se está moviendo, probablemente responderá que no. ¡Y te equivocarás!
¿Se está moviendo ahora el avión que ves en el cielo? Si está seguro de que se está moviendo, ¡de nuevo se equivoca! Pero si dice que está en reposo, en este caso su respuesta no será correcta.
¿Cómo determinar si un cuerpo en particular se está moviendo o no? Para hacer esto, primero debe comprender qué es el movimiento mecánico.
movimiento mecanico cuerpo es el proceso de cambiar su posición con respecto a algún otro cuerpo elegido como cuerpo de referencia.
Cuerpo de referencia- este es el cuerpo con respecto al cual se considera la posición de otros cuerpos. El organismo de referencia se elige arbitrariamente. Puede ser cualquier cosa: terreno, edificio, automóvil, barco, etc.
Para juzgar si un cuerpo (por ejemplo, un avión) se está moviendo o no, primero debe seleccionar un cuerpo de referencia y luego ver si la posición del cuerpo considerado cambia en relación con el cuerpo de referencia seleccionado. En este caso, el cuerpo puede moverse con respecto a un cuerpo de referencia y al mismo tiempo no moverse con respecto a otro cuerpo de referencia.
Por ejemplo, una persona sentada en un tren se mueve en relación con el lienzo. ferrocarril, pero está en reposo con respecto al vagón del tren. Una piedra que yace en el suelo está en reposo en relación con la Tierra, pero se mueve (junto con la Tierra) en relación con el Sol. El avión en el cielo se mueve en relación con las nubes, pero está en reposo en relación con el piloto sentado en el asiento.
Por eso, sin indicar el cuerpo de referencia, es imposible decir si el cuerpo dado se mueve o no. Sin un cuerpo de referencia, cualquier respuesta que dé no tendrá sentido.
¿Está en reposo el edificio en el que se encuentra ahora? La respuesta a esta pregunta depende de la elección del organismo de referencia. Si el cuerpo de referencia es la Tierra, entonces sí, está en reposo. Pero si el cuerpo de referencia es un automóvil que pasa por el edificio, entonces el edificio se moverá en relación con él.
¿Qué papel juega el tamaño del cuerpo en la descripción de su movimiento? En algunos casos, es imposible prescindir de indicar las dimensiones del cuerpo y sus partes. Cuando, por ejemplo, un automóvil ingresa a un garaje, las dimensiones del garaje y el automóvil para su propietario jugarán bastante. papel importante. Pero hay muchas situaciones en las que el tamaño del cuerpo no es importante. Si, por ejemplo, el mismo automóvil se está moviendo de Moscú a San Petersburgo y se requiere calcular el tiempo del movimiento del automóvil, entonces no nos importará cuáles son sus dimensiones.
Si las dimensiones del cuerpo son mucho más pequeñas que las distancias características del movimiento considerado en el problema, entonces se desprecian las dimensiones del cuerpo y el cuerpo se representa como punto material. La palabra "material" enfatiza su diferencia desde un punto geométrico. El punto geométrico no tiene propiedades físicas. Un punto material puede tener una masa, carga eléctrica y algunas otras características.
en moderno mecánica(teoría del movimiento de los cuerpos) los puntos materiales también se denominan partículas. Usaremos ambos términos en lo que sigue. A veces, hablando del movimiento mecánico de las partículas, usaremos el término "cuerpo", pero no debemos olvidar que este cuerpo se considera en tales condiciones cuando puede tomarse como un punto material.
Moviéndose de un lugar a otro, una partícula (o punto material) se mueve a lo largo de una línea determinada. La línea a lo largo de la cual se mueve la partícula se llama trayectoria.
Las trayectorias pueden ser forma diferente. A veces es posible juzgar la forma de la trayectoria por la huella visible dejada por el cuerpo en movimiento. Estos rastros a veces los dejan aviones en vuelo o meteoritos que barren el cielo nocturno (Fig. 8). La forma de la trayectoria depende de la elección del cuerpo de referencia. Por ejemplo, en relación con la Tierra, la trayectoria de la Luna es un círculo, y en relación con el Sol, una línea más Forma compleja(Figura 9). 
