Ի՞նչ է միատեսակ շարժումը ֆիզիկայում: Մեխանիկական շարժում՝ միատեսակ և անհավասար

Կարծում եք, որ շարժվում եք, թե ոչ, երբ կարդում եք այս տեքստը: Գրեթե յուրաքանչյուրդ անմիջապես կպատասխանեք՝ ոչ, ես չեմ շարժվում։ Եվ դա սխալ կլինի։ Ոմանք կարող են ասել, որ ես շարժվում եմ: Եվ նրանք նույնպես սխալվում են։ Որովհետև ֆիզիկայում որոշ բաներ այնքան էլ այնպես չեն, ինչպես թվում են առաջին հայացքից:

Օրինակ, ֆիզիկայում մեխանիկական շարժման հասկացությունը միշտ կախված է հղման կետից (կամ մարմնից): Այսպիսով, ինքնաթիռով թռչող մարդը տեղափոխվում է տանը մնացած հարազատների համեմատ, բայց հանգստանում է իր կողքին նստած ընկերոջ համեմատ: Այսպիսով, ձանձրացած հարազատները կամ նրա ուսի վրա քնած ընկերը տվյալ դեպքում տեղեկատու մարմիններ են՝ որոշելու՝ մեր վերոհիշյալ անձը շարժվում է, թե ոչ։

Մեխանիկական շարժման սահմանում

Ֆիզիկայի մեջ յոթերորդ դասարանում ուսումնասիրված մեխանիկական շարժման սահմանումը հետևյալն է.Ժամանակի ընթացքում մարմնի դիրքի փոփոխությունը այլ մարմինների նկատմամբ կոչվում է մեխանիկական շարժում: Առօրյա կյանքում մեխանիկական շարժման օրինակներ կլինեն մեքենաների, մարդկանց և նավերի շարժումը: Գիսաստղեր և կատուներ. Օդային պղպջակներ եռացող թեյնիկում և դասագրքեր՝ դպրոցականի ծանր ուսապարկում։ Եվ ամեն անգամ, երբ այս օբյեկտներից (մարմիններից) մեկի շարժման կամ հանգստի մասին հայտարարությունն անիմաստ կլինի՝ առանց հղման մարմինը նշելու: Հետևաբար, կյանքում մենք ամենից հաճախ, երբ խոսում ենք շարժման մասին, նկատի ունենք շարժումը Երկրի կամ ստատիկ առարկաների՝ տների, ճանապարհների և այլնի նկատմամբ։

Մեխանիկական շարժման հետագիծ

Անհնար է նաև չնշել մեխանիկական շարժման այնպիսի հատկանիշ, ինչպիսին է հետագիծը։ Հետագիծը գիծ է, որով շարժվում է մարմինը։ Օրինակ, ոտնահետքերը ձյան մեջ, ինքնաթիռի հետքը երկնքում և արցունքի հետքը այտի վրա բոլորը հետագծեր են: Նրանք կարող են լինել ուղիղ, կոր կամ կոտրված: Բայց հետագծի երկարությունը կամ երկարությունների գումարը մարմնի անցած ճանապարհն է: Ճանապարհը նշված է s տառով: Եվ դա չափվում է մետրերով, սանտիմետրերով և կիլոմետրերով, կամ դյույմներով, յարդերով և ոտքերով, կախված նրանից, թե ինչ չափման միավորներ են ընդունված այս երկրում։

Մեխանիկական շարժման տեսակները՝ միատեսակ և անհավասար շարժում

Որո՞նք են մեխանիկական շարժման տեսակները: Օրինակ՝ մեքենայով ճանապարհորդության ժամանակ վարորդը քաղաքով մեկ շրջելիս տարբեր արագություններով է շարժվում, իսկ քաղաքից դուրս մայրուղի մտնելիս՝ գրեթե նույն արագությամբ։ Այսինքն՝ շարժվում է կա՛մ անհավասար, կա՛մ հավասարաչափ։ Այսպիսով, շարժումը, կախված հավասար ժամանակահատվածների անցած տարածությունից, կոչվում է միատեսակ կամ անհավասար:

