Հղման համակարգեր. Կինեմատիկա. Մեխանիկական շարժում. Նյութական կետ. Հետագիծ. Ճանապարհ

Կինեմատիկա

Մեխանիկական շարժում - սա ժամանակի ընթացքում տարածության մեջ մարմինների դիրքի փոփոխություն է միմյանց նկատմամբ:
Մեխանիկական շարժումը կարող է լինել ուղիղ կամ կոր, միատեսակ կամ անհավասար:

Նյութական կետը մարմին է, որի չափն ու ձևը կարելի է անտեսել խնդիրը լուծելիս:
Պայմաններ, որոնց դեպքում մարմինը կարող է համարվել նյութական կետ.
1. եթե դրա չափերը փոքր են՝ համեմատած նրա անցած տարածության հետ:
2. եթե առաջ է գնում.
Ի՞նչ է թարգմանական շարժումը:
Մարմինը շարժվում է աստիճանաբար, եթե նրա բոլոր կետերը շարժվում են նույն կերպ։
կամ մարմինը շարժվում է թարգմանաբար, եթե այս մարմնի երկու կետերով գծված ուղիղ գիծը, երբ այն շարժվում է, տեղաշարժվում է իր սկզբնական դիրքին զուգահեռ։

Հղման համակարգ (CO)

Հղման մարմինը, հարակից կոորդինատային համակարգը և շարժման ժամանակը հաշվելու ժամացույցը կազմում են հղման համակարգ:
Հղման մարմինը մարմին է, որի նկատմամբ որոշվում է այլ (շարժվող) մարմինների դիրքը։

Շարժման հարաբերականություն

Մի մարդ քայլում է վագոնի երկայնքով՝ հակառակ գնացքի շարժմանը (նկ. 1): Գնացքի արագությունը երկրի մակերևույթի նկատմամբ 20 մ/վ է, իսկ մարդու արագությունը մեքենայի նկատմամբ՝ 1 մ/վ։ Որոշեք, թե ինչ արագությամբ և որ ուղղությամբ է մարդը շարժվում երկրի մակերևույթի համեմատ:

Եկեք այսպես պատճառաբանենք. Եթե ​​մարդը վագոնի երկայնքով չքայլեր, ուրեմն գնացքի հետ կշարժվեր 40 մ հեռավորության վրա, բայց այս ընթացքում նա գնացքի ընթացքի դեմ անցավ 1 մ տարածություն։ Հետևաբար, 1 վրկ-ին հավասար ժամանակում այն ​​երկրի մակերևույթի համեմատ տեղաշարժվել է ընդամենը 19 մ-ով գնացքի շարժման ուղղությամբ։ Սա նշանակում է, որ մարդու արագությունը երկրի մակերևույթի նկատմամբ կազմում է 19 մ/վ և ուղղված է նույն ուղղությամբ, ինչ գնացքի արագությունը։ Այսպիսով, գնացքի հետ կապված հղման համակարգում մարդը շարժվում է 1 մ/վ արագությամբ, իսկ երկրի մակերևույթի ցանկացած մարմնի հետ կապված՝ 19 մ/վ արագությամբ, և սրանք. արագություններն ուղղված են հակառակ ուղղություններով... Մենք դա տեսնում ենք արագությունը հարաբերական է, այսինքն՝ նույն մարմնի արագությունը ներսում տարբեր համակարգերհաշվարկը կարող է տարբեր լինել ըստ թվային արժեք, և ուղղությամբ։

Հիմա անդրադառնանք մեկ այլ օրինակի։ Պատկերացրեք ուղղաթիռը, որը ուղղահայաց իջնում ​​է գետնին: Ուղղաթիռի հետ կապված պտուտակի ցանկացած կետ, օրինակ՝ կետ Ա (նկ. 2), ամբողջ ժամանակ կշարժվի շրջանագծի մեջ, որը նկարում ներկայացված է հոծ գծի տեսքով: Գետնի վրա գտնվող դիտորդի համար նույն կետը կշարժվի պտուտակաձև ճանապարհով (հատված գիծ): Այս օրինակից պարզ է դառնում, որ շարժման հետագիծը նույնպես հարաբերական է, այսինքն. Նույն մարմնի շարժման հետագիծը կարող է տարբեր լինել տարբեր հղման համակարգերում:

Այստեղից հետևում է, որ ճանապարհը հարաբերական արժեք է, չէ՞ որ ուղին համարվում է ժամանակի ընթացքում մարմնի անցած հետագծի բոլոր հատվածների երկարությունների գումարը: Սա հատկապես ակնհայտ է այն դեպքերում, երբ ֆիզիկական մարմինշարժվում է մեկ հղման համակարգում և հանգստանում մյուսում: Օրինակ՝ շարժվող գնացքում նստած մարդը որոշակի ճանապարհ է անցնում Երկրի հետ կապված շրջանակում, սակայն գնացքի հետ կապված հղման շրջանակում նրա ճանապարհը զրո է։

Այսպիսով, հարաբերականություն շարժում, դրսևորվում է v այդ արագությունը, հետագիծը, ճանապարհը և մի քանի Շարժման մյուս բնութագրերը հարաբերական են, այսինքն՝ դրանք կարող են տարբեր լինել տարբեր հղման շրջանակներում։

Մեխանիկական շարժման հարաբերականություն.
1. Մեխանիկական շարժումը կարելի է դիտարկել միայն այլ մարմինների նկատմամբ: Հայտնաբերեք մարմնի դիրքի փոփոխություն, եթե համեմատելու ոչինչ չկա: 2. Մեջ տարբեր համակարգերհետհաշվարկ ֆիզիկական մեծություններ(արագություն, արագացում, տեղաշարժ և այլն), որոնք բնութագրում են նույն մարմնի շարժումը, կարող են տարբեր լինել։ 3. Շարժման բնույթը, շարժման հետագիծը եւ այլն։ տարբեր են նույն մարմնի տարբեր հղման շրջանակներում:
Թող երկու CO-ները միմյանց համեմատ շարժվեն հաստատուն արագություն ... A կետի դիրքը անշարժ շրջանակում K տրված է վեկտորով, իսկ շարժվող K 1-ում՝ վեկտորով: Գծանկարից մենք տեսնում ենք, որ. Այս հավասարումը թույլ է տալիս անցնել մեկ CO-ից մյուսը: Միևնույն ժամանակ, մենք կարծում ենք, որ ժամանակը երկու CO-ներում էլ նույն կերպ է հոսում: Համակարգը պայմանականորեն կկոչենք ֆիքսված, իսկ K 1 համակարգը՝ շարժական։
Ապա այն դեպքի համար, երբ կոորդինատները y և z չեն փոխվում, մենք ստանում ենք. - Գալիլեոյի փոխակերպումները .
Այս հավասարումներից հետևում է. - երկու կետերի միջև հեռավորությունը բացարձակ է, այսինքն. կախված չէ CO-ի ընտրությունից: Ֆիքսված CO-ում թողեք կետերի կոորդինատները x և x ", իսկ շարժականում, համապատասխանաբար, x 1 և x 1": Այնուհետև; Եկեք հավասարման աջ և ձախ կողմերը բաժանենք այն ժամանակային միջակայքի վրա, որի ընթացքում տեղի է ունեցել շարժումը։ Մենք ստանում ենք. - արագությունների գումարման օրենքը Այստեղ անշարժ CO-ի նկատմամբ կետի արագությունը հավասար է շարժվող CO-ի նկատմամբ կետի արագության և անշարժի նկատմամբ ամենաշարժական CO-ի արագության վեկտորային գումարին:
Շարժվող CO-ի արագությունը անշարժի նկատմամբ: շարժական արագություն.
Խնդիրներ լուծելիս հաճախ հարմար է Երկրի նկատմամբ շարժվող մարմիններից մեկը անշարժ համարել։ Այնուհետև Երկրի արագությունն այս CO-ում մեծությամբ հավասար կլինի և տվյալ մարմնի արագության ուղղությամբ հակառակ։
Եթե ​​v 1 և u արագությունները միակողմանի են, ապա դրանց կանխատեսումները գումարվում են, եթե հակառակ ուղղված են (մարմինները հանվում են), հանվում են։ Եթե ​​արագություններն ուղղված են ուղիղ անկյան տակ, եթե անկյունը կամայական է, ապա անհրաժեշտ է օգտագործել կոսինուսի թեորեմը.
Այս եզրակացությունները վավեր են վակուումում լույսի արագությունից շատ ավելի ցածր արագությունների համար (3,10 8 մ/վ):

4. Մեխանիկական շարժման բնութագրերը՝ արագություն, արագացում, շարժում

Միատեսակ շարժում - սա շարժում է հաստատուն արագությամբ, այսինքն, երբ արագությունը չի փոխվում (v = const) և արագացում կամ դանդաղում չի առաջանում (a = 0):

Ուղիղ շարժում - սա շարժում է ուղիղ գծով, այսինքն՝ ուղղագիծ շարժման հետագիծը ուղիղ գիծ է։

- Սա շարժում է, որի ժամանակ մարմինը կատարում է նույն շարժումները ժամանակի ցանկացած հավասար ընդմիջումներով: Օրինակ, եթե որոշ ժամանակային միջակայք բաժանենք մեկ վայրկյանի հատվածների, ապա միատեսակ շարժումով մարմինը կտեղափոխվի նույն հեռավորությունը ժամանակի այս հատվածներից յուրաքանչյուրի համար:

Միատեսակ ուղղագիծ շարժման արագությունը կախված չէ ժամանակից և հետագծի յուրաքանչյուր կետում ուղղված է այնպես, ինչպես մարմնի շարժումը: Այսինքն՝ տեղաշարժի վեկտորը ուղղությամբ համընկնում է արագության վեկտորի հետ։ Այս դեպքում ցանկացած ժամանակաշրջանի միջին արագությունը հավասար է ակնթարթային արագությանը.

V cp = v

Ուղիղ շարժման միատեսակ արագություն Ֆիզիկական վեկտորային մեծություն է, հավասար հարաբերակցությունմարմնի ցանկացած ժամանակաշրջանի տեղաշարժը այս միջակայքի արժեքին t.

Այսպիսով, միատեսակ ուղղագիծ շարժման արագությունը ցույց է տալիս, թե որքան է նյութական կետը շարժվում ժամանակի միավորի վրա։

Շարժվող միատեսակ ուղղագիծ շարժումով որոշվում է բանաձևով.

Անցած հեռավորությունը ուղղագիծ շարժման մեջ այն հավասար է տեղաշարժի մոդուլին։ Եթե ​​OX առանցքի դրական ուղղությունը համընկնում է շարժման ուղղության հետ, ապա արագության պրոյեկցիան OX առանցքի վրա հավասար է արագության մեծությանը և դրական է.

V x = v, այսինքն, v> 0

OX առանցքի վրա տեղաշարժի նախագծումը հավասար է.

S = vt = x - x 0

որտեղ x 0-ը մարմնի սկզբնական կոորդինատն է, x-ը մարմնի վերջնական կոորդինատն է (կամ մարմնի կոորդինատը ցանկացած պահի)

Շարժման հավասարում , այսինքն՝ մարմնի կոորդինատների կախվածությունը x = x (t) ժամանակից ստանում է ձև.

X = x 0 + vt

Եթե ​​OX առանցքի դրական ուղղությունը հակառակ է մարմնի շարժման ուղղությանը, ապա մարմնի արագության պրոյեկցիան OX առանցքի վրա բացասական է՝ արագությունը. զրոյից պակաս(ընդ< 0), и тогда уравнение движения принимает вид:

X = x 0 - vt

Համազգեստ ուղիղ շարժում Անհավասար շարժման հատուկ դեպք է։

Անհավասար շարժում - սա այն շարժումն է, որի ժամանակ մարմինը (նյութական կետը) անհավասար տեղաշարժեր է կատարում հավասար ժամանակահատվածներում: Օրինակ՝ քաղաքային ավտոբուսը շարժվում է անհավասարաչափ, քանի որ նրա շարժումը հիմնականում բաղկացած է արագացումից և դանդաղումից։

Համարժեք շարժում - սա շարժում է, որի ժամանակ մարմնի (նյութական կետի) արագությունը ցանկացած հավասար ժամանակային ընդմիջումներով փոխվում է նույն կերպ։

Հավասար շարժումով մարմնի արագացում մնում է հաստատուն բացարձակ արժեքով և ուղղությամբ (a = const):

Հավասարաչափ փոփոխական շարժումը կարող է հավասարաչափ արագանալ կամ նույնքան դանդաղել:

Նույնքան արագացված շարժում - սա դրական արագացումով մարմնի (նյութական կետի) շարժումն է, այսինքն՝ նման շարժումով մարմինը արագանում է մշտական ​​արագացմամբ։ Միատեսակ արագացված շարժման դեպքում մարմնի արագության մոդուլը ժամանակի հետ մեծանում է, արագացման ուղղությունը համընկնում է շարժման արագության ուղղության հետ։

Հավասար դանդաղ շարժում - սա մարմնի (նյութական կետի) շարժումն է բացասական արագացումով, այսինքն՝ նման շարժումով մարմինը հավասարապես դանդաղում է։ Նույնքան դանդաղ շարժման դեպքում արագության և արագացման վեկտորները հակադիր են, իսկ արագության մոդուլը նվազում է ժամանակի հետ։

Մեխանիկայի մեջ ցանկացած ուղղագիծ շարժում արագացվում է, հետևաբար դանդաղեցված շարժումը տարբերվում է արագացվածից միայն արագացման վեկտորի պրոյեկցիայի նշանով կոորդինատային համակարգի ընտրված առանցքի վրա:

Փոփոխական շարժման միջին արագություն որոշվում է մարմնի շարժումը բաժանելով այն ժամանակի վրա, որի ընթացքում կատարվել է այդ շարժումը: Միջին արագության չափման միավորը մ/վ է:

V cp = s / t

Ակնթարթային արագություն Արդյո՞ք մարմնի (նյութական կետի) արագությունն է այս պահինժամանակը կամ հետագծի տվյալ կետում, այսինքն՝ այն սահմանը, որին միջին արագությունը ձգտում է Δt ժամանակային միջակայքի անսահման նվազմամբ.

Ակնթարթային արագության վեկտոր հավասար հեռավոր շարժումը կարելի է գտնել որպես ժամանակի տեղաշարժի վեկտորի առաջին ածանցյալ.

Արագության վեկտորի պրոյեկցիա OX առանցքի վրա.

V x = x'

այն կոորդինատի ածանցյալն է ժամանակի նկատմամբ (նմանապես, ստացվում են արագության վեկտորի կանխատեսումները այլ կոորդինատային առանցքների վրա):

Արագացում Արժեք է, որը որոշում է մարմնի արագության փոփոխության արագությունը, այսինքն՝ այն սահմանը, որին հակված է արագության փոփոխությունը՝ Δt ժամանակային միջակայքի անսահման նվազմամբ.

Հավասար շարժման արագացման վեկտոր կարելի է գտնել որպես արագության վեկտորի առաջին ածանցյալ ժամանակի նկատմամբ կամ որպես տեղաշարժի վեկտորի երկրորդ ածանցյալ ժամանակի նկատմամբ.

= " = "

Հաշվի առնելով, որ 0-ը մարմնի արագությունն է ժամանակի սկզբնական պահին (սկզբնական արագությունը), մարմնի արագությունն է ժամանակի տվյալ պահին (վերջնական արագություն), t-ն այն ժամանակային միջակայքն է, որի ընթացքում տեղի է ունեցել արագության փոփոխություն, արագացման բանաձև կլինի հետևյալը.

Այստեղից հավասարաչափ շարժման արագության բանաձևը ցանկացած պահի.

= 0 + տ

Եթե ​​մարմինը ուղղագիծ շարժվում է OX առանցքի երկայնքով ուղիղ գծային դեկարտյան կոորդինատային համակարգի ուղղությամբ, որը համընկնում է մարմնի հետագծի հետ, ապա արագության վեկտորի պրոյեկցիան այս առանցքի վրա որոշվում է բանաձևով.

V x = v 0x + a x t

Քանի որ միատեսակ շարժման ժամանակ արագացումը հաստատուն է (a = const), արագացման գրաֆիկը 0t առանցքին զուգահեռ ուղիղ գիծ է։

Բրինձ. 1. Մարմնի արագացման կախվածությունը ժամանակից.

Արագություն՝ ընդդեմ ժամանակի - սա գծային ֆունկցիա, որի գրաֆիկը ուղիղ գիծ է (նկ. 2)

Մեխանիկական շարժում- Սա ժամանակի ընթացքում տեղի ունեցող փոփոխություն է, մարմինների հարաբերական դիրքը տարածության մեջ:

Օրինակ՝ տրանսպորտային միջոցների տեղաշարժը, Ինքնաթիռև նույնիսկ երկրակեղևի թրթռումները:

Մեխանիկական շարժման տեսակները.

• թարգմանական մեխանիկական շարժում;
• պտտվող մեխանիկական շարժում;
• թրթռումային մեխանիկական շարժում:

Առաջ շարժվելիս մարմնի բոլոր կետերը կատարում են նույն շարժումները։ Եթե ​​մարմնի մեջ որևէ ուղիղ գիծ գծեք, երբ այն շարժվում է, ապա այն կմնա ինքն իրեն զուգահեռ: Օրինակ, նման շարժում առաջանում է վերելակ օգտագործելիս։
ժամը պտտվող շարժումմարմնի կետերը կնկարագրեն շրջան: Օրինակ, գեներատորն ունի ռոտոր, որը նկարագրում է շրջանագիծ այս ռոտորի առանցքի շուրջ:

Ռոտոր

Տատանողական շարժման ժամանակ մարմնի կետերը շարժվում են, հետո վեր ու վար։ Այս տեսակի շարժումը կարելի է տեսնել սովորաբար զսպանակի և քաշի օրինակում: Դա անելու համար պետք է բեռը կապել աղբյուրին, և այն կսկսի տատանվել:

Տատանողական շարժում՝ օգտագործելով զսպանակի օրինակը

Մեխանիկական շարժման հարաբերականությունը և հղման համակարգի հայեցակարգը

Հայեցակարգը « մեխանիկական շարժման հարաբերականություն«Նշանակում է, որ որոշ մարմիններ կարող են հանգստանալ որոշ մարմինների համեմատ, բայց շարժվել այլ մարմինների համեմատ: Դրա համար կարևոր է նշել, որ մարմինը շարժվում է կամ հանգստանում է, թե ինչ վիճակում է դիտարկվում: Օրինակ՝ նավակը ջրի համեմատ անշարժ է, բայց շարժվում է ափի համեմատ։

Հետևաբար, անհրաժեշտ է նշել, թե որ մարմնի նկատմամբ է շարժվում կամ հանգստանում առարկան:

Մարմինների արագությունները տարբեր հղման համակարգերում նույնը չեն լինի:

Հղման շրջանակհամակարգ է, որը միավորում է հղման մարմինը, դրա հետ կապված հղումը և ժամանակի չափման գործիքը:

1. Ժամանակի չափման սարք
2. Հղման համակարգ
3. Տեղեկատվական մարմին

Օրինակ, եթե մարդը շարժվում է գնացքով, ապա նրա արագությունը տարբեր կլինի և կախված կլինի այն հղման համակարգից, որի նկատմամբ մենք կդիտարկենք շարժումը, այն է՝ անշարժ Երկրի կամ Երկրի հետ կապված հղման համակարգից։ գնացքի հղման շրջանակը.

Հարկ է նշել, որ տարբեր հղման շրջանակներում մարմնի շարժման հետագծերը նույնպես տարբեր կլինեն։ Օրինակ՝ անձրևի կաթիլներն են, որոնք ուղղահայաց թափվում են գետնին, իսկ մրցարշավային մեքենայի պատուհանի վրա նրանք հետք կթողնեն թեք առվակների տեսքով։

Տարբեր հղման շրջանակներում ուղին նույնպես տարբեր կլինի: Դա կարելի է տեսնել ավտոբուսում նստած ուղեւորի օրինակով։ Այսպիսով, ճանապարհը, որը նա անցել է ավտոբուսի համեմատ, ճանապարհորդության ընթացքում գրեթե 0 է, բայց Երկրի համեմատ նա անցել է համեմատաբար ավելի երկար ճանապարհ:

Մի փոքր արագության հարաբերականության մասին

Ենթադրենք, որ երկու մարմին շարժվում են մեկ հղման համակարգում՝ V1 և V2 արագություններով։ Այս դեպքում առաջին մարմնի արագությունը երկրորդի համեմատ պարզելու համար անհրաժեշտ է գտնել արագությունների տարբերությունը.

Սա ճիշտ է միայն այն դեպքում, եթե մարմինները շարժվում են մեկ ուղղությամբ, բայց մոտեցող շարժումով անհրաժեշտ է ավելացնել արագությունը.

Որպես մեխանիկ՝ այն ուսումնասիրում է մարմինների փոխազդեցությունն ու շարժումը։ Շարժման հիմնական հատկությունը տարածության մեջ տեղաշարժն է։ Բայց շարժումն ինքնին տարբեր կլինի տարբեր դիտորդների համար. սա մեխանիկական շարժման հարաբերականությունն է: Ճանապարհի եզրին կանգնելով և շարժվող մեքենային նայելով՝ մենք տեսնում ենք, որ այն կամ մոտենում է մեզ, կամ հեռանում՝ կախված ճանապարհորդության ուղղությունից։

Դիտելով մեքենայի շարժումը՝ մենք որոշում ենք, թե ինչպես է փոխվում դիտորդի և մեքենայի միջև եղած հեռավորությունը։ Միևնույն ժամանակ, եթե մենք նստենք մեքենա, և մեկ այլ մեքենա նույն արագությամբ շարժվի մեր դիմաց, ապա առջևը կընկալվի որպես տեղում կանգնած, քանի որ. մեքենաների միջև հեռավորությունը չի փոխվում. Ճանապարհի եզրին կանգնած դիտորդի տեսանկյունից մեքենան շարժվում է, ուղեւորի տեսանկյունից՝ մեքենան կանգնած է։

Այստեղից հետևում է, որ յուրաքանչյուր դիտորդ յուրովի է գնահատում շարժումը, այսինքն. հարաբերականությունը որոշվում է այն կետով, որտեղից կատարվում է դիտարկումը: Հետևաբար համար ճշգրիտ սահմանումմարմնի շարժումը, անհրաժեշտ է ընտրել մի կետ (մարմին), որտեղից կգնահատվի շարժումը։ Այստեղ ակամա առաջանում է այն միտքը, որ շարժման ուսումնասիրության նման մոտեցումը դժվարացնում է այն հասկանալը։ Ուղղակի ուզում եմ ինչ-որ կետ գտնել, դիտարկելիս, որից շարժումը կլիներ «բացարձակ», ոչ հարաբերական։

Ուսումնասիրելով ֆիզիկա և ֆիզիկա՝ մենք փորձեցինք լուծում գտնել այս խնդրին։ Գիտնականները, օգտագործելով այնպիսի հասկացություններ, ինչպիսիք են «ուղղագիծ միատեսակ շարժումը» և «մարմնի շարժման արագությունը», փորձել են պարզել, թե ինչպես է այս մարմինը շարժվելու համեմատ դիտորդների հետ, ովքեր ունեն տարբեր արագություն... Արդյունքում պարզվել է, որ դիտարկման արդյունքը կախված է մարմնի և դիտորդների արագությունների հարաբերակցությունից միմյանց նկատմամբ։ Եթե ​​մարմնի արագությունն ավելի մեծ է, ապա այն հեռանում է, եթե ավելի քիչ է, ապա մոտենում է։

Բոլոր հաշվարկներում օգտագործվել են դասական մեխանիկայի բանաձևերը, որոնք կապում են արագությունը, անցած տարածությունը և ժամանակը միատեսակ շարժումով: Հաջորդ ակնհայտ եզրակացությունը՝ մեխանիկական շարժման հարաբերականությունը հասկացություն է, որը ենթադրում է ժամանակի նույն հոսքը յուրաքանչյուր դիտորդի համար։ Գիտնականների ստացած բանաձևերը կոչվում են Նա առաջինն էր դասական մեխանիկայի մեջ, ով ձևակերպեց շարժման հարաբերականության հայեցակարգը։

Գալիլեոյի փոխակերպումների ֆիզիկական իմաստը չափազանց խորն է։ Դասական մեխանիկայի համաձայն՝ դրա բանաձևերը գործում են ոչ միայն Երկրի վրա, այլև ողջ Տիեզերքում։ Հաջորդ ելքըսրանից - տարածությունն ամենուր նույնն է (միատարր): Եվ քանի որ շարժումը բոլոր ուղղություններով նույնն է, ուրեմն տարածությունն ունի իզոտրոպության հատկություններ, այսինքն. նրա հատկությունները բոլոր ուղղություններով նույնն են:

Այսպիսով, պարզվում է, որ ամենապարզ ուղղագիծ միատեսակ շարժումից և մեխանիկական շարժման հարաբերականության հայեցակարգից հետևում է ծայրահեղ. կարևոր եզրակացություն(կամ վարկած). «ժամանակ» հասկացությունը բոլորի համար նույնն է, այսինքն. այն ունիվերսալ է: Դրանից բխում է նաև, որ տարածությունը իզոտրոպ է և միատարր, և Գալիլեոյի փոխակերպումները գործում են ամբողջ Տիեզերքում։

Սրանք որոշ չափով անսովոր եզրակացություններ են, որոնք արվել են ճանապարհի եզրից անցնող մեքենաների դիտումից, ինչպես նաև փորձերից, օգտագործելով դասական մեխանիկայի բանաձևերը, կապելով արագությունը, ճանապարհը և ժամանակը, բացատրություններ գտնելու տեսածի համար: «Մեխանիկական շարժման հարաբերականության» պարզ հասկացությունը, պարզվում է, կարող է հանգեցնել գլոբալ եզրակացությունների, որոնք ազդում են Տիեզերքի ըմբռնման հիմքերի վրա։

Նյութը վերաբերում է դասական ֆիզիկայի հարցերին։ Դիտարկվում են մեխանիկական շարժման հարաբերականության հետ կապված հարցեր և այս հայեցակարգից բխող եզրակացությունները:

Մարմնի մեխանիկական շարժումը նրա դիրքի փոփոխությունն է այլ մարմինների նկատմամբ ընտրված հղման համակարգում, մինչդեռ մարմնի դիրքի փոփոխությունը տեղի է ունենում որոշակի ժամանակահատվածում:

Հղման համակարգը ենթադրում է իր մեջ հենակետային մարմնի, այս մարմնի վրա հղման սկզբնակետի (կետ) առկայություն, որն ունի զրոյական կոորդինատ և առնվազն մեկ կոորդինատային առանցք: Օրինակ, թող հղման մարմինը լինի մայրուղի, դրա մոտ գտնվող հենակետ: Կոորդինատային առանցքը լինելու է մայրուղու երկայնքով. զրոյից աջ կլինի նրա դրական ուղղությունը, դեպի ձախ՝ բացասական: Հենակետից 500 մետր առանցքի դրական ուղղությամբ թող լինի գազալցակայան։

Ենթադրենք, ավտոբուսը շարժվում է մայրուղով դեպի գազալցակայան։ Եթե ​​որպես հենակետ վերցնենք սյունը, ապա ավտոբուսը դրա նկատմամբ մեխանիկական շարժում է կատարում, քանի որ նրանց միջև հեռավորությունը փոխվում է։ Բայց ընտրված հղման շրջանակում գազալցակայանը չի շարժվում (նրա հեռավորությունը դեպի սյունը չի փոխվում):

Հիմա որպես հղման համակարգ կընտրենք ավտոբուսը, դրա վրա կլինի հղման կետը։ Նրա և բենզալցակայանի միջև հեռավորությունը փոխվում է. Ենթադրենք, ավտոբուսը մոտենում է նրան: Այժմ կարելի է ասել, որ գազալցակայանը փոխում է իր դիրքը ավտոբուսի նկատմամբ, ինչը նշանակում է, որ մեխանիկական շարժում է անում։

Ստացվում է, որ մի հղման համակարգում (ավտոբուս) մարմինը կատարում է մեխանիկական շարժում, իսկ մյուսում (մայրուղում)՝ ոչ։ Հետեւաբար, նրանք ասում են, որ մեխանիկական շարժման հարաբերական... Իր հարաբերականություն ասելով նրանք նկատի ունեն, որ մեխանիկական շարժման առկայությունը կարելի է գնահատել միայն որոշակի հղման համակարգ նշելով։

Բացի այդ, մարմնի մեխանիկական շարժման արագությունը կախված է ընտրված հղման համակարգից: Ենթադրենք, որ մայրուղու վրա գտնվող սյունակի համեմատ՝ ավտոբուսը շարժվում է 60 կմ/ժ արագությամբ, իսկ նրա կողքով նույն ուղղությամբ մեքենան անցնում է 100 կմ/ժ արագությամբ։ Որքա՞ն է մեքենայի արագությունը, եթե որպես տեղեկատու համակարգ ընդունվի ավտոբուսը: Մեկ ժամում մեքենան ավտոբուսից ընդամենը 40 կմ է հեռու, ինչը նշանակում է, որ ավտոբուսի հետ կապված տեղեկատու համակարգում մեքենայի արագությունը 40 կմ/ժ է։

Մտածեք ավտոբուսում նստած մարդու: Մայրուղու սյունակի հետ կապված այն շարժվում է այնպես, ինչպես ավտոբուսի բոլոր մասերը։ Եթե ​​որպես ելակետ ընտրում եք բուն ավտոբուսի ցանկացած տեղ, ապա նստած անձը ոչ մի մեխանիկական շարժում չի կատարում, այսինքն՝ գտնվում է հանգստի վիճակում։ Վ այս դեպքըկրկին գործ ունենք մեխանիկական շարժման հարաբերականության հետ։

Հանձնարարեք ավտոբուսում գտնվողին վեր կենալ և շարժվել: Այժմ նա մեխանիկական շարժում է կատարում ավտոբուսի հետ կապված հղման շրջանակում։ Այնուամենայնիվ, մարդու արագությունը մայրուղու վրա գտնվող դիրքի և ավտոբուսում ընտրված հղման կետի նկատմամբ տարբեր կլինի:

Ֆիզիկայի մեջ կա այնպիսի հասկացություն, ինչպիսին է մեխանիկական շարժումը, որի սահմանումը մեկնաբանվում է որպես եռաչափ տարածության մեջ մարմնի կոորդինատների փոփոխություն՝ համեմատած այլ մարմինների հետ ժամանակի ծախսի հետ։ Տարօրինակ է, բայց դուք կարող եք գնալ ցանկացած տեղ առանց շարժվելու, օրինակ, ավտոբուսի արագությունը: Այս արժեքը հարաբերական է և կետից կախված... Հիմնական բանը հղման շրջանակը ֆիքսելն է՝ օբյեկտի հետ կապված կետը դիտարկելու համար:

հետ շփման մեջ

Նկարագրություն

Ֆիզիկայի հասկացություններ.

1. Նյութական կետ՝ մարմնի մի հատված կամ առարկա՝ փոքր պարամետրերով և զանգվածով, որոնք հաշվի չեն առնվում գործընթացն ուսումնասիրելիս։ Սա մի մեծություն է, որն անտեսված է ֆիզիկայում։
2. Տեղաշարժը նյութական կետի անցած տարածությունն է մի կոորդինատից մյուսը: Հայեցակարգը չպետք է շփոթել շարժման հետ, քանի որ ֆիզիկայում դա ճանապարհի սահմանումն է։
3. Անցած ուղին այն հատվածն է, որով տարրն անցել է: Թե որն է անցած ճանապարհը, դիտարկում է ֆիզիկայի բաժինը անվանումը «կինեմատիկա».
4. Տիեզերքում ուղին ուղիղ կամ կոտրված գիծ է, որով առարկան անցնում է ճանապարհով: Դուք կարող եք պատկերացնել, թե ինչ է հետագիծը, ըստ ֆիզիկայի ոլորտի սահմանման, մտավոր գիծ քաշելով:
5. Մեխանիկական շարժումը կոչվում է շարժում տվյալ հետագծի երկայնքով:

Ուշադրություն.Մարմինների փոխազդեցությունն իրականացվում է մեխանիկայի օրենքների համաձայն, և այս բաժինը կոչվում է կինեմատիկա։

Հասկացեք, թե ինչ է կոորդինատային համակարգը և ինչ հետագիծ է գործնականում:

Բավական է մտավոր կետ գտնել տարածության մեջ և դրանից գծել կոորդինատային առանցքներ, առարկան դրա համեմատ կտեղափոխվի կոտրված կամ ուղիղ գծով, և շարժման տեսակները նույնպես տարբեր կլինեն, ներառյալ թարգմանական, իրականացվողը: երբ տատանվում և պտտվում է:

Օրինակ՝ կատուն գտնվում է սենյակում, շարժվում է դեպի ցանկացած առարկա կամ փոխում է իր տեղը տարածության մեջ՝ շարժվելով տարբեր հետագծերով։

Օբյեկտների միջև հեռավորությունը կարող է տարբերվել, քանի որ ընտրված ուղիները նույնը չեն:

Տեսակներ

Շարժման հայտնի տեսակները.

1. Թարգմանական.Այն բնութագրվում է երկու փոխկապակցված կետերի զուգահեռությամբ, որոնք հավասարապես շարժվում են տարածության մեջ։ Առարկան աստիճանաբար շարժվում է, երբ անցնում է մեկ գծով: Բավական է պատկերացնել ձողի փոխարինումը Գնդիկավոր գրիչ, այսինքն՝ ձողը փոխադրաբար շարժվում է տրված ճանապարհով, մինչդեռ դրա յուրաքանչյուր մաս շարժվում է զուգահեռ և նույն կերպ։ Սա բավականին տարածված է մեխանիզմներում:
2. Պտտվող.Առարկան նկարագրում է շրջանագիծ բոլոր հարթություններում, որոնք զուգահեռ են միմյանց: Պտտման առանցքները նկարագրվածների կենտրոններն են, իսկ առանցքի վրա գտնվող կետերը՝ ֆիքսված։ Պտտվող առանցքը ինքնին կարող է տեղակայվել մարմնի ներսում (պտտվող), ինչպես նաև միանալ նրա արտաքին կետերին (ուղիղ): Հասկանալու համար, թե դա ինչ է, կարող եք սովորական ասեղ և թել վերցնել։ Վերջինս սեղմեք ձեր մատների միջև և աստիճանաբար արձակեք ասեղը: Ասեղը նկարագրելու է շրջան, և նման տեսակի շարժումները պետք է դասակարգվեն որպես ուղեծրային: Պտտվող տեսքի օրինակ. կոշտ մակերևույթի վրա առարկայի արձակում:
3. Տատանողական... Մարմնի բոլոր կետերը, որոնք շարժվում են տվյալ հետագծի երկայնքով, կրկնվում են ճշգրտությամբ կամ մոտավորապես միջով նույն ժամանակ. Պատկերավոր օրինակ- լարի վրա կախված լվացող մեքենա, որը տատանվում է աջ և ձախ:

Ուշադրություն.Առաջ շարժման առանձնահատկությունը. Օբյեկտը շարժվում է ուղիղ գծով, և ցանկացած ժամանակի ընդմիջումով նրա բոլոր կետերը շարժվում են նույն ուղղությամբ, սա թարգմանական շարժում է: Եթե ​​հեծանիվը քշում է, ապա ցանկացած պահի կարող եք առանձին դիտարկել նրա ցանկացած կետի հետագիծը, այն նույնը կլինի: Կապ չունի՝ մակերեսը հարթ է, թե ոչ։

Այս տեսակի շարժումները պրակտիկայում ամեն օր հանդիպում են, ուստի նրանց մտովի խաղալը դժվար չի լինի:

Ինչ է հարաբերականությունը

Մեխանիկայի օրենքների համաձայն՝ առարկան շարժվում է կետի նկատմամբ։

Օրինակ, եթե մարդը կանգնած է տեղում, իսկ ավտոբուսը շարժվում է, դա կոչվում է դիտարկվածի շարժման հարաբերականություն. փոխադրամիջոցօբյեկտին.

Արագությունը, որով օբյեկտը շարժվում է տարածության մեջ որոշակի մարմնի նկատմամբ, նույնպես հաշվի է առնվում այս մարմնի նկատմամբ և, համապատասխանաբար, արագացումը նույնպես հարաբերական հատկանիշ ունի։

Հարաբերականությունը մարմնի շարժման, անցած ուղու, արագության բնութագրիչի, ինչպես նաև տեղաշարժի ժամանակ սահմանված հետագծի անմիջական կախվածությունն է։ հղումային համակարգերի հետ կապված:

Ինչպես է կատարվում հետհաշվարկը

Ի՞նչ է հղման շրջանակը և ինչպե՞ս է այն բնութագրվում: Հետհաշվարկը տարածական կոորդինատների համակարգի հետ համատեղ, ճամփորդության ժամանակի առաջնային հետհաշվարկը՝ սա հաշվման համակարգն է: Տարբեր համակարգերում մեկ մարմինը կարող է ունենալ տարբեր դիրք:

Կետը կոորդինատային համակարգում է, երբ այն սկսում է շարժվել, հաշվի է առնվում նրա ճանապարհորդության ժամանակը։

Տեղեկատվական մարմին -դա վերացական օբյեկտ է, որը գտնվում է սահմանված կետտարածություն Նրա դիրքին կողմնորոշվելիս հաշվի են առնվում այլ մարմինների կոորդինատները։ Օրինակ, մեքենան կանգնած է տեղում, և մարդը շարժվում է, այս դեպքում հղման մարմինը մեքենա է:

Միատեսակ շարժում

Միատեսակ շարժման հայեցակարգը - այս սահմանումը ֆիզիկայում մեկնաբանվում է հետևյալ կերպ.