Sistemet e referencës. Kinematika. lëvizje mekanike. Pika materiale. Trajektorja. Mënyra

Kinematika

lëvizje mekanike - ky është një ndryshim në pozicionin e trupave në hapësirë ​​në raport me njëri-tjetrin me kalimin e kohës.
Lëvizja mekanike mund të jetë drejtvizore ose lakuar, uniforme ose e pabarabartë.

Një pikë materiale është një trup, dimensionet dhe forma e të cilit mund të injorohen kur zgjidhet një problem.
Kushtet në të cilat një trup mund të konsiderohet një pikë materiale:
1. nëse dimensionet e tij janë të vogla në krahasim me distancën që përshkon.
2. nëse ecën përpara.
Çfarë është lëvizja përpara?
Një trup lëviz përpara nëse të gjitha pikat e tij lëvizin në të njëjtën mënyrë.
ose një trup lëviz në mënyrë përkthimore nëse një vijë e drejtë e tërhequr nëpër dy pika të këtij trupi zhvendoset paralelisht me pozicionin e tij origjinal kur lëviz.

Sistemi i referencës (CO)

Trupi i referencës, sistemi i koordinatave i lidhur me të dhe ora për numërimin e kohës së lëvizjes formojnë kornizën e referencës.
Trupi referues është një trup në lidhje me të cilin përcaktohet pozicioni i trupave të tjerë (lëvizës).

Relativiteti i lëvizjes

Një person ecën përgjatë makinës kundër lëvizjes së trenit (Fig. 1). Shpejtësia e trenit në raport me tokën është 20 m/s, dhe shpejtësia e një personi në raport me makinën është 1 m/s. Përcaktoni me çfarë shpejtësie dhe në çfarë drejtimi lëviz një person në lidhje me sipërfaqen e tokës.

Le të argumentojmë kështu. Nëse një person nuk ecte përgjatë makinës, atëherë ai do të lëvizte së bashku me trenin në një distancë të barabartë me 40 m, por në të njëjtën kohë ai eci një distancë të barabartë me 1 m, kundër rrjedhës së trenit. Prandaj, në një kohë të barabartë me 1 s, ai është zhvendosur në raport me sipërfaqen e tokës vetëm me 19 m në drejtim të trenit. Kjo do të thotë që shpejtësia e një personi në raport me sipërfaqen e tokës është 19 m/s dhe drejtohet në të njëjtin drejtim me shpejtësinë e trenit. Kështu, në kuadrin e referencës të lidhur me trenin, një person lëviz me një shpejtësi prej 1 m / s, dhe në kuadrin e referencës që lidhet me çdo trup në sipërfaqen e tokës, me një shpejtësi prej 19 m / s, dhe këto shpejtësi drejtohen në drejtime të kundërta . Ne e shohim atë shpejtësia është relative, pra shpejtësia e të njëjtit trup brenda sisteme të ndryshme numërimi mund të jetë i ndryshëm sipas vlerë numerike, si dhe në drejtim.

Tani le të kthehemi te një shembull tjetër. Imagjinoni një helikopter që zbret vertikalisht në tokë. Në lidhje me helikopterin, çdo pikë e helikës, për shembull, një pikë POR (Fig. 2), do të lëvizë gjithmonë në një rreth, i cili tregohet në figurë me një vijë të fortë. Për një vëzhgues në tokë, e njëjta pikë do të lëvizë përgjatë një shtegu spirale (vijë e ndërprerë). Nga ky shembull është e qartë se trajektorja është gjithashtu relative, d.m.th. trajektorja e të njëjtit trup mund të jetë e ndryshme në korniza të ndryshme referimi.

Nga kjo rezulton se rruga është një vlerë relative, në fund të fundit, shtegu është shuma e gjatësive të të gjitha seksioneve të trajektores së përshkuar nga trupi gjatë periudhës së konsideruar kohore. Kjo është veçanërisht e dukshme në rastet kur trupi fizik lëviz në një kornizë referimi dhe është në qetësi në një tjetër. Për shembull, një person i ulur në një tren në lëvizje përshkon një shteg të caktuar s në kornizën e referencës të lidhur me Tokën, dhe në kuadrin e referencës të lidhur me trenin, rruga e tij është zero.

Në këtë mënyrë, relativiteti lëvizje, duket në ajo shpejtësi, trajektore, rrugë Dhe disa karakteristikat e tjera të lëvizjes janë relative, pra ato mund të jenë të ndryshme në korniza të ndryshme referimi.

Relativiteti i lëvizjes mekanike.
1. Lëvizja mekanike mund të vërehet vetëm në raport me trupat e tjerë. Është e pamundur të zbulohet një ndryshim në pozicionin e trupit nëse nuk ka asgjë për të krahasuar. 2. Në sisteme të ndryshme referencë sasive fizike(shpejtësia, nxitimi, zhvendosja, etj.) që karakterizojnë lëvizjen e të njëjtit trup mund të jenë të ndryshme. 3. Natyra e lëvizjes, trajektorja e lëvizjes etj. janë të ndryshme në sisteme të ndryshme referimi për të njëjtin trup.
Le të lëvizin dy CO në lidhje me njëri-tjetrin me shpejtësi konstante . Pozicioni i pikës A në kornizën fikse K jepet nga vektori , kurse në kornizën lëvizëse K 1 - nga vektori . Nga vizatimi shohim se. Ky ekuacion ju lejon të lëvizni nga një CO në tjetrin. Në të njëjtën kohë, ne besojmë se koha rrjedh në të dy CO-të në të njëjtën mënyrë. Me kusht sistemin K do ta quajmë fiks, dhe sistemin K 1 - në lëvizje.
Pastaj për rastin kur koordinatat y dhe z nuk ndryshojnë, marrim: - Transformimet galilease .
Nga këto ekuacione rezulton: - distanca ndërmjet dy pikave është absolute, d.m.th. nuk varet nga zgjedhja e CO. Lërini në FR fikse koordinatat e pikave x dhe x", dhe në celular, përkatësisht, x 1 dhe x 1 ". Pastaj; Ne e ndajmë anën e djathtë dhe të majtë të ekuacionit me intervalin kohor gjatë të cilit u zhvillua lëvizja. Ne marrim: - ligji i mbledhjes së shpejtësive Këtu, shpejtësia e një pike në raport me një CO fikse është e barabartë me shumën vektoriale të shpejtësisë së një pike në raport me një CO në lëvizje dhe shpejtësinë e CO më të lëvizshme në raport me një të palëvizshme.
Shpejtësia e CO të lëvizshme në raport me atë të palëvizshme quhet. shpejtësi portative.
Gjatë zgjidhjes së problemeve, shpesh është e përshtatshme të merret një nga trupat që lëviz në lidhje me Tokën si të palëvizshëm. Atëherë shpejtësia e Tokës në këtë CO do të jetë e barabartë në madhësi dhe e kundërt në drejtim me shpejtësinë e trupit të caktuar.
Nëse shpejtësitë v 1 dhe u janë të bashkëdrejtuara, atëherë shtohen projeksionet e tyre, nëse janë të drejtuara në të kundërt (trupat hiqen), zbriten. Nëse shpejtësitë drejtohen në kënde të drejta - nëse këndi është arbitrar, atëherë është e nevojshme të përdoret teorema e kosinusit:.
Këto përfundime janë të vlefshme për shpejtësi shumë më të ulëta se shpejtësia e dritës në vakum (3,10 8 m/s).

4. Karakteristikat e lëvizjes mekanike: shpejtësia, nxitimi, zhvendosja

Lëvizje uniforme - kjo është lëvizje me një shpejtësi konstante, domethënë kur shpejtësia nuk ndryshon (v \u003d konst) dhe nuk ka nxitim ose ngadalësim (a \u003d 0).

Lëvizja drejtvizore - kjo është lëvizje në një vijë të drejtë, domethënë, trajektorja e lëvizjes drejtvizore është një vijë e drejtë.

është një lëvizje në të cilën trupi bën të njëjtat lëvizje për çdo interval të barabartë kohe. Për shembull, nëse e ndajmë një interval kohor në segmente prej një sekonde, atëherë me lëvizje uniforme trupi do të lëvizë të njëjtën distancë për secilin nga këto segmente kohore.

Shpejtësia e lëvizjes drejtvizore uniforme nuk varet nga koha dhe në çdo pikë të trajektores drejtohet në të njëjtën mënyrë si lëvizja e trupit. Domethënë, vektori i zhvendosjes përkon në drejtim me vektorin e shpejtësisë. Në këtë rast, shpejtësia mesatare për çdo periudhë kohore është e barabartë me shpejtësinë e menjëhershme:

V cp = v

Shpejtësia e lëvizjes drejtvizore uniforme është një sasi vektoriale fizike, e barabartë me raportin zhvendosja e trupit për çdo periudhë kohore në vlerën e këtij intervali t:

Kështu, shpejtësia e lëvizjes drejtvizore uniforme tregon se çfarë lëvizje bën një pikë materiale për njësi të kohës.

duke lëvizur me lëvizje drejtvizore uniforme përcaktohet nga formula:

Distanca e udhëtuar në lëvizjen drejtvizore është e barabartë me modulin e zhvendosjes. Nëse drejtimi pozitiv i boshtit OX përkon me drejtimin e lëvizjes, atëherë projeksioni i shpejtësisë në boshtin OX është i barabartë me shpejtësinë dhe është pozitiv:

V x = v, pra v > 0

Projeksioni i zhvendosjes në boshtin OX është i barabartë me:

S \u003d vt \u003d x - x 0

ku x 0 është koordinata fillestare e trupit, x është koordinata përfundimtare e trupit (ose koordinata e trupit në çdo kohë)

Ekuacioni i lëvizjes , pra varësia e koordinatës së trupit nga koha x = x(t), merr formën:

X \u003d x 0 + vt

Nëse drejtimi pozitiv i boshtit OX është i kundërt me drejtimin e lëvizjes së trupit, atëherë projeksioni i shpejtësisë së trupit në boshtin OX është negativ, shpejtësia më pak se zero(v< 0), и тогда уравнение движения принимает вид:

X \u003d x 0 - vt

Uniformë lëvizje drejtvizore Ky është një rast i veçantë i lëvizjes jo uniforme.

Lëvizja e pabarabartë - kjo është një lëvizje në të cilën një trup (pika materiale) bën lëvizje të pabarabarta në intervale të barabarta kohore. Për shembull, një autobus urban lëviz në mënyrë të pabarabartë, pasi lëvizja e tij përbëhet kryesisht nga nxitimi dhe ngadalësimi.

Lëvizje me variabël të barabartë - kjo është një lëvizje në të cilën shpejtësia e një trupi (pikës materiale) ndryshon në të njëjtën mënyrë për çdo interval kohor të barabartë.

Nxitimi i një trupi në lëvizje uniforme mbetet konstante në madhësi dhe drejtim (a = konst).

Lëvizja uniforme mund të përshpejtohet ose ngadalësohet në mënyrë të njëtrajtshme.

Lëvizje e përshpejtuar në mënyrë të njëtrajtshme - kjo është lëvizja e një trupi (pika materiale) me një nxitim pozitiv, domethënë, me një lëvizje të tillë, trupi përshpejtohet me një nxitim konstant. Në rastin e lëvizjes së përshpejtuar në mënyrë uniforme, moduli i shpejtësisë së trupit rritet me kalimin e kohës, drejtimi i nxitimit përkon me drejtimin e shpejtësisë së lëvizjes.

Lëvizje uniforme e ngadaltë - kjo është lëvizja e një trupi (pika materiale) me nxitim negativ, domethënë, me një lëvizje të tillë, trupi ngadalësohet në mënyrë të njëtrajtshme. Me lëvizje uniforme të ngadaltë, vektorët e shpejtësisë dhe nxitimit janë të kundërt, dhe moduli i shpejtësisë zvogëlohet me kalimin e kohës.

Në mekanikë, çdo lëvizje drejtvizore përshpejtohet, kështu që lëvizja e ngadaltë ndryshon nga lëvizja e përshpejtuar vetëm me shenjën e projeksionit të vektorit të nxitimit në boshtin e zgjedhur të sistemit koordinativ.

Shpejtësia mesatare e lëvizjes së ndryshueshme përcaktohet duke pjesëtuar lëvizjen e trupit me kohën gjatë së cilës është bërë kjo lëvizje. Njësia e shpejtësisë mesatare është m/s.

V cp = s / t

Shpejtësia e menjëhershme është shpejtësia e trupit (pikës materiale) në ky moment koha ose në një pikë të caktuar të trajektores, domethënë kufiri në të cilin shpejtësia mesatare tenton me një ulje të pafundme në intervalin kohor Δt:

Vektor i shpejtësisë së menjëhershme Lëvizja uniforme mund të gjendet si derivati ​​i parë i vektorit të zhvendosjes në lidhje me kohën:

Projeksioni i vektorit të shpejtësisë në boshtin OX:

V x = x'

ky është derivati ​​i koordinatës në lidhje me kohën (në mënyrë të ngjashme fitohen projeksionet e vektorit të shpejtësisë në boshtet e tjera të koordinatave).

Nxitimi - kjo është vlera që përcakton shkallën e ndryshimit të shpejtësisë së trupit, domethënë kufirin në të cilin ndryshimi i shpejtësisë tenton me një ulje të pafundme në intervalin kohor Δt:

Vektori i nxitimit të lëvizjes uniforme mund të gjendet si derivati ​​i parë i vektorit të shpejtësisë në lidhje me kohën ose si derivati ​​i dytë i vektorit të zhvendosjes në lidhje me kohën:

= " = "

Duke marrë parasysh se 0 është shpejtësia e trupit në momentin fillestar të kohës (shpejtësia fillestare), është shpejtësia e trupit në një moment të caktuar kohe (shpejtësia përfundimtare), t është intervali kohor gjatë të cilit ka ndodhur ndryshimi i shpejtësisë, formula e nxitimit do të jetë si më poshtë:

Nga këtu formula e shpejtësisë uniforme në çdo kohë të caktuar:

= 0 + t

Nëse trupi lëviz drejtvizor përgjatë boshtit OX të një sistemi koordinativ kartezian drejtvizor që përkon në drejtim me trajektoren e trupit, atëherë projeksioni i vektorit të shpejtësisë në këtë bosht përcaktohet nga formula:

V x = v 0x + a x t

Meqenëse nxitimi është konstant (a = konst) me lëvizje uniforme të ndryshueshme, grafiku i nxitimit është një vijë e drejtë paralele me boshtin 0t.

Oriz. 1. Varësia e nxitimit të trupit nga koha.

Shpejtësia kundrejt kohës - kjo funksion linear, grafiku i të cilit është një vijë e drejtë (Fig. 2)

lëvizje mekanike- ky është një ndryshim që ndodh me kalimin e kohës, pozicioni relativ i trupave në hapësirë.

Një shembull është lëvizja e automjeteve, avion madje edhe dridhjet e kores së tokës.

Llojet e lëvizjes mekanike:

• lëvizje mekanike përkthimore;
• lëvizje mekanike rrotulluese;
• lëvizje mekanike osciluese.

Në lëvizjen përkthimore, të gjitha pikat e trupit bëjnë të njëjtën lëvizje. Nëse vizatoni ndonjë vijë të drejtë në trup gjatë lëvizjes së tij, atëherë ajo do të mbetet paralele me vetveten. Për shembull, një lëvizje e tillë ndodh kur përdorni një ashensor.
Në lëvizje rrotulluese pikat e trupit do të përshkruajnë rrethin. Për shembull, një gjenerator përmban një rotor që përshkruan një rreth rreth boshtit të këtij rotori.

Rotor

Me lëvizje osciluese, pikat e trupit lëvizin, pastaj lart, pastaj poshtë. Ky lloj lëvizjeje mund të konsiderohet në shembullin e zakonisht një suste dhe një ngarkese. Për ta bërë këtë, një ngarkesë duhet t'i bashkëngjitet pranverës dhe ajo do të fillojë të lëkundet.

Lëvizja osciluese në shembullin e një suste

Relativiteti i lëvizjes mekanike dhe koncepti i një kuadri referimi

Koncepti i " relativiteti i lëvizjes mekanike” nënkupton që një trup mund të jetë në qetësi në lidhje me disa trupa, por të lëvizë në raport me trupat e tjerë. Për shkak të kësaj, është e rëndësishme të tregohet, duke thënë nëse një trup është në lëvizje apo në qetësi, në lidhje me gjendjen që merret parasysh. Për shembull, një varkë është e palëvizshme në lidhje me ujin, por lëviz në lidhje me bregun.

Prandaj, është e nevojshme të tregohet në lidhje me cilin trup objekti është duke lëvizur ose në pushim.

Në sisteme të ndryshme referimi, shpejtësitë e trupave do të jenë të ndryshme.

Sistemi i referencës- ky është një sistem që kombinon një trup referimi, një referencë të lidhur me to dhe një pajisje për matjen e kohës.

1. Aparat për matjen e kohës
2. Sistemi i referencës
3. Organi referues

Për shembull, nëse një person lëviz në një tren, atëherë shpejtësia e tij do të jetë e ndryshme dhe do të varet nga korniza e referencës në lidhje me të cilën ne do të shqyrtojmë lëvizjen, domethënë, në kuadrin e referencës që lidhet me Tokën e palëvizshme ose në korniza e referencës së trenit.

Vlen të përmendet se në sisteme të ndryshme referimi, trajektoret e lëvizjes së trupit do të jenë gjithashtu të ndryshme. Një shembull janë pikat e shiut që bien vertikalisht në tokë, dhe në dritaren e një makine me shpejtësi ato do të lënë një gjurmë në formën e avionëve të zhdrejtë.

Rruga në sisteme të ndryshme referimi do të jetë gjithashtu e ndryshme. Kjo mund të shihet në shembullin e një pasagjeri që është ulur në një autobus. Pra, rruga që ai përshkoi në raport me autobusin gjatë udhëtimit është pothuajse 0, por në raport me Tokën ai përshkoi një rrugë relativisht më të gjatë.

Pak për relativitetin e shpejtësisë

Le të supozojmë se dy trupa lëvizin në të njëjtën kornizë referimi me shpejtësi V1 dhe V2. Në këtë rast, për të gjetur shpejtësinë e trupit të parë në raport me të dytin, është e nevojshme të gjesh ndryshimin në shpejtësi:

Kjo është e vërtetë vetëm nëse trupat lëvizin në të njëjtin drejtim, por kur lëvizin në drejtim të kundërt, është e nevojshme të shtohen shpejtësitë.

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 duke qenë se 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 kalojnë 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.

Lëvizja mekanike e një trupi është një ndryshim në pozicionin e tij në raport me trupat e tjerë në kornizën e zgjedhur të referencës, ndërsa ndryshimi në pozicionin e trupit ndodh gjatë një periudhe të caktuar kohore.

Sistemi i referencës supozon praninë e një trupi referencë në të, origjinën (pikën) e referencës në këtë trup, i cili ka një koordinatë zero dhe të paktën një bosht koordinativ. Për shembull, le të jetë trupi referues një autostradë, pika e referencës është një shtyllë afër saj. Aksi koordinativ do të shtrihet përgjatë autostradës; në të djathtë të zeros do të jetë drejtimi i saj pozitiv, në të majtë - negativ. Le të ketë një pikë karburanti 500 metra nga shtylla në drejtim pozitiv të aksit.

Le të themi se një autobus po lëviz në autostradë drejt një karburanti. Nëse marrim si pikë referimi një shtyllë, atëherë autobusi bën një lëvizje mekanike në raport me të, pasi distanca ndërmjet tyre ndryshon. Por stacioni i benzinës në kornizën e zgjedhur të referencës nuk lëviz (distanca e saj nga shtylla nuk ndryshon).

Tani do të zgjedhim një autobus si sistem referimi, ai do të jetë origjina e referencës. Distanca midis tij dhe pikës së karburantit ndryshon; Supozoni se një autobus shkon drejt saj. Tani mund të themi se pika e karburantit ndryshon pozicionin e saj në raport me autobusin, që do të thotë se bën një lëvizje mekanike.

Rezulton se në njërën kornizë referimi (autobus) trupi kryen lëvizje mekanike, dhe në tjetrën (autostradë) - jo. Prandaj ata thonë se Lëvizja mekanike në lidhje me. Me relativitetin e tij nënkuptojnë se prania e lëvizjes mekanike mund të vlerësohet vetëm duke specifikuar një kornizë specifike referimi.

Për më tepër, shpejtësia e lëvizjes mekanike të trupit varet nga korniza e zgjedhur e referencës. Le në lidhje me postin në autostradë: autobusi udhëton me një shpejtësi prej 60 km/h, dhe pranë tij në të njëjtin drejtim një makinë kalon me një shpejtësi prej 100 km/h. Sa është shpejtësia e makinës nëse marrim autobusin si kornizë referimi? Në një orë, makina do të jetë vetëm 40 km larg autobusit, që do të thotë se shpejtësia e makinës në kuadrin e referencës që lidhet me autobusin është 40 km/h.

Konsideroni një person të ulur në një autobus. Në lidhje me shtyllën në autostradë, ai lëviz në të njëjtën mënyrë si të gjitha pjesët e autobusit. Nëse zgjedhim ndonjë vend në autobus si pikënisje, atëherë personi i ulur nuk bën asnjë lëvizje mekanike, d.m.th., pushon. NË këtë rast kemi të bëjmë sërish me relativitetin e lëvizjes mekanike.

Lëreni personin në autobus të ngrihet dhe të fillojë të lëvizë rreth tij. Tani ai kryen një lëvizje mekanike në kuadrin e referencës që lidhet me autobusin. Sidoqoftë, shpejtësia e një personi në lidhje me shtyllën në autostradë dhe pikën e zgjedhur të referencës në autobus do të jetë e ndryshme.

Në fizikë, ekziston një gjë e tillë si lëvizja mekanike, përkufizimi i së cilës interpretohet si një ndryshim në koordinatat e një trupi në hapësirën tredimensionale në raport me trupat e tjerë me shpenzimin e kohës. Mjaft e çuditshme, por pa lëvizur askund, mund të tejkaloni, për shembull, shpejtësinë e një autobusi. Kjo vlerë është relative dhe varet nga një pikë e caktuar. Gjëja kryesore është të rregulloni sistemin e referencës në mënyrë që të vëzhgoni pikën në lidhje me objektin.

Në kontakt me

Përshkrim

Koncepte nga fizika:

1. Një pikë materiale është një pjesë e trupit ose një objekt me parametra dhe masë të vogël, të cilat nuk merren parasysh gjatë studimit të procesit. Kjo është një sasi që neglizhohet në fizikë.
2. Zhvendosja është distanca e përshkuar nga një pikë materiale nga një koordinatë në tjetrën. Koncepti nuk duhet të ngatërrohet me lëvizjen, pasi në fizikë është përkufizimi i një rruge.
3. Rruga e përshkuar është zona në të cilën ka përshkuar artikulli. Cila është distanca e përshkuar merr parasysh seksionin e fizikës nën titulluar "Kinematika".
4. Një trajektore në hapësirë ​​është një vijë e drejtë ose e thyer përgjatë së cilës një objekt përshkon një shteg. Për të imagjinuar se çfarë është një trajektore, sipas përkufizimit nga fusha e fizikës, mund të vizatoni mendërisht një vijë.
5. Lëvizja mekanike quhet lëvizje përgjatë një trajektoreje të caktuar.

Kujdes! Ndërveprimi i trupave kryhet sipas ligjeve të mekanikës, dhe ky seksion quhet kinematikë.

Kuptoni se çfarë është një sistem koordinativ dhe çfarë është një trajektore në praktikë?

Mjafton të gjesh mendërisht një pikë në hapësirë ​​dhe të nxjerrësh akset koordinative prej saj, një objekt do të lëvizë në lidhje me të përgjatë një linje të thyer ose të drejtë, dhe llojet e lëvizjes do të jenë gjithashtu të ndryshme, duke përfshirë përkthimin, të kryera. gjatë vibrimit dhe rrotullimit.

Për shembull, një mace është në një dhomë, lëviz në ndonjë objekt ose ndryshon vendndodhjen e saj në hapësirë, duke lëvizur përgjatë trajektoreve të ndryshme.

Distanca midis objekteve mund të ndryshojë sepse shtigjet e zgjedhura nuk janë të njëjta.

Llojet

Llojet e njohura të lëvizjes:

1. Përkthimore. Karakterizohet nga paralelizmi i dy pikave të ndërlidhura që lëvizin në të njëjtën mënyrë në hapësirë. Një objekt lëviz përpara kur kalon përgjatë një linje të vetme. Mjafton të imagjinohet zëvendësimi i shufrës brenda stilolaps me top, pra shufra lëviz përpara përgjatë një rruge të caktuar, ndërsa secila pjesë e saj lëviz paralelisht dhe në mënyrë të barabartë. Shumë shpesh kjo ndodh në mekanizma.
2. Rrotulluese. Objekti përshkruan një rreth në të gjitha rrafshet që janë paralel me njëri-tjetrin. Akset e rrotullimit janë qendrat e përshkruara, dhe pikat e vendosura në bosht janë të fiksuara. Vetë boshti rrotullues mund të jetë i vendosur brenda trupit (rrotullues), dhe gjithashtu i lidhur me pikat e tij të jashtme (orbitale). Për të kuptuar se çfarë është, mund të merrni një gjilpërë dhe fije të rregullt. Kapeni këtë të fundit midis gishtërinjve tuaj dhe hapni gradualisht gjilpërën. Gjilpëra do të përshkruajë një rreth dhe lloje të tilla lëvizjesh duhet të quhen orbitale. Një shembull i një pamjeje rrotulluese: rrotullimi i një objekti në një sipërfaqe të fortë.
3. vibruese. Të gjitha pikat e një trupi që lëvizin përgjatë një trajektoreje të caktuar përsëriten me saktësi ose afërsisht ne te njejten kohe. shembull ilustrues- një rondele e varur në një kordon, që lëkundet djathtas dhe majtas.

Kujdes! Veçori e lëvizjes progresive. Një objekt lëviz në një vijë të drejtë dhe në çdo interval kohor të gjitha pikat e tij lëvizin në të njëjtin drejtim - kjo është lëvizje përkthimore. Nëse një biçikletë udhëton, atëherë në çdo kohë mund të konsideroni veçmas trajektoren e çdo pike të saj, ajo do të jetë e njëjtë. Nuk ka rëndësi nëse sipërfaqja është e sheshtë apo jo.

Këto lloj lëvizjesh hasen çdo ditë në praktikë, ndaj humbja e tyre mendërisht nuk është e vështirë.

Çfarë është relativiteti

Sipas ligjeve të mekanikës, një objekt lëviz në lidhje me një pikë.

Për shembull, nëse një person qëndron në këmbë, dhe autobusi është në lëvizje, ky quhet relativiteti i lëvizjes së të konsideruarit automjeti tek objekti.

Me çfarë shpejtësie lëviz objekti në lidhje me një trup të caktuar në hapësirë, gjithashtu merret parasysh në lidhje me këtë trup dhe, në përputhje me rrethanat, nxitimi gjithashtu ka një karakteristikë relative.

Relativiteti është një varësi e drejtpërdrejtë e trajektores së dhënë gjatë lëvizjes së trupit, shtegut të përshkuar, karakteristikave të shpejtësisë dhe gjithashtu zhvendosjes. në lidhje me sistemet e referencës.

Si është numërimi mbrapsht

Çfarë është një sistem referimi dhe si karakterizohet? Referenca në lidhje me sistemin e koordinatave hapësinore, referenca kryesore e kohës së lëvizjes - ky është sistemi i referencës. Në sisteme të ndryshme, një trup mund të ketë një vendndodhje të ndryshme.

Pika është në sistemin e koordinatave, kur fillon të lëvizë, merret parasysh koha e lëvizjes së saj.

Trupi referues -është një objekt abstrakt pikë e dhënë hapësirë.Kur orientohet në pozicionin e saj merren parasysh koordinatat e trupave të tjerë. Për shembull, një makinë është në këmbë, dhe një person po lëviz, në këtë rast, trupi i referencës është një makinë.

Lëvizje uniforme

Koncepti i lëvizjes uniforme - ky përkufizim në fizikë interpretohet si më poshtë.