Միատեսակ և ոչ միատեսակ շարժման օրինակներ

Բնության մեջ միատեսակ շարժման օրինակներ շատ քիչ են: Երկիրը գրեթե հավասարաչափ պտտվում է Արեգակի շուրջը, անձրևի կաթիլները կաթում են, փուչիկները հայտնվում են սոդայի մեջ: Անգամ ատրճանակից արձակված գնդակը միայն առաջին հայացքից է շարժվում ուղիղ գծով և հավասարաչափ։ Օդի դեմ շփումից և Երկրի ձգողականությունից նրա թռիչքն աստիճանաբար դանդաղում է, և հետագիծը նվազում է։ Այստեղ՝ տիեզերքում, փամփուշտը կարող է իսկապես ուղիղ և հավասարաչափ շարժվել, մինչև բախվի որևէ այլ մարմնի: Իսկ անհավասար շարժման դեպքում ամեն ինչ շատ ավելի լավ է. օրինակները շատ են: Ֆուտբոլի խաղի ընթացքում ֆուտբոլի թռիչքը, իր զոհին որսալու առյուծի շարժումը, յոթերորդ դասարանցու բերանում մաստակի ճամփորդությունը և ծաղկի վրայով թռչող թիթեռը բոլորը մարմինների անհավասար մեխանիկական շարժման օրինակներ են:

95. Բերե՛ք միատեսակ շարժման օրինակներ:
Շատ հազվադեպ է, օրինակ, Երկրի շարժումը Արեգակի շուրջը։

96. Բերե՛ք անհավասար շարժման օրինակներ:
Մեքենայի, ինքնաթիռի շարժումը.

97. Մի տղա սահնակով սահում է սարից: Այս շարժումը կարելի՞ է համարել միատեսակ։
Ոչ

98. Շարժվող մարդատար գնացքի վագոնում նստելով և հետևելով հանդիպակաց բեռնատար գնացքի շարժին, մեզ թվում է, որ բեռնատար գնացքը շատ ավելի արագ է ընթանում, քան մեր մարդատար գնացքը գնում էր հանդիպումից առաջ։ Ինչու է դա տեղի ունենում:
Մարդատար գնացքի համեմատ բեռնատար գնացքը շարժվում է մարդատար և բեռնատար գնացքների ընդհանուր արագությամբ:

99. Շարժվող ավտոմեքենայի վարորդը գտնվում է շարժման կամ հանգստի վիճակում՝ կապված.
ա) ճանապարհներ
բ) մեքենայի նստատեղեր.
գ) գազալցակայաններ.
դ) արևը;
ե) ծառեր ճանապարհի երկայնքով:
Շարժման մեջ՝ a, c, d, e
Հանգստի ժամանակ՝ բ

100. Շարժվող գնացքի վագոնում նստած՝ մենք պատուհանից դիտում ենք մի մեքենա, որն առաջ է գնում, հետո կարծես թե կանգնած է և վերջապես հետ է շարժվում։ Ինչպե՞ս կարող ենք բացատրել այն, ինչ տեսնում ենք:
Սկզբում մեքենայի արագությունն ավելի մեծ է, քան գնացքի արագությունը։ Այնուհետև մեքենայի արագությունը հավասարվում է գնացքի արագությանը։ Դրանից հետո մեքենայի արագությունը նվազում է գնացքի արագության համեմատ։

101. Ինքնաթիռը կատարում է «մեռած հանգույց». Ո՞րն է շարժման հետագիծը, որը դիտորդները տեսնում են գետնից:
օղակի հետագիծ.

102. Բերե՛ք մարմինների շարժման օրինակներ երկրի համեմատ կոր ուղիներով:
Արեգակի շուրջ մոլորակների շարժումը; նավակի շարժումը գետի վրա; Թռչնի թռիչք.

103. Բերե՛ք այն մարմինների շարժման օրինակներ, որոնք երկրի նկատմամբ ունեն ուղղագիծ հետագիծ:
շարժվող գնացք; ուղիղ քայլող մարդ.

104. Շարժման ի՞նչ տեսակներ ենք նկատում գնդիկավոր գրիչով գրելիս: Կավիճ.
Հավասար և անհավասար.

