Një nga dukuritë fizike më të thjeshta është lëvizja mekanike e trupave. Kush prej jush nuk ka parë një makinë të lëvizë, një aeroplan të fluturojë, njerëzit të shkojnë etj.! Megjithatë, nëse pyeteni nëse ndërtesa në të cilën jeni aktualisht është duke lëvizur, ndoshta do të përgjigjeni se nuk është. Dhe do të gaboni!
A po lëviz tani avioni që shihni në qiell? Nëse jeni të sigurt se ai po lëviz, atëherë përsëri gaboheni! Por nëse thoni se ai është në pushim, atëherë në këtë rast përgjigja juaj nuk do të jetë e saktë.
Si të përcaktoni nëse një trup i caktuar po lëviz apo jo? Për ta bërë këtë, së pari duhet të kuptoni se çfarë është lëvizja mekanike.
Lëvizja mekanike trupi është procesi i ndryshimit të pozicionit të tij në raport me një trup tjetër të zgjedhur si trup referues.
Trupi referues- ky është trupi në lidhje me të cilin merret parasysh pozicioni i trupave të tjerë. Organi i referencës zgjidhet në mënyrë arbitrare. Mund të jetë çdo gjë: tokë, ndërtesë, makinë, anije, etj.
Për të gjykuar nëse një trup (për shembull, një aeroplan) është duke lëvizur apo jo, duhet së pari të zgjidhni një trup referencë dhe më pas të shihni nëse pozicioni i trupit në shqyrtim ndryshon në raport me trupin e zgjedhur të referencës. Në këtë rast, trupi mund të lëvizë në lidhje me një trup referues dhe në të njëjtën kohë të mos lëvizë në lidhje me një trup tjetër referencë.
Për shembull, një person i ulur në një tren lëviz në lidhje me kanavacën hekurudhor, por është në pushim në lidhje me vagonin e trenit. Një gur i shtrirë në tokë është në qetësi në lidhje me Tokën, por lëviz (së bashku me Tokën) në lidhje me Diellin. Avioni në qiell lëviz në lidhje me retë, por është në qetësi në krahasim me pilotin e ulur në ndenjëse.
Kjo është arsyeja pse, pa treguar trupin referues, është e pamundur të thuhet nëse trupi i caktuar është në lëvizje apo jo. Pa një organ referimi, çdo përgjigje që ju jepni do të jetë e pakuptimtë.
A është ndërtesa në të cilën jeni tani në pushim? Përgjigja për këtë pyetje varet nga zgjedhja e organit referues. Nëse trupi i referencës është Toka, atëherë po, ajo është në qetësi. Por nëse trupi i referencës është një makinë që kalon pranë ndërtesës, atëherë ndërtesa do të lëvizë në lidhje me të.
Çfarë roli luan madhësia e trupit në përshkrimin e lëvizjes së tij? Në disa raste, është e pamundur të bëhet pa treguar dimensionet e trupit dhe pjesëve të tij. Kur, për shembull, një makinë hyn në një garazh, dimensionet e garazhit dhe makinës për pronarin e saj do të luajnë mjaftueshëm rol i rendesishem. Por ka shumë situata ku madhësia e trupit nuk është e rëndësishme. Nëse, për shembull, e njëjta makinë lëviz nga Moska në Shën Petersburg dhe kërkohet të llogaritet koha e lëvizjes së makinës, atëherë nuk do të na interesojë se cilat janë dimensionet e saj.
Nëse dimensionet e trupit janë shumë më të vogla se distancat karakteristike të lëvizjes së konsideruar në problem, atëherë dimensionet e trupit neglizhohen dhe trupi paraqitet si pika materiale. Fjala "material" thekson ndryshimin e saj nga një pikë gjeometrike. Pika gjeometrike ka nr vetitë fizike. Një pikë materiale mund të ketë një masë, ngarkesë elektrike dhe disa karakteristika të tjera.
Në moderne mekanika(teoria e lëvizjes së trupave) pikat materiale quhen ndryshe grimcat. Ne do t'i përdorim të dy këto terma në atë që vijon. Ndonjëherë, duke folur për lëvizjen mekanike të grimcave, do të përdorim termin "trup", por nuk duhet të harrojmë se ky trup konsiderohet në kushte të tilla kur mund të merret si pikë materiale.
Duke lëvizur nga një vend në tjetrin, një grimcë (ose pikë materiale) lëviz përgjatë një linje të caktuar. Vija përgjatë së cilës lëviz grimca quhet trajektorja.
trajektoret mund të jenë formë të ndryshme. Ndonjëherë është e mundur të gjykohet forma e trajektores nga gjurma e dukshme e lënë nga trupi në lëvizje. Gjurmë të tilla lihen ndonjëherë nga avionët fluturues ose meteorët që fshijnë qiellin e natës (Fig. 8). Forma e trajektores varet nga zgjedhja e trupit referues. Për shembull, në lidhje me Tokën, trajektorja e Hënës është një rreth, dhe në lidhje me Diellin - një vijë më shumë formë komplekse(Fig. 9). 
Në atë që vijon, ne do të shqyrtojmë lëvizjen e të gjithë trupave (nëse nuk përcaktohet ndryshe) në lidhje me Tokën.
Trajektoret e lëvizjes së trupave të ndryshëm mund të ndryshojnë nga njëri-tjetri jo vetëm në formë, por edhe në gjatësi.
Gjatësia e trajektores përgjatë së cilës lëvizi trupi quhet distanca e përshkuar. përmes.
Në figurën 10, vija e ndërprerë tregon trajektoren e një skiatori që kërcen nga një trampolinë. Gjatësia e trajektores OA është rruga e mbuluar nga skiatori gjatë zbritjes nga mali.
Kur matni një shteg, përdoret njësia e shtegut. Njësia e shtegut është njësia e gjatësisë - metër(1 m). Në praktikë, përdoren gjithashtu njësi të tjera të gjatësisë, për shembull:
1 km = 1000 m, 1 dm = 0,1 m, 1 cm = 0,01 m, 1 mm = 0,001 m.
1. Çfarë është lëvizja mekanike? 2. Cili trup quhet trup referues? 3. Pse është e nevojshme të tregohet në lidhje me cilin trup referues ndodh lëvizja? 4. Në cilat raste një trup mund të konsiderohet si pikë materiale? 5. Cili është emri tjetër për një pikë materiale? 6. Çfarë është një trajektore? 7. Cili është ndryshimi midis një shtegu dhe një trajektore? 8. Çfarë lëviz në të vërtetë: Toka rreth Diellit apo Dielli rreth Tokës? 9. Kush është në lëvizje: një pasagjer në autobus apo një person që qëndron në stacionin e autobusit? 10. A mund të konsiderohet globi një pikë materiale?
Si mekanik, ai studion ndërveprimin dhe lëvizjen e trupave. Vetia kryesore e lëvizjes është lëvizja në hapësirë. Por vetë lëvizja do të jetë e ndryshme për vëzhgues të ndryshëm - ky është relativiteti i lëvizjes mekanike. Duke qëndruar në anë të rrugës dhe duke parë një makinë në lëvizje, shohim se ajo ose po na afrohet ose po largohet, në varësi të drejtimit të udhëtimit.
Duke vëzhguar lëvizjen e makinës, ne përcaktojmë se si ndryshon distanca midis vëzhguesit dhe makinës. Në të njëjtën kohë, nëse ulemi në një makinë dhe një makinë tjetër lëviz para nesh me të njëjtën shpejtësi, atëherë ajo e përparme do të perceptohet si në këmbë, sepse. distanca midis makinave nuk ndryshon. Nga këndvështrimi i një vëzhguesi që qëndron në anë të rrugës, makina është në lëvizje, nga këndvështrimi i një pasagjeri, makina është e palëvizshme.
Nga kjo del përfundimi se çdo vëzhgues e vlerëson lëvizjen në mënyrën e vet, d.m.th. relativiteti përcaktohet nga pika nga e cila është bërë vëzhgimi. Prandaj, për përcaktim i saktë lëvizja e trupit, është e nevojshme të zgjidhni një pikë (trup), nga e cila do të vlerësohet lëvizja. Këtu lind në mënyrë të pavullnetshme mendimi se një qasje e tillë në studimin e lëvizjes e bën të vështirë kuptimin e saj. Dikush do të donte të gjente një pikë, kur vëzhgohej, nga e cila lëvizja do të ishte "absolute" dhe jo relative.
Studimi i fizikës dhe fizikantët u përpoqën të gjenin një zgjidhje për këtë problem. Shkencëtarët, duke përdorur koncepte të tilla si "lëvizja uniforme drejtvizore" dhe "shpejtësia e lëvizjes së trupit", u përpoqën të përcaktojnë se si do të lëvizë ky trup në krahasim me vëzhguesit që kanë shpejtësi të ndryshme. Si rezultat, u zbulua se rezultati i vëzhgimit varet nga raporti i shpejtësive të trupit dhe vëzhguesve në lidhje me njëri-tjetrin. Nëse shpejtësia e trupit është më e madhe, atëherë ai largohet, nëse më pak, atëherë afrohet.
Në të gjitha llogaritjet, janë përdorur formulat e mekanikës klasike, që lidhin shpejtësinë, distancën e përshkuar dhe kohën për lëvizje uniforme. Përfundimi tjetër i dukshëm është se relativiteti i lëvizjes mekanike është një koncept që nënkupton të njëjtën rrjedhë kohore për çdo vëzhgues. Formulat e marra nga shkencëtarët quhen Ai ishte i pari në mekanikën klasike që formuloi konceptin e relativitetit të lëvizjes.