A continuación, consideraremos el movimiento de todos los cuerpos (a menos que se indique lo contrario) en relación con la Tierra.
Las trayectorias de movimiento de diferentes cuerpos pueden diferir entre sí no solo en forma, sino también en longitud.
La longitud de la trayectoria a lo largo de la cual se movió el cuerpo se llama distancia recorrida. a través de.
En la Figura 10, la línea discontinua muestra la trayectoria de un esquiador saltando desde un trampolín. La longitud de la trayectoria OA es el camino recorrido por el esquiador durante el descenso de la montaña.
Al medir una ruta, se utiliza la unidad de ruta. La unidad del camino es la unidad de longitud - metro(1 metro). En la práctica, también se utilizan otras unidades de longitud, por ejemplo:
1 km = 1000 m, 1 dm = 0,1 m, 1 cm = 0,01 m, 1 mm = 0,001 m.
1. ¿Qué es el movimiento mecánico? 2. ¿Qué organismo se denomina organismo de referencia? 3. ¿Por qué es necesario indicar con respecto a qué cuerpo de referencia se produce el movimiento? 4. ¿En qué casos se puede considerar un cuerpo como un punto material? 5. ¿Cuál es otro nombre para un punto material? 6. ¿Qué es una trayectoria? 7. ¿Cuál es la diferencia entre un camino y una trayectoria? 8. ¿Qué se mueve realmente: la Tierra alrededor del Sol o el Sol alrededor de la Tierra? 9. ¿Quién está en movimiento: un pasajero en el autobús o una persona parada en la parada del autobús? 10. ¿Puede el globo ser considerado un punto material?
Como mecánico, estudia la interacción y el movimiento de los cuerpos. La propiedad principal del movimiento es el movimiento en el espacio. Pero el movimiento en sí será diferente para diferentes observadores: esta es la relatividad del movimiento mecánico. De pie al costado de la carretera y observando un automóvil en movimiento, vemos que se nos acerca o se aleja, según la dirección en la que viajamos.
Al observar el movimiento del automóvil, determinamos cómo cambia la distancia entre el observador y el automóvil. Al mismo tiempo, si nos sentamos en un automóvil y otro automóvil se mueve frente a nosotros a la misma velocidad, se percibirá que el de adelante está parado, porque. la distancia entre los coches no cambia. Desde el punto de vista de un observador parado al costado de la carretera, el automóvil se está moviendo, desde el punto de vista de un pasajero, el automóvil está parado.
De esto se sigue la conclusión de que cada observador evalúa el movimiento a su manera, es decir la relatividad viene determinada por el punto desde el que se hace la observación. Por lo tanto, para definición exacta movimiento del cuerpo, es necesario seleccionar un punto (cuerpo), a partir del cual se evaluará el movimiento. Aquí surge involuntariamente la idea de que tal enfoque del estudio del movimiento dificulta su comprensión. A uno le gustaría encontrar algún punto, cuando se observa desde el cual el movimiento sería "absoluto", y no relativo.
Estudiando física y los físicos trataron de encontrar una solución a este problema. Los científicos, utilizando conceptos tales como "movimiento uniforme rectilíneo" y "velocidad de movimiento del cuerpo", trataron de determinar cómo se moverá este cuerpo en relación con los observadores que tienen velocidad diferente. Como resultado, se encontró que el resultado de la observación depende de la relación entre las velocidades del cuerpo y de los observadores. Si la velocidad del cuerpo es mayor, entonces se aleja, si es menor, entonces se acerca.
En todos los cálculos se utilizaron las fórmulas de la mecánica clásica, relacionando la velocidad, la distancia recorrida y el tiempo para un movimiento uniforme. La siguiente conclusión obvia es que la relatividad del movimiento mecánico es un concepto que implica el mismo flujo de tiempo para cada observador. Las fórmulas obtenidas por los científicos se denominan Fue el primero en la mecánica clásica en formular el concepto de relatividad del movimiento.
El significado físico de las transformaciones de Galileo es extremadamente profundo. Según la mecánica clásica, sus fórmulas son válidas no solo en la Tierra, sino en todo el universo. Siguiente salida de esto, el espacio es el mismo (homogéneo) en todas partes. Y dado que el movimiento es el mismo en todas las direcciones, entonces el espacio tiene las propiedades de isotropía, es decir sus propiedades son las mismas en todas las direcciones.
Así, resulta que del movimiento uniforme rectilíneo más simple y del concepto de relatividad del movimiento mecánico, se sigue extremadamente conclusión importante(o hipótesis): el concepto de "tiempo" es el mismo para todos, es decir, es universal También se sigue de esto que el espacio es isotrópico y homogéneo, y las transformaciones de Galileo son válidas en todo el universo.
Estas son conclusiones un tanto inusuales obtenidas de la observación de automóviles que pasan desde el costado de la carretera, así como de los intentos de encontrar explicaciones para lo que vieron utilizando las fórmulas de la mecánica clásica que relacionan la velocidad, la distancia y el tiempo. El simple concepto de "relatividad del movimiento mecánico" conduce a conclusiones globales que afectan los fundamentos de la comprensión del Universo.
El material se refiere a cuestiones de física clásica. Se consideran cuestiones relacionadas con la relatividad del movimiento mecánico y las conclusiones que se derivan de este concepto.
Tema 2. Relatividad del movimiento mecánico. Sistemas de referencia. Características del movimiento mecánico: movimiento, velocidad, aceleración.
Mecanica - la rama de la física que se ocupa del movimiento mecánico.
La mecánica se divide en cinemática, dinámica y estática.
La cinemática es una rama de la mecánica en la que se considera el movimiento de los cuerpos sin aclarar las causas de este movimiento.Cinemática estudia formas de describir el movimiento y la relación entre las cantidades que caracterizan estos movimientos.
La tarea de la cinemática: determinación de las características cinemáticas del movimiento (trayectoria del movimiento, desplazamiento, distancia recorrida, coordenadas, velocidad y aceleración del cuerpo), así como la obtención de ecuaciones para la dependencia de estas características en el tiempo.
movimiento mecanico del cuerpo Llamado el cambio en su posición en el espacio en relación con otros cuerpos a lo largo del tiempo.
movimiento mecanico relativamente , la expresión "el cuerpo se mueve" carece de sentido hasta que se determina en relación a lo que se considera el movimiento. El movimiento del mismo cuerpo relativo a diferentes cuerpos resulta ser diferente. Para describir el movimiento de un cuerpo, es necesario indicar en relación con qué cuerpo se considera el movimiento. Este cuerpo se llamaorganismo de referencia . El descanso también es relativo (ejemplos: un pasajero en un tren en reposo mira un tren que pasa)
la tarea principal mecánica – ser capaz de calcular las coordenadas de los puntos del cuerpo en cualquier momento.
Para solucionar esto, es necesario tener un cuerpo a partir del cual se cuenten las coordenadas, asociarle un sistema de coordenadas y tener un dispositivo para medir intervalos de tiempo.
El sistema de coordenadas, el cuerpo de referencia con el que está asociado y el instrumento para medir el tiempo forman sistema de referencia , con respecto al cual se considera el movimiento del cuerpo.
Sistemas coordinados existen:
1. unidimensional – la posición del cuerpo en la línea recta está determinada por una coordenada x.
2. bidimensional – la posición de un punto en el plano está determinada por dos coordenadas x e y.
3. tridimensional – la posición de un punto en el espacio está determinada por tres coordenadas x, y y z.
Cada cuerpo tiene un cierto tamaño. Varias partes del cuerpo están en diferentes lugares espacio. Sin embargo, en muchos problemas de mecánica no es necesario indicar las posiciones de las partes individuales del cuerpo. Si las dimensiones del cuerpo son pequeñas comparadas con las distancias a otros cuerpos, entonces este cuerpo puede ser considerado su punto material. Esto se puede hacer, por ejemplo, al estudiar el movimiento de los planetas alrededor del Sol.
Si todas las partes del cuerpo se mueven de la misma manera, ese movimiento se llama traslación.
Por ejemplo, las cabañas en la atracción Rueda Gigante, un automóvil en un tramo recto de la pista, etc., avanzan. Cuando el cuerpo avanza, también se puede considerar como un punto material.
punto materialse llama un cuerpo cuyas dimensiones, en determinadas condiciones, pueden despreciarse .
El concepto de punto material juega un papel importante en la mecánica. Un cuerpo puede ser considerado como un punto material si sus dimensiones son pequeñas comparadas con la distancia que recorre, o con la distancia que hay entre él y otros cuerpos.
Ejemplo . Dimensiones estación orbital, que está en órbita cerca de la Tierra, se puede ignorar, y al calcular la trayectoria de la nave espacial durante el acoplamiento con la estación, no se puede prescindir de tener en cuenta su tamaño.
Características del movimiento mecánico: movimiento, velocidad, aceleración.
El movimiento mecánico se caracteriza por tres cantidades físicas:desplazamiento, velocidad y aceleración.
Moviéndose con el tiempo de un punto a otro, el cuerpo (punto material) describe una cierta línea, que se llama la trayectoria del cuerpo.
La línea a lo largo de la cual se mueve el punto del cuerpo se llama trayectoria de movimiento.
La longitud de la trayectoria se llama recorrida manera.
denotadoyo, medido enmetros . (trayectoria - traza, camino - distancia)
Distancia viajada yo es igual a la longitud del arco de la trayectoria recorrida por el cuerpo en un tiempo t.Manera – escalar .
Al mover el cuerpo Llamado segmento dirigido de una línea recta que conecta la posición inicial del cuerpo con su posición posterior. El desplazamiento es una cantidad vectorial.
El vector que conecta los puntos inicial y final de la trayectoria se llama movimiento.
denotadoS , medido en metros (el desplazamiento es un vector, el módulo de desplazamiento es un escalar)
Velocidad - vector cantidad física caracterizando la velocidad de movimiento del cuerpo, numéricamente igual a la proporción desplazamiento en un pequeño período de tiempo al valor de este intervalo.
denotado v
Fórmula de velocidad:
o
Unidad de medida en SI -Sra .
En la práctica, la unidad de velocidad utilizada es km/h (36 km/h = 10 m/s).
medir la velocidadvelocímetro .
Aceleración - una cantidad física vectorial que caracteriza la tasa de cambio de velocidad, numéricamente igual a la relación entre el cambio de velocidad y el período de tiempo durante el cual ocurrió este cambio.
Si la velocidad cambia de la misma manera durante todo el tiempo de movimiento, entonces la aceleración se puede calcular mediante la fórmula:
La aceleración se mideacelerómetro
unidad SISra 2
Así, las principales cantidades físicas en la cinemática de un punto material son la distancia recorridayo, desplazamiento, velocidad y aceleración. Manerayo es una cantidad escalar. El desplazamiento, la velocidad y la aceleración son cantidades vectoriales. Para especificar una cantidad vectorial, debe especificar su módulo y especificar la dirección. Las cantidades vectoriales obedecen ciertas reglas matemáticas. Los vectores se pueden proyectar en ejes de coordenadas, se pueden sumar, restar, etc.
Relatividad del movimiento mecánico.
El movimiento mecánico es relativo. El movimiento del mismo cuerpo relativo a diferentes cuerpos resulta ser diferente.
Por ejemplo, un automóvil se está moviendo en una carretera. Hay gente en el coche. La gente se mueve junto con el coche en la carretera. Es decir, las personas se mueven en el espacio relativo a la carretera. Pero en relación con el propio coche, la gente no se mueve. Esto se manifiesta.
Para describir el movimiento de un cuerpo, es necesario indicar en relación con qué cuerpo se considera el movimiento. Este cuerpo se denomina cuerpo de referencia. La paz también es relativa. Por ejemplo, un pasajero en un tren en reposo mira un tren que pasa y no se da cuenta de qué tren se está moviendo hasta que mira al cielo o al suelo.
Todos los cuerpos del universo están en movimiento, por lo que no hay cuerpos que estén en reposo absoluto. Por la misma razón, es posible determinar si un cuerpo se mueve o no sólo en relación con algún otro cuerpo.
Por ejemplo, un automóvil se está moviendo en una carretera. El camino está en el planeta Tierra. El camino está inmóvil. Por lo tanto, es posible medir la velocidad de un vehículo con respecto a una carretera estacionaria. Pero el camino es estacionario en relación con la Tierra. Sin embargo, la Tierra misma gira alrededor del Sol. Por tanto, la carretera, junto con el coche, también gira alrededor del Sol. En consecuencia, el automóvil realiza no solo un movimiento de traslación, sino también de rotación (en relación con el Sol). Pero en relación con la Tierra, el automóvil solo realiza un movimiento de traslación. Esto se manifiestarelatividad del movimiento mecanico .
El movimiento del mismo cuerpo puede parecer diferente desde el punto de vista de diferentes observadores. La velocidad, la dirección del movimiento y el tipo de trayectoria del cuerpo serán diferentes para diferentes observadores. Sin especificar el cuerpo de referencia, no tiene sentido hablar de movimiento. Por ejemplo, un pasajero sentado en un tren está en reposo en relación con el vagón, pero se mueve con el vagón en relación con el andén de la estación.
Ilustremos ahora para diferentes observadores la diferencia en la forma de la trayectoria de un cuerpo en movimiento. Al estar en la Tierra, en el cielo nocturno puedes ver fácilmente puntos brillantes que vuelan rápido: satélites. Se mueven en órbitas circulares alrededor de la Tierra, es decir, alrededor de nosotros. sentémonos ahora astronave volando hacia el sol. Veremos que ahora cada satélite se mueve no en un círculo alrededor de la Tierra, sino en una espiral alrededor del Sol:
Relatividad del movimiento mecánico – esta es la dependencia de la trayectoria del cuerpo, la distancia recorrida, el desplazamiento y la velocidad en la elección sistemas de referencia .
El movimiento de los cuerpos se puede describir en varios sistemas referencia. Desde el punto de vista de la cinemática, todos los marcos de referencia son iguales. Sin embargo, las características cinemáticas del movimiento, como la trayectoria, el desplazamiento, la velocidad, en diferentes sistemas ah resultan ser diferentes. Las cantidades que dependen de la elección del marco de referencia en el que se miden se denominan relativas..
Galileo demostró que en las condiciones de la Tierra es prácticamente válidoley de la inercia. Según esta ley, la acción de las fuerzas sobre un cuerpo se manifiesta en cambios de velocidad; para mantener el mismo movimiento con una magnitud y dirección de velocidad constantes no se requiere la presencia de fuerzas.Los marcos de referencia en los que se satisface la ley de la inercia comenzaron a llamarse sistemas inerciales referencia (ISO) .
Los sistemas que giran o aceleran no son inerciales.
La tierra no puede considerarse completamente ISO: gira, pero para la mayoría de nuestros propósitosLos sistemas de referencia asociados con la Tierra, en una aproximación bastante buena, pueden tomarse como inerciales. Un marco de referencia que se mueve de manera uniforme y rectilínea en relación con la IFR también es inercial..
G. Galileo e I. Newton eran profundamente conscientes de lo que hoy llamamosel principio de relatividad , según el cual las leyes mecánicas de la física deben ser las mismas en todas las IFR bajo las mismas condiciones iniciales.
De esto se sigue: ninguna ISO no es diferente de otro marco de referencia. Todos los ISO son equivalentes en términos de fenómenos mecánicos.
El principio de relatividad de Galileo proviene de algunas suposiciones que se basan en nuestra experiencia diaria. En mecánica clásicaespacio Yhora consideradoabsoluto . Se supone que la longitud de los cuerpos es la misma en cualquier marco de referencia y que el tiempo fluye de la misma manera en diferentes marcos de referencia. Se asume quepeso cuerpo y tambiéntodas las fuerzas permanecen sin cambios al pasar de un ISO a otro.
Estamos convencidos de la validez del principio de la relatividad por la experiencia cotidiana, por ejemplo, en un tren o avión que se mueve uniformemente, los cuerpos se mueven de la misma manera que en la Tierra.
No existe ningún experimento que pueda usarse para establecer qué marco de referencia está realmente en reposo y cuál se está moviendo. No hay marcos de referencia en estado de reposo absoluto.
Si se lanza una moneda verticalmente hacia arriba en un carrito en movimiento, solo cambiará la coordenada del sistema operativo en el marco de referencia asociado con el carrito.
En el sistema de referencia asociado a la Tierra, cambian las coordenadas de OU y OX.
En consecuencia, la posición de los cuerpos y sus velocidades en diferentes marcos de referencia son diferentes.
Considere el movimiento del mismo cuerpo con respecto a dos marcos de referencia diferentes: estacionario y en movimiento.
Un bote cruza un río perpendicular al flujo del río, moviéndose a cierta velocidad con respecto al agua. El movimiento del bote es monitoreado por 2 observadores: uno inmóvil en la orilla, el otro en una balsa que flota río abajo. En relación con el agua, la balsa está inmóvil, y en relación con la orilla, se mueve a la velocidad de la corriente.
Asociar un sistema de coordenadas con cada observador.
X0Y es un sistema de coordenadas fijo.
X'0'Y' – sistema de coordenadas en movimiento.
S es el desplazamiento del barco relativo al CO fijo.
S 1 – movimiento del barco en relación con el CO móvil
S 2 – movimiento del marco de referencia móvil en relación con el marco de referencia fijo.
Según la ley de la suma de vectores
Obtenemos la velocidad dividiendo S por t:
v es la velocidad del cuerpo relativa al CO estacionario
v 1 - la velocidad del cuerpo en relación con el CO móvil
v 2 es la velocidad del marco de referencia en movimiento en relación con el marco de referencia fijo
Esta fórmula expresaley clásica de la suma de velocidades: la velocidad del cuerpo con respecto al CO estacionario es igual a la suma geométrica de la velocidad del cuerpo con respecto al CO móvil y la velocidad del CO móvil con respecto al CO estacionario.
En forma escalar, la fórmula se verá así:
Esta fórmula fue obtenida por primera vez por Galileo.
Principio de relatividad de Galileo : todos los marcos de referencia inerciales son iguales; el curso del tiempo, la masa, la aceleración y la fuerza se escriben de la misma manera .
« Física - Grado 10 "
Según la naturaleza de las tareas a resolver, la mecánica se divide en cinemática Y dinámica.
En cinemática se describe el movimiento de los cuerpos sin aclarar las causas que provocan dicho movimiento.
Lo primero que llama la atención al observar el mundo que nos rodea es su variabilidad. El mundo no está congelado, estático. Los cambios en él son muy diversos. Pero si le pregunta qué cambios nota con más frecuencia, entonces la respuesta, quizás, sea inequívoca: cambios en la posición de los objetos(o cuerpos, como dicen los físicos) en relación con el suelo y entre sí a lo largo del tiempo.
Ya sea que un perro corra o un automóvil corra, les sucede el mismo proceso: su posición en relación con el suelo y con respecto a usted cambia con el tiempo. se están moviendo El resorte se comprime, la tabla en la que se sentó se dobla, la posición de varias partes del cuerpo entre sí cambia.
Un cambio en la posición de un cuerpo o partes del cuerpo en el espacio en relación con otros cuerpos a lo largo del tiempo se llama movimiento mecanico .
La definición de movimiento mecánico parece simple, pero esta simplicidad es engañosa. Vuelva a leer la definición y piense si todas las palabras le resultan claras: espacio, tiempo, relativo a otros cuerpos. Lo más probable es que estas palabras requieran una explicación.
Espacio y tiempo.
El espacio y el tiempo son lo más conceptos generales la física y... lo menos claro.
No disponemos de información exhaustiva sobre el espacio y el tiempo. Pero incluso los resultados que se han obtenido hoy no pueden establecerse al comienzo del estudio de la física.
Normalmente nos basta con poder medir la distancia entre dos puntos en el espacio con una regla y los intervalos de tiempo con un reloj. Una regla y un reloj son los dispositivos más importantes para medir en mecánica, e incluso en la vida cotidiana. Uno tiene que lidiar con distancias e intervalos de tiempo en el estudio de muchos fenómenos en todos los campos de la ciencia.
"... Con respecto a otros cuerpos".
Si esta parte de la definición de movimiento mecánico ha escapado a tu atención, entonces corres el riesgo de no entender lo más importante. Por ejemplo, en el compartimiento del vagón, hay una manzana sobre la mesa. Durante la salida del tren, se pide a dos observadores (un pasajero y un guía) que respondan a la pregunta: ¿la manzana se mueve o no?
Cada observador evalúa la posición de la manzana en relación a sí mismo. El pasajero ve que la manzana está a una distancia de 1 m de él y esta distancia se mantiene en el tiempo. La persona que despide en la plataforma ve cómo, con el tiempo, la distancia entre él y la manzana aumenta.
El pasajero responde que la manzana no se mueve mecánicamente, está inmóvil; el guía dice que la manzana se está moviendo.
La ley de la relatividad del movimiento:
La naturaleza del movimiento de un cuerpo depende de los cuerpos con respecto a los cuales consideramos este movimiento.
Comencemos con el estudio del movimiento mecánico. La humanidad tardó cerca de dos mil años en emprender el camino correcto, que terminó con el descubrimiento de las leyes del movimiento mecánico.
Los intentos de los filósofos antiguos por explicar las causas del movimiento, incluido el movimiento mecánico, fueron producto de la pura fantasía. Así como, razonaron, un viajero cansado acelera sus pasos cuando se acerca a casa, una piedra que cae comienza a moverse más y más rápido a medida que se acerca a la madre tierra. Los movimientos de los organismos vivos, como los gatos, parecían en ese momento mucho más simples y comprensibles que la caída de una piedra. Sin embargo, hubo ideas brillantes. Entonces, filósofo griego Anaxágoras dijo que la Luna, si no se movía, caería sobre la Tierra, como cae una piedra de una honda.
Sin embargo, el verdadero desarrollo de la ciencia del movimiento mecánico comenzó con los trabajos del gran físico italiano G. Galileo.
Cinemática- Esta es una rama de la mecánica que estudia cómo describir los movimientos y la relación entre las cantidades que caracterizan estos movimientos.
Describir el movimiento de un cuerpo significa indicar una forma de determinar su posición en el espacio en un momento dado.
A primera vista, la tarea de descripción parece muy difícil. De hecho, mire las nubes que se arremolinan, las hojas que se balancean en la rama de un árbol. Imagina que movimiento complejo hacer los pistones de un coche que va a toda velocidad por la carretera. ¿Cómo proceder a la descripción del movimiento?
Lo más sencillo (y en física siempre van de lo simple a lo complejo) es aprender a describir el movimiento de un punto. Un punto puede entenderse, por ejemplo, como una pequeña marca hecha en un objeto en movimiento: balón de fútbol, rueda de tractor, etc. Si sabemos cómo se mueve cada punto (cada sección muy pequeña) del cuerpo, entonces sabremos cómo se mueve todo el cuerpo.
Sin embargo, cuando dices que esquiaste 10 km, nadie especificará qué parte de tu cuerpo cubrió la distancia de 10 km, aunque de ninguna manera eres el punto. EN este caso no importa de ninguna manera significativa.
Introduzcamos el concepto de un punto material - el primer modelo físico de los cuerpos reales.
punto material- un cuerpo cuyas dimensiones y forma pueden despreciarse bajo las condiciones del problema bajo consideración.
Sistema de referencia.
El movimiento de cualquier cuerpo, como ya sabemos, es un movimiento relativo. Esto significa que el movimiento de un cuerpo dado puede ser diferente en relación con otros cuerpos. Cuando estudiamos el movimiento de un cuerpo que nos interesa, necesariamente debemos indicar con respecto a qué cuerpo se está considerando este movimiento.
El cuerpo con respecto al cual se considera el movimiento se llama organismo de referencia.
Para calcular la posición de un punto (cuerpo) en relación con el cuerpo de referencia seleccionado en función del tiempo, no solo se debe asociar un sistema de coordenadas con él, sino también poder medir el tiempo. El tiempo se mide con un reloj. reloj moderno son dispositivos complejos. Te permiten medir el tiempo en segundos con una precisión de hasta el decimotercer decimal. Naturalmente, ningún reloj mecánico puede proporcionar tal precisión. Entonces, uno de los más precisos del país. reloj mecanico en la Torre Spasskaya del Kremlin son diez mil veces menos precisos que el estándar estatal de tiempo. Si el reloj de referencia no se corrige, en un segundo se atrasará o se atrasará en trescientos mil años. Está claro que en la vida cotidiana no hay necesidad de medir el tiempo con una precisión muy alta. Pero para la investigación física, la astronáutica, la geodesia, la radioastronomía, el control del tráfico aéreo, es simplemente necesaria una alta precisión en la medición del tiempo. La precisión con la que seremos capaces de calcular la posición del cuerpo en cualquier momento depende de la precisión de la medición del tiempo.
La totalidad del cuerpo de referencia, el sistema de coordenadas asociado con él y el reloj se llama sistema de referencia.
La figura muestra el marco de referencia elegido para considerar el vuelo de una pelota lanzada. En este caso, el cuerpo de referencia es la casa, los ejes de coordenadas se eligen para que la pelota vuele en el plano XOY y se usa un cronómetro para determinar el tiempo.
movimiento mecanico Se denomina cuerpo al cambio de su posición en el espacio con respecto a otros cuerpos a lo largo del tiempo. Por ejemplo, una persona que viaja en una escalera mecánica en el metro está en reposo en relación con la propia escalera mecánica y se mueve en relación con las paredes del túnel.
Tipos de movimiento mecánico:
- rectilíneo y curvilíneo, según la forma de la trayectoria;
- uniforme y desigual - de acuerdo con la ley del movimiento.
movimiento mecanico relativamente. Esto se manifiesta en el hecho de que la forma de la trayectoria, el desplazamiento, la velocidad y otras características del movimiento del cuerpo dependen de la elección del marco de referencia.
El cuerpo con respecto al cual se considera el movimiento se llama organismo de referencia. El sistema de coordenadas, el cuerpo de referencia con el que está asociado y el instrumento para medir el tiempo forman sistema de referencia , con respecto al cual se considera el movimiento del cuerpo.
A veces, el tamaño del cuerpo en comparación con la distancia a él puede despreciarse. En estos casos, el cuerpo se considera punto material.
Determinar la posición del cuerpo en un momento dado es tarea principal de la mecánica.
Las características importantes del movimiento son trayectoria de un punto material, desplazamiento, velocidad y aceleración. La línea a lo largo de la cual se mueve el punto material se llama trayectoria . La longitud de la trayectoria se llama camino (L). La unidad de medida del camino es 1m. El vector que conecta los puntos inicial y final de la trayectoria se denomina desplazamiento (). Unidad de desplazamiento-1 metro.
La forma más simple de movimiento es uniforme. movimiento rectilíneo. Un movimiento en el que el cuerpo realiza los mismos movimientos durante intervalos de tiempo iguales se llama rectilíneo. movimiento uniforme. Velocidad() - una cantidad física vectorial que caracteriza la velocidad de movimiento del cuerpo, numéricamente igual a la relación de movimiento en un pequeño período de tiempo al valor de este período. La fórmula definitoria de la velocidad tiene la forma v = s/t. unidad de velocidad - Sra. Medir la velocidad con un velocímetro.
El movimiento de un cuerpo, en el cual su velocidad cambia de la misma manera por cualquier intervalo de tiempo, se llama uniformemente acelerado o igualmente variables.
— una cantidad física que caracteriza la tasa de cambio de velocidad y es numéricamente igual a la relación del vector de cambio de velocidad por unidad de tiempo. Unidad de aceleración en SI — m/s 2 .
uniformemente acelerado, si el módulo de velocidad aumenta.- la condición de movimiento uniformemente acelerado. Por ejemplo, acelerar vehículos. medios - coches, trenes y caida libre cuerpos cercanos a la superficie terrestre ( = ).
El movimiento uniforme se llama igualmente lento si el módulo de velocidad disminuye. es la condición de cámara lenta uniforme.
Velocidad instantánea
movimiento rectilíneo uniformemente acelerado 