105. Հեծանիվի ո՞ր մասերն են իր ուղղագիծ շարժման ընթացքում նկարագրում գետնի նկատմամբ ուղղագիծ հետագծերը, իսկ որո՞նք են կորագիծ:
Ուղղագիծ՝ ղեկ, թամբ, շրջանակ։
Curvilinear: pedals, անիվներ:

106. Ինչո՞ւ են ասում, որ Արևը ծագում և մայր է մտնում: Ո՞րն է տվյալ դեպքում տեղեկատու մարմինը:
Հղման մարմինը Երկիրն է:

107. Երկու մեքենա շարժվում են մայրուղով, որպեսզի նրանց միջև ինչ-որ հեռավորություն չփոխվի։ Նշեք, թե որ մարմինների նկատմամբ է նրանցից յուրաքանչյուրը գտնվում հանգստի վիճակում և թե որ մարմինների նկատմամբ է նրանք շարժվում այս ժամանակահատվածում:
Իրար համեմատ մեքենաները գտնվում են հանգստի վիճակում։ Մեքենաները շարժվում են հարակից առարկաների համեմատ:

108. Սահնակները գլորվում են սարից վար; գնդակը գլորվում է թեքված սահանքով; ձեռքից արձակված քարն ընկնում է. Այս մարմիններից ո՞րն է առաջ շարժվում:
Սահնակը սարից առաջ է շարժվում, իսկ ձեռքերից ազատված քարը։

109. Սեղանի վրա ուղղահայաց դիրքով դրված գիրքը (նկ. 11, դիրք I) հարվածից ընկնում է և գրավում II դիրքը։ Գրքի շապիկի երկու A և B կետերը նկարագրում էին AA1 և BB1 հետագծերը: Կարո՞ղ ենք ասել, որ գիրքն առաջ շարժվեց։ Ինչո՞ւ։

« Ֆիզիկա - 10 դասարան»

Այս թեմայով խնդիրներ լուծելիս նախ և առաջ անհրաժեշտ է ընտրել տեղեկատու մարմին և դրա հետ կապել կոորդինատային համակարգ։ Այս դեպքում շարժումը տեղի է ունենում ուղիղ գծով, ուստի մեկ առանցքը բավարար է այն նկարագրելու համար, օրինակ, OX առանցքը: Ընտրելով սկզբնաղբյուրը՝ մենք գրում ենք շարժման հավասարումները։

Առաջադրանք I.

Որոշեք կետի արագության մոդուլը և ուղղությունը, եթե OX առանցքի երկայնքով միատեսակ շարժումով նրա կոորդինատը t 1 \u003d 4 s ժամանակի ընթացքում փոխվեց x 1 \u003d 5 մ-ից x 2 \u003d -3 մ:

Որոշում.

Վեկտորի մոդուլը և ուղղությունը կարելի է գտնել կոորդինատային առանցքների վրա նրա կանխատեսումներից: Քանի որ կետը շարժվում է միատեսակ, մենք գտնում ենք նրա արագության պրոյեկցիան OX առանցքի վրա բանաձևով.

Արագության պրոյեկցիայի բացասական նշանը նշանակում է, որ կետի արագությունն ուղղված է OX առանցքի դրական ուղղությանը հակառակ։ Արագության մոդուլ υ = |υ x | = |-2 մ/վ| = 2 մ/վ:

Առաջադրանք 2.

A և B կետերից, որոնց միջև հեռավորությունը ուղիղ մայրուղու երկայնքով l 0 = 20 կմ, միաժամանակ երկու մեքենա սկսեցին միատեսակ շարժվել դեպի միմյանց: Առաջին մեքենայի արագությունը υ 1 = 50 կմ/ժ, իսկ երկրորդ մեքենայի արագությունը υ 2 = 60 կմ/ժ։ Որոշեք մեքենաների դիրքը A կետի նկատմամբ t = 0,5 ժամ հետո շարժման մեկնարկից հետո և I հեռավորությունը մեքենաների միջև ժամանակի այս պահին: Որոշեք s 1 և s 2 երթուղիները, որոնք անցել են յուրաքանչյուր մեքենա t ժամանակում:

Որոշում.

Որպես կոորդինատների սկզբնակետ ընդունենք A կետը և OX կոորդինատային առանցքն ուղղենք դեպի B կետ (նկ. 1.14): Մեքենաների շարժումը կնկարագրվի հավասարումներով

x 1 = x 01 + υ 1x t, x 2 = x 02 + υ 2x t.