Kuptimi fizik i transformimeve të Galileos është jashtëzakonisht i thellë. Sipas mekanikës klasike, formulat e tij janë të vlefshme jo vetëm në Tokë, por në të gjithë universin. Prodhimi tjetër nga kjo - hapësira është e njëjtë (homogjene) kudo. Dhe meqenëse lëvizja është e njëjtë në të gjitha drejtimet, atëherë hapësira ka vetitë e izotropisë, d.m.th. vetitë e tij janë të njëjta në të gjitha drejtimet.
Kështu, rezulton se nga lëvizja më e thjeshtë drejtvizore uniforme dhe koncepti i relativitetit të lëvizjes mekanike, rrjedh jashtëzakonisht përfundim i rëndësishëm(ose hipotezë): koncepti i "kohës" është i njëjtë për të gjithë, d.m.th. është universale. Nga kjo rrjedh gjithashtu se hapësira është izotropike dhe homogjene, dhe transformimet e Galileos janë të vlefshme në të gjithë universin.
Këto janë përfundime disi të pazakonta të marra nga vëzhgimi i makinave që kalonin nga ana e rrugës, si dhe nga përpjekjet për të gjetur shpjegime për atë që panë duke përdorur formulat e mekanikës klasike që lidhin shpejtësinë, distancën dhe kohën. Koncepti i thjeshtë i "relativitetit të lëvizjes mekanike" rezulton të çojë në përfundime globale që ndikojnë në bazat e të kuptuarit të Universit.
Materiali ka të bëjë me çështje të fizikës klasike. Janë shqyrtuar pyetjet që lidhen me relativitetin e lëvizjes mekanike dhe përfundimet që vijnë nga ky koncept.
Leksioni 2. Relativiteti i lëvizjes mekanike. Sistemet e referencës. Karakteristikat e lëvizjes mekanike: lëvizja, shpejtësia, nxitimi.
Mekanika - dega e fizikës që merret me lëvizjen mekanike.
Mekanika ndahet në kinematikë, dinamikë dhe statikë.
Kinematika është një degë e mekanikës në të cilën merret parasysh lëvizja e trupave pa sqaruar shkaqet e kësaj lëvizjeje.Kinematika studion mënyrat e përshkrimit të lëvizjes dhe lidhjen ndërmjet sasive që karakterizojnë këto lëvizje.
Detyra e kinematikës: përcaktimi i karakteristikave kinematike të lëvizjes (trajektorja e lëvizjes, zhvendosja, distanca e përshkuar, koordinatat, shpejtësia dhe nxitimi i trupit), si dhe marrja e ekuacioneve për varësinë e këtyre karakteristikave nga koha.
lëvizja mekanike e trupit quhet ndryshimi i pozicionit të tij në hapësirë në raport me trupat e tjerë me kalimin e kohës.
lëvizje mekanike relativisht , shprehja "trupi lëviz" është e pakuptimtë derisa të përcaktohet në lidhje me atë që konsiderohet lëvizja. Lëvizja e të njëjtit trup në raport me trupa të ndryshëm rezulton të jetë e ndryshme. Për të përshkruar lëvizjen e një trupi, është e nevojshme të tregohet se në lidhje me cilin trup konsiderohet lëvizja. Ky trup quhetorgan referues . Pushimi është gjithashtu relativ (shembuj: një pasagjer në një tren në pushim shikon një tren që kalon)
detyra kryesore mekanika – të jetë në gjendje të llogarisë koordinatat e pikave të trupit në çdo kohë.
Për ta zgjidhur këtë, ju duhet të keni një trup nga i cili numërohen koordinatat, të lidhni një sistem koordinativ me të dhe të keni një pajisje për matjen e intervaleve kohore.
Sistemi i koordinatave, trupi i referencës me të cilin lidhet dhe instrumenti për matjen e formës së kohës sistemi i referencës , në lidhje me të cilën merret parasysh lëvizja e trupit.
Sistemet e koordinatave atje jane:
1. njëdimensionale – pozicioni i trupit në drejtëz përcaktohet me një koordinatë x.
2. dydimensionale – pozicioni i një pike në rrafsh përcaktohet nga dy koordinata x dhe y.
3. tredimensionale – pozicioni i një pike në hapësirë përcaktohet nga tre koordinata x, y dhe z.
Çdo trup ka një madhësi të caktuar. Pjesë të ndryshme të trupit janë në vende te ndryshme hapësirë. Sidoqoftë, në shumë probleme të mekanikës nuk ka nevojë të tregohen pozicionet e pjesëve individuale të trupit. Nëse përmasat e trupit janë të vogla në krahasim me largësitë me trupat e tjerë, atëherë ky trup mund të konsiderohet pika e tij materiale. Kjo mund të bëhet, për shembull, kur studiojmë lëvizjen e planetëve rreth Diellit.
Nëse të gjitha pjesët e trupit lëvizin në të njëjtën mënyrë, atëherë një lëvizje e tillë quhet përkthimore.
Për shembull, kabinat në atraksionin e rrotës gjigante, një makinë në një pjesë të drejtë të shtegut etj., lëvizin përpara.Kur trupi ecën përpara, mund të konsiderohet edhe si një pikë materiale.
pika materialequhet trupi, përmasat e të cilit, në kushte të dhëna, mund të neglizhohen .
Koncepti i një pike materiale luan një rol të rëndësishëm në mekanikë. Një trup mund të konsiderohet si pikë materiale nëse dimensionet e tij janë të vogla në krahasim me distancën që përshkon, ose në krahasim me distancën prej tij në trupa të tjerë.
Shembull . Dimensionet stacioni orbital, e cila është në orbitë afër Tokës, mund të injorohet, dhe kur llogaritet trajektorja e anijes kozmike gjatë ankorimit me stacionin, nuk mund të bëhet pa marrë parasysh madhësinë e saj.
Karakteristikat e lëvizjes mekanike: lëvizja, shpejtësia, nxitimi.
Lëvizja mekanike karakterizohet nga tre madhësi fizike:zhvendosja, shpejtësia dhe nxitimi.
Duke lëvizur me kalimin e kohës nga një pikë në tjetrën, trupi (pika materiale) përshkruan një vijë të caktuar, e cila quhet trajektorja e trupit.
Vija përgjatë së cilës lëviz pika e trupit quhet trajektorja e lëvizjes.
Gjatësia e trajektores quhet e udhëtuar mënyrë.
Shënuarl, matur nëmetra . (trajektorja - gjurma, rruga - distanca)
Distanca e udhëtuar l është e barabartë me gjatësinë e harkut të trajektores që përshkon trupi në një kohë t.Mënyra – skalar .
Duke lëvizur trupin quhet një segment i drejtuar i një vije të drejtë që lidh pozicionin fillestar të trupit me pozicionin e tij pasues. Zhvendosja është një sasi vektoriale.
Vektori që lidh pikat e fillimit dhe të fundit të trajektores quhet lëvizjes.
ShënuarS , e matur në metra. (zhvendosja është vektor, moduli i zhvendosjes është skalar)
Shpejtësia - vektoriale sasi fizike duke karakterizuar shpejtësinë e lëvizjes së trupit, numerikisht e barabartë me raportin zhvendosja në një periudhë të vogël kohore në vlerën e këtij intervali.
Shënuar v
Formula e shpejtësisë:
ose
Njësia e matjes në SI -Znj .
Në praktikë, njësia e shpejtësisë e përdorur është km/h (36 km/h = 10 m/s).
Matni shpejtësinëshpejtësimatës .
Nxitimi - sasi fizike vektoriale që karakterizon shkallën e ndryshimit të shpejtësisë, numerikisht e barabartë me raportin e ndryshimit të shpejtësisë me periudhën kohore gjatë së cilës ka ndodhur ky ndryshim.
Nëse shpejtësia ndryshon e njëjtë gjatë gjithë kohës së lëvizjes, atëherë nxitimi mund të llogaritet me formulën:
Nxitimi matetakselerometri
Njësia SIZnj 2
Kështu, sasitë kryesore fizike në kinematikën e një pike materiale janë distanca e përshkuarl, zhvendosja, shpejtësia dhe nxitimi. Mënyral është një vlerë skalare. Zhvendosja, shpejtësia dhe nxitimi janë sasi vektoriale. Për të specifikuar një sasi vektoriale, duhet të specifikoni modulin e saj dhe të specifikoni drejtimin. Madhësitë vektoriale u binden rregullave të caktuara matematikore. Vektorët mund të projektohen në boshtet e koordinatave, mund të shtohen, zbriten, etj.
Relativiteti i lëvizjes mekanike.
Lëvizja mekanike është relative. Lëvizja e të njëjtit trup në raport me trupa të ndryshëm rezulton të jetë e ndryshme.
Për shembull, një makinë po lëviz në një rrugë. Në makinë ka njerëz. Njerëzit lëvizin së bashku me makinën në rrugë. Kjo do të thotë, njerëzit lëvizin në hapësirë në lidhje me rrugën. Por në lidhje me vetë makinën, njerëzit nuk lëvizin. Kjo manifestohet.
Për të përshkruar lëvizjen e një trupi, është e nevojshme të tregohet se në lidhje me cilin trup konsiderohet lëvizja. Ky trup quhet trup referues. Paqja është gjithashtu relative. Për shembull, një pasagjer në një tren në pushim shikon një tren që kalon dhe nuk e kupton se cili tren po lëviz derisa të shohë qiellin ose tokën.
Të gjithë trupat në univers janë në lëvizje, kështu që nuk ka trupa që janë në prehje absolute. Për të njëjtën arsye, është e mundur të përcaktohet nëse një trup lëviz apo jo vetëm në lidhje me një trup tjetër.
Për shembull, një makinë po lëviz në një rrugë. Rruga është në planetin Tokë. Rruga është e palëvizshme. Prandaj, është e mundur të matet shpejtësia e një automjeti në lidhje me një rrugë të palëvizshme. Por rruga është e palëvizshme në lidhje me Tokën. Megjithatë, vetë Toka rrotullohet rreth Diellit. Prandaj, rruga, së bashku me makinën, rrotullohet edhe rreth Diellit. Rrjedhimisht, makina kryen jo vetëm lëvizje përkthimore, por edhe rrotulluese (në lidhje me Diellin). Por në lidhje me Tokën, makina bën vetëm lëvizje përkthimore. Kjo manifestohetrelativiteti i lëvizjes mekanike .
Lëvizja e të njëjtit trup mund të duket e ndryshme nga këndvështrimi i vëzhguesve të ndryshëm. Shpejtësia, drejtimi i lëvizjes dhe lloji i trajektores së trupit do të jenë të ndryshme për vëzhgues të ndryshëm. Pa specifikuar trupin e referencës, të flasësh për lëvizje është e pakuptimtë. Për shembull, një pasagjer i ulur në një tren është në pushim në lidhje me vagonin, por lëviz me karrocën në lidhje me platformën e stacionit.
Le të ilustrojmë tani për vëzhgues të ndryshëm ndryshimin në formën e trajektores së një trupi në lëvizje. Duke qenë në Tokë, në qiellin e natës mund të shihni lehtësisht pika të ndritshme që fluturojnë shpejt - satelitë. Ata lëvizin në orbita rrethore rreth Tokës, domethënë rreth nesh. Le të ulemi tani anije kozmike duke fluturuar drejt diellit. Do të shohim që tani çdo satelit nuk lëviz në një rreth rreth Tokës, por në një spirale rreth Diellit:
Relativiteti i lëvizjes mekanike – kjo është varësia e trajektores së trupit, distanca e përshkuar, zhvendosja dhe shpejtësia nga zgjedhja sistemet e referencës .
Lëvizja e trupave mund të përshkruhet në sisteme të ndryshme referencë. Nga pikëpamja e kinematikës, të gjitha kornizat e referencës janë të barabarta. Sidoqoftë, karakteristikat kinematike të lëvizjes, të tilla si trajektorja, zhvendosja, shpejtësia, në sisteme të ndryshme ah dalin ndryshe. Madhësitë që varen nga zgjedhja e kornizës referente në të cilën maten quhen relative.
Galileo tregoi se në kushtet e Tokës është praktikisht e vlefshmeligji i inercisë. Sipas këtij ligji, veprimi i forcave mbi një trup manifestohet në ndryshime të shpejtësisë; për të mbajtur të njëjtën lëvizje me një madhësi konstante dhe drejtim të shpejtësisë nuk kërkon praninë e forcave.Filluan të quheshin kornizat e referencës në të cilat plotësohet ligji i inercisë sistemet inerciale referencë (ISO) .
Sistemet që rrotullohen ose përshpejtohen janë joinerciale.
Toka nuk mund të konsiderohet plotësisht ISO: ajo rrotullohet, por për shumicën e qëllimeve tonasistemet e referencës të lidhura me Tokën, në një përafrim mjaft të mirë, mund të merren si inerciale.Një kornizë referimi që lëviz në mënyrë uniforme dhe drejtvizore në lidhje me IFR është gjithashtu inerciale..
G. Galileo dhe I. Njutoni ishin thellësisht të vetëdijshëm për atë që ne e quajmë sotparimi i relativitetit , sipas të cilit ligjet mekanike të fizikës duhet të jenë të njëjta në të gjitha IFR-të në të njëjtat kushte fillestare.
Nga kjo rrjedh: asnjë ISO nuk është e ndryshme nga një kornizë tjetër referimi. Të gjitha ISO janë ekuivalente për sa i përket fenomeneve mekanike.
Parimi i relativitetit të Galileos vjen nga disa supozime që bazohen në përvojën tonë të përditshme. Në mekanikën klasikehapësirë dhekoha konsiderohenabsolute . Supozohet se gjatësia e trupave është e njëjtë në çdo kornizë referimi dhe se koha rrjedh në të njëjtën mënyrë në korniza të ndryshme referimi. Supozohet sepeshë trupin dhe gjithashtutë gjitha forcat mbeten të pandryshuara kur lëvizni nga një ISO në tjetrin.
Ne jemi të bindur për vlefshmërinë e parimit të relativitetit nga përvoja e përditshme, për shembull, në një tren ose aeroplan që lëviz në mënyrë uniforme, trupat lëvizin në të njëjtën mënyrë si në Tokë.
Nuk ka asnjë eksperiment që mund të përdoret për të përcaktuar se cili kornizë referimi është me të vërtetë në qetësi dhe cili është në lëvizje. Nuk ka korniza referimi në një gjendje pushimi absolut.
Nëse një monedhë hidhet vertikalisht lart në një karrocë në lëvizje, atëherë vetëm koordinata e OS do të ndryshojë në kuadrin e referencës që lidhet me karrocën.
Në sistemin e referencës të lidhur me Tokën, koordinatat e OU dhe OX ndryshojnë.
Për rrjedhojë, pozicioni i trupave dhe shpejtësitë e tyre në korniza të ndryshme referimi janë të ndryshme.
Konsideroni lëvizjen e të njëjtit trup në lidhje me dy korniza të ndryshme referimi: të palëvizshme dhe të lëvizshme.
Një varkë kalon një lumë pingul me rrjedhën e lumit, duke lëvizur me një shpejtësi të caktuar në raport me ujin. Lëvizja e varkës monitorohet nga 2 vëzhgues: njëri i palëvizshëm në breg, tjetri në një trap që noton në drejtim të rrymës. Në lidhje me ujin, trapi është i palëvizshëm, dhe në lidhje me bregun, ai lëviz me shpejtësinë e rrymës.
Lidhni një sistem koordinativ me secilin vëzhgues.
X0Y është një sistem koordinativ fiks.
X'0'Y' – sistemi i koordinatave lëvizëse.
S është zhvendosja e varkës në raport me CO fikse.
S 1 – lëvizja e varkës në raport me CO të lëvizshme
S 2 – lëvizja e kornizës lëvizëse të referencës në raport me kornizën e referencës fikse.
Sipas ligjit të mbledhjes së vektorit
Ne marrim shpejtësinë duke e pjesëtuar S me t:
v është shpejtësia e trupit në raport me CO-në e palëvizshme
v 1 - shpejtësia e trupit në raport me CO të lëvizshme
v 2 është shpejtësia e kornizës së referencës lëvizëse në raport me kornizën e referencës fikse
Kjo formulë shprehligji klasik i mbledhjes së shpejtësive: shpejtësia e trupit në raport me CO-në e palëvizshme është e barabartë me shumën gjeometrike të shpejtësisë së trupit në raport me CO-në e lëvizshme dhe shpejtësinë e CO-së së lëvizshme në raport me CO-në e palëvizshme.
Në formë skalare, formula do të duket si kjo:
Kjo formulë u mor për herë të parë nga Galileo.
Parimi i relativitetit të Galileos : të gjitha kornizat inerciale të referencës janë të barabarta; rrjedha e kohës, masa, nxitimi dhe forca shkruhen në të njëjtën mënyrë .
« Fizikë - klasa 10 "
Sipas natyrës së detyrave që do të zgjidhen, mekanika ndahet në kinematikë dhe dinamika.
Në kinematikë përshkruhet lëvizja e trupave pa sqaruar shkaqet që e shkaktojnë këtë lëvizje.
Gjëja e parë që ju bie në sy kur vëzhgoni botën përreth nesh është ndryshueshmëria e saj. Bota nuk është e ngrirë, statike. Ndryshimet në të janë shumë të ndryshme. Por nëse ju pyesni se çfarë ndryshimesh vini re më shpesh, atëherë përgjigjja, ndoshta, do të jetë e paqartë: ndryshimet në pozicionin e objekteve(ose trupa, siç thonë fizikanët) në lidhje me tokën dhe në lidhje me njëri-tjetrin me kalimin e kohës.
Pavarësisht nëse një qen vrapon apo një makinë është në garë, i njëjti proces u ndodh atyre: pozicioni i tyre në raport me tokën dhe në lidhje me ju ndryshon me kalimin e kohës. Ata janë duke lëvizur. Susta është e ngjeshur, dërrasa në të cilën jeni ulur përkulet, pozicioni i pjesëve të ndryshme të trupit në lidhje me njëra-tjetrën ndryshon.
Një ndryshim në pozicionin e një trupi ose pjesëve të trupit në hapësirë në raport me trupat e tjerë me kalimin e kohës quhet lëvizje mekanike .
Përkufizimi i lëvizjes mekanike duket i thjeshtë, por kjo thjeshtësi është mashtruese. Lexoni përsëri përkufizimin dhe mendoni nëse të gjitha fjalët janë të qarta për ju: hapësirë, kohë, në lidhje me trupat e tjerë. Me shumë mundësi, këto fjalë kërkojnë shpjegim.
Hapësira dhe koha.
Hapësira dhe koha janë më së shumti konceptet e përgjithshme fizika dhe... më pak e qartë.
Nuk kemi informacion shterues për hapësirën dhe kohën. Por edhe rezultatet që janë marrë sot nuk mund të deklarohen që në fillim të studimit të fizikës.
Zakonisht është e mjaftueshme që ne të jemi në gjendje të matim distancën midis dy pikave në hapësirë me një vizore dhe intervalet kohore me një orë. Një vizore dhe një orë janë pajisjet më të rëndësishme për matjen në mekanikë, madje edhe në jetën e përditshme. Duhet të merret me distancat dhe intervalet kohore në studimin e shumë dukurive në të gjitha fushat e shkencës.
“...Në lidhje me organet e tjera”.
Nëse kjo pjesë e përkufizimit të lëvizjes mekanike ju ka shpëtuar vëmendjes, atëherë rrezikoni të mos kuptoni gjënë më të rëndësishme. Për shembull, në ndarjen e karrocës, ka një mollë në tryezë. Gjatë nisjes së trenit, dy vëzhgues (një pasagjer dhe një udhërrëfyes) u kërkohet t'i përgjigjen pyetjes: a lëviz molla apo jo?
Çdo vëzhgues vlerëson pozicionin e mollës në raport me veten e tij. Pasagjeri sheh që molla është në një distancë prej 1 m prej tij dhe kjo distancë ruhet me kalimin e kohës. Personi që shkon në platformë sheh sesi, me kalimin e kohës, distanca prej tij në mollë rritet.
Pasagjeri përgjigjet se molla nuk lëviz mekanikisht - ajo është e palëvizshme; udhëzuesi thotë se molla po lëviz.
Ligji i relativitetit të lëvizjes:
Natyra e lëvizjes së një trupi varet nga trupat në lidhje me të cilët ne e konsiderojmë këtë lëvizje.
Le të fillojmë me studimin e lëvizjes mekanike. Njerëzimit iu deshën rreth dy mijë vjet për të nisur rrugën e drejtë, e cila përfundoi me zbulimin e ligjeve të lëvizjes mekanike.
Përpjekjet e filozofëve të lashtë për të shpjeguar shkaqet e lëvizjes, duke përfshirë lëvizjen mekanike, ishin produkt i fantazisë së pastër. Ashtu siç, arsyetuan ata, një udhëtar i lodhur i shpejton hapat ndërsa i afrohet shtëpisë, ashtu edhe një gur që bie fillon të lëvizë gjithnjë e më shpejt ndërsa i afrohet tokës mëmë. Lëvizjet e organizmave të gjallë, si macet, në atë kohë dukeshin shumë më të thjeshta dhe më të kuptueshme se rënia e një guri. Megjithatë, kishte njohuri të shkëlqyera. Kështu që, filozof grek Anaksagora tha se Hëna, nëse nuk lëvizte, do të binte në Tokë, siç bie një gur nga një hobe.
Megjithatë, zhvillimi i vërtetë i shkencës së lëvizjes mekanike filloi me veprat e fizikanit të madh italian G. Galileo.
Kinematika- Kjo është një degë e mekanikës që studion se si të përshkruajnë lëvizjet dhe marrëdhëniet midis sasive që karakterizojnë këto lëvizje.
Për të përshkruar lëvizjen e një trupi do të thotë të tregosh një mënyrë për të përcaktuar pozicionin e tij në hapësirë në çdo kohë të caktuar.
Në pamje të parë, detyra e përshkrimit duket shumë e vështirë. Në të vërtetë, shikoni retë që rrotullohen, gjethet që lëkunden në një degë peme. Imagjinoni çfarë lëvizje komplekse bëjnë pistonat e një makine që ecën me shpejtësi në autostradë. Si të vazhdohet me përshkrimin e lëvizjes?
Gjëja më e thjeshtë (dhe në fizikë ato gjithmonë shkojnë nga e thjeshta në komplekse) është të mësoni se si të përshkruani lëvizjen e një pike. Një pikë mund të kuptohet, për shembull, si një shenjë e vogël e bërë në një objekt në lëvizje - Top futbolli, rrota e traktorit, etj. Nëse dimë se si lëviz çdo pikë e tillë (secila pjesë shumë e vogël) e trupit, atëherë do të dimë se si lëviz i gjithë trupi.
Megjithatë, kur thoni se keni bërë ski 10 km, atëherë askush nuk do të specifikojë se cila pjesë e trupit tuaj ka kaluar distancën prej 10 km, megjithëse nuk jeni aspak pika. AT këtë rast nuk ka rëndësi në ndonjë mënyrë domethënëse.
Le të prezantojmë konceptin e një pike materiale - modeli i parë fizik i trupave realë.
Pika materiale- një trup, dimensionet dhe forma e të cilit mund të neglizhohen në kushtet e problemit në shqyrtim.
Sistemi i referencës.
Lëvizja e çdo trupi, siç e dimë tashmë, është lëvizje relative. Kjo do të thotë se lëvizja e një trupi të caktuar mund të jetë e ndryshme në raport me trupat e tjerë. Kur studiojmë lëvizjen e një trupi me interes për ne, duhet domosdoshmërisht të tregojmë se për cilin trup merret parasysh kjo lëvizje.
Trupi në lidhje me të cilin konsiderohet lëvizja quhet organ referues.
Për të llogaritur pozicionin e një pike (trupi) në lidhje me trupin referues të zgjedhur në varësi të kohës, jo vetëm që duhet të lidhni një sistem koordinativ me të, por gjithashtu duhet të jeni në gjendje të matni kohën. Koha matet me një orë. Orë moderne janë pajisje komplekse. Ato ju lejojnë të matni kohën në sekonda me një saktësi deri në shifrën e trembëdhjetë dhjetore. Natyrisht, asnjë orë mekanike nuk mund të sigurojë një saktësi të tillë. Pra, një nga më të saktat në vend orë mekanike në Kullën Spasskaya të Kremlinit janë dhjetë mijë herë më pak të sakta se standardi shtetëror i kohës. Nëse ora e referencës nuk korrigjohet, atëherë me një sekondë ajo do të ikë ose do të mbetet prapa në treqind mijë vjet. Është e qartë se në jetën e përditshme nuk ka nevojë të matet koha me saktësi shumë të lartë. Por për kërkime fizike, astronautikë, gjeodezi, radio astronomi, kontroll të trafikut ajror, saktësia e lartë në matjen e kohës është thjesht e nevojshme. Saktësia me të cilën do të jemi në gjendje të llogarisim pozicionin e trupit në çdo moment të kohës varet nga saktësia e matjes së kohës.
Tërësia e trupit të referencës, sistemit të koordinatave të lidhura me të dhe orës quhet sistemi i referencës.
Figura tregon kornizën e referencës së zgjedhur për të marrë në konsideratë fluturimin e një topi të hedhur. Në këtë rast, trupi i referencës është shtëpia, akset e koordinatave zgjidhen në mënyrë që topi të fluturojë në aeroplanin XOY, dhe një kronometër përdoret për të përcaktuar kohën.
Lëvizja mekanike trup quhet ndryshimi i pozicionit të tij në hapësirë në raport me trupat e tjerë me kalimin e kohës. Për shembull, një person duke hipur në një shkallë lëvizëse në metro është në pushim në lidhje me vetë shkallët lëvizëse dhe lëviz në lidhje me muret e tunelit
Llojet e lëvizjes mekanike:
- drejtvizor dhe lakor - sipas formës së trajektores;
- uniforme dhe të pabarabarta - sipas ligjit të lëvizjes.
lëvizje mekanike relativisht. Kjo manifestohet në faktin se forma e trajektores, zhvendosja, shpejtësia dhe karakteristikat e tjera të lëvizjes së trupit varen nga zgjedhja e kornizës së referencës.
Trupi në lidhje me të cilin konsiderohet lëvizja quhet organ referues. Sistemi i koordinatave, trupi i referencës me të cilin lidhet dhe instrumenti për matjen e formës së kohës sistemi i referencës , në lidhje me të cilën merret parasysh lëvizja e trupit.
Ndonjëherë madhësia e trupit në krahasim me distancën me të mund të neglizhohet. Në këto raste merret parasysh trupi pika materiale.
Përcaktimi i pozicionit të trupit në çdo moment të caktuar është detyra kryesore e mekanikës.
Karakteristikat e rëndësishme të lëvizjes janë trajektorja e një pike materiale, zhvendosja, shpejtësia dhe nxitimi. Vija përgjatë së cilës lëviz pika materiale quhet trajektorja . Gjatësia e trajektores quhet shtegu (L). Njësia matëse e shtegut është 1m. Vektori që lidh pikat e fillimit dhe të fundit të trajektores quhet zhvendosje (). Njësia e zhvendosjes-1 m.
Forma më e thjeshtë e lëvizjes është uniforme lëvizje drejtvizore. Një lëvizje në të cilën trupi bën të njëjtat zhvendosje për çdo interval të barabartë kohor quhet drejtvizor. lëvizje uniforme. Shpejtësia() - një sasi fizike vektoriale që karakterizon shpejtësinë e lëvizjes së trupit, numerikisht e barabartë me raportin e lëvizjes në një periudhë të vogël kohore me vlerën e kësaj periudhe. Formula përcaktuese për shpejtësinë ka formën v = s/t. Njësia e shpejtësisë - Znj. Matni shpejtësinë me shpejtësi.
Lëvizja e një trupi, në të cilën shpejtësia e tij ndryshon në të njëjtën mënyrë për çdo interval kohor, quhet i përshpejtuar në mënyrë të njëtrajtshme ose po aq e ndryshueshme.
— një sasi fizike që karakterizon shpejtësinë e ndryshimit të shpejtësisë dhe numerikisht është e barabartë me raportin e vektorit të ndryshimit të shpejtësisë për njësi të kohës. Njësia e nxitimit në SI — m/s 2 .
i përshpejtuar në mënyrë të njëtrajtshme, nëse rritet moduli i shpejtësisë - gjendja e lëvizjes së përshpejtuar njëtrajtësisht. Për shembull, automjetet përshpejtuese mjete - makina, trenat dhe renie e lire trupa pranë sipërfaqes së Tokës ( = ).
Lëvizja uniforme quhet po aq i ngadalshëm nëse moduli i shpejtësisë zvogëlohet. është gjendja e lëvizjes së ngadaltë të njëtrajtshme.
Shpejtësia e menjëhershme
lëvizje drejtvizore e përshpejtuar në mënyrë të njëtrajtshme 