Քանի որ առաջին մեքենան շարժվում է OX առանցքի դրական ուղղությամբ, իսկ երկրորդը՝ բացասական, ապա υ 1x = υ 1, υ 2x = -υ 2։ Ըստ ծագման ընտրության x 01 = 0, x 02 = l 0: Հետեւաբար, որոշ ժամանակ անց տ

x 1 \u003d υ 1 t \u003d 50 կմ / ժ 0,5 ժ \u003d 25 կմ;

x 2 \u003d l 0 - υ 2 t \u003d 20 կմ - 60 կմ / ժ 0,5 ժ \u003d -10 կմ:

Առաջին մեքենան կգտնվի C կետում՝ աջ կողմում գտնվող A կետից 25 կմ հեռավորության վրա, իսկ երկրորդը՝ D կետում՝ ձախ կողմում 10 կմ հեռավորության վրա։ Մեքենաների միջև հեռավորությունը հավասար կլինի դրանց կոորդինատների տարբերության մոդուլին. l = | x 2 - x 1 | = |-10 կմ - 25 կմ| = 35 կմ. Անցած հեռավորություններն են.

s 1 \u003d υ 1 t \u003d 50 կմ / ժ 0,5 ժ \u003d 25 կմ,

s 2 \u003d υ 2 t \u003d 60 կմ / ժ 0,5 ժ \u003d 30 կմ:

Առաջադրանք 3.

Առաջին մեքենան A կետից B կետից դուրս է գալիս υ 1 արագությամբ, t 0 ժամանակ անց, երկրորդ մեքենան B կետից դուրս է գալիս նույն ուղղությամբ υ 2 արագությամբ: A և B կետերի միջև հեռավորությունը հավասար է l-ի: Որոշեք մեքենաների հանդիպման կետի կոորդինատը B կետի նկատմամբ և ժամը առաջին մեքենայի մեկնելու պահից, որով նրանք կհանդիպեն:

Որոշում.

Որպես կոորդինատների սկզբնակետ ընդունենք A կետը և OX կոորդինատային առանցքն ուղղենք դեպի B կետ (նկ. 1.15): Մեքենաների շարժումը կնկարագրվի հավասարումներով

x 1 = υ 1 t, x 2 = l + υ 2 (t - t 0):

Հանդիպման պահին մեքենաների կոորդինատները հավասար են՝ x 1 \u003d x 2 \u003d x դյույմ: Այնուհետև υ 1 տ in \u003d l + υ 2 (t in - t 0) և ժամանակը մինչև հանդիպումը

Ակնհայտ է, որ լուծումը իմաստ ունի υ 1 > υ 2 և l > υ 2 t 0 կամ υ 1 համար:< υ 2 и l < υ 2 t 0 . Координата места встречи

Առաջադրանք 4.

Նկար 1.16-ում ներկայացված են կետերի կոորդինատների կախվածության գրաֆիկները ժամանակից: Գրաֆիկներից որոշե՛ք՝ 1) կետերի արագությունը. 2) շարժման մեկնարկից որ ժամից հետո նրանք կհանդիպեն. 3) հանդիպման նախքան կետերի անցած ուղիները. Գրի՛ր կետերի շարժման հավասարումները.

Որոշում.

4 վրկ-ին հավասար ժամանակի ընթացքում առաջին կետի կոորդինատների փոփոխությունը՝ Δx 1 \u003d 4 - 2 (մ) \u003d 2 մ, երկրորդ կետը՝ Δx 2 \u003d 4 - 0 (մ) \u003d 4 մ.

1) Կետերի արագությունը որոշվում է υ 1x = 0,5 մ/վ բանաձեւով; υ 2x = 1 մ/վ: Նկատի ունեցեք, որ նույն արժեքները կարելի է ստանալ գրաֆիկներից՝ որոշելով ուղիղ գծերի թեքության անկյունների շոշափումները ժամանակի առանցքի նկատմամբ. υ 1x արագությունը թվայինորեն հավասար է tgα 1-ին, իսկ υ 2x արագությունը թվայինորեն հավասար է։ դեպի tgα 2 .

2) Հանդիպման ժամը այն պահն է, երբ կետերի կոորդինատները հավասար են: Ակնհայտ է, որ t \u003d 4 վրկ.

3) Կետերի անցած ուղիները հավասար են նրանց շարժումներին և հավասար են հանդիպմանը նախորդող ժամանակում դրանց կոորդինատների փոփոխություններին՝ s 1 = Δх 1 = 2 մ, s 2 = Δх 2 = 4 մ:

Երկու կետերի շարժման հավասարումները ունեն x = x 0 + υ x t ձևը, որտեղ x 0 = x 01 = 2 մ, υ 1x = 0,5 մ / վ - առաջին կետի համար; x 0 = x 02 = 0, υ 2x = 1 մ / վ - երկրորդ կետի համար: