Mehāniskā kustība: vienmērīga un nevienmērīga. mehāniskā kustība

Vai, lasot šo tekstu, jūs domājat, ka kustāties vai nē? Gandrīz katrs no jums uzreiz atbildēs: nē, es nekustos. Un tas būs nepareizi. Daži varētu teikt, ka es pārvācos. Un viņi arī kļūdās. Jo fizikā dažas lietas nav gluži tādas, kā šķiet pirmajā acu uzmetienā.

Piemēram, mehāniskās kustības jēdziens fizikā vienmēr ir atkarīgs no atskaites punkta (vai ķermeņa). Tātad cilvēks, kurš lido lidmašīnā, pārvietojas attiecībā pret mājās atstātajiem radiniekiem, bet atrodas miera stāvoklī attiecībā pret blakus sēdošo draugu. Tātad garlaikoti radinieki vai uz pleca guļošs draugs šajā gadījumā ir atskaites ķermeņi, lai noteiktu, vai mūsu iepriekšminētā persona kustas vai nē.

Mehāniskās kustības definīcija

Fizikā mehāniskās kustības definīcija, ko apgūst septītajā klasē, ir šāda:ķermeņa stāvokļa izmaiņas attiecībā pret citiem ķermeņiem laika gaitā sauc par mehānisko kustību. Mehāniskās kustības piemēri ikdienas dzīvē būtu automašīnu, cilvēku un kuģu kustība. Komētas un kaķi. Gaisa burbuļi vārošā tējkannā un mācību grāmatas skolnieka smagajā mugursomā. Un katru reizi paziņojums par kāda no šiem objektiem (ķermeņiem) kustību vai atpūtu būs bezjēdzīgs, nenorādot atsauces kopumu. Tāpēc dzīvē mēs visbiežāk, runājot par kustību, domājam kustību attiecībā pret Zemi vai statiskiem objektiem - mājām, ceļiem utt.

Mehāniskās kustības trajektorija

Nav iespējams arī nepieminēt tādu mehāniskās kustības īpašību kā trajektoriju. Trajektorija ir līnija, pa kuru pārvietojas ķermenis. Piemēram, pēdas sniegā, lidmašīnas pēdas debesīs un asaras nospiedums uz vaiga ir visas trajektorijas. Tie var būt taisni, izliekti vai salauzti. Bet trajektorijas garums jeb garumu summa ir ķermeņa noietais ceļš. Ceļš apzīmēts ar burtu s. Un to mēra metros, centimetros un kilometros vai collās, jardos un pēdās atkarībā no tā, kādas mērvienības tiek pieņemtas šajā valstī.

Mehāniskās kustības veidi: vienmērīga un nevienmērīga kustība

Kādi ir mehānisko kustību veidi? Piemēram, vadot automašīnu, vadītājs pārvietojas ar atšķirīgs ātrums braucot pa pilsētu un gandrīz tādā pašā ātrumā izbraucot no šosejas ārpus pilsētas. Tas ir, tas pārvietojas vai nu nevienmērīgi, vai vienmērīgi. Tātad kustību atkarībā no vienādos laika periodos nobrauktā attāluma sauc par vienmērīgu vai nevienmērīgu.

Vienmērīgas un nevienmērīgas kustības piemēri

Dabā ir ļoti maz vienveidīgas kustības piemēru. Zeme ap Sauli pārvietojas gandrīz vienmērīgi, pil lietus lāses, sodā parādās burbuļi. Pat no pistoles izšauta lode kustas taisnā līnijā un vienmērīgi tikai no pirmā acu uzmetiena. No berzes pret gaisu un Zemes pievilkšanās tās lidojums pamazām kļūst lēnāks, un trajektorija samazinās. Šeit kosmosā lode var kustēties patiešām taisni un vienmērīgi, līdz tā saduras ar kādu citu ķermeni. Un ar nevienmērīgu kustību viss ir daudz labāk - ir daudz piemēru. Futbola bumbas lidojums futbola spēles laikā, lauvas kustība, kas medī savu laupījumu, košļājamās gumijas ceļošana septītās klases skolēna mutē un tauriņš, kas plīvo virs zieda, ir nevienmērīgas ķermeņa mehāniskās kustības piemēri.

« Fizika — 10. klase

Risinot problēmas par šo tēmu, vispirms ir jāizvēlas atsauces ķermenis un jāsaista ar to koordinātu sistēma. Šajā gadījumā kustība notiek taisnā līnijā, tāpēc tās aprakstīšanai pietiek ar vienu asi, piemēram, OX ass. Izvēloties izcelsmi, mēs pierakstām kustības vienādojumus.

I uzdevums.

Nosakiet punkta ātruma moduli un virzienu, ja, vienmērīgi kustoties pa OX asi, tā koordināte laika posmā t 1 \u003d 4 s mainījās no x 1 \u003d 5 m uz x 2 \u003d -3 m.

Lēmums.

Vektora moduli un virzienu var atrast no tā projekcijām uz koordinātu asīm. Tā kā punkts pārvietojas vienmērīgi, pēc formulas atrodam tā ātruma projekciju uz OX asi

negatīva zīmeātruma projekcija nozīmē, ka punkta ātrums ir vērsts pretēji pozitīvajam OX ass virzienam. Ātruma modulis υ = |υ x | = |-2 m/s| = 2 m/s.

2. uzdevums.

No punktiem A un B, attālums starp kuriem pa taisnu šoseju l 0 = 20 km, vienlaikus divas automašīnas sāka vienmērīgi kustēties viena pret otru. Pirmās automašīnas ātrums υ 1 = 50 km/h, bet otrās automašīnas ātrums υ 2 = 60 km/h. Nosakiet automašīnu novietojumu attiecībā pret punktu A pēc laika t = 0,5 stundas pēc kustības sākuma un attālumu I starp automašīnām šajā brīdī. Nosakiet katras automašīnas ceļus s 1 un s 2 laikā t.

Lēmums.

Ņemsim punktu A par koordinātu sākumpunktu un virzīsim koordinātu asi OX uz punktu B (1.14. att.). Automašīnu kustība tiks aprakstīta ar vienādojumiem

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

Tā kā pirmā automašīna pārvietojas OX ass pozitīvā virzienā, bet otrā - negatīvā virzienā, tad υ 1x = υ 1, υ 2x = -υ 2. Saskaņā ar izcelsmes izvēli x 01 = 0, x 02 = l 0 . Tāpēc pēc kāda laika t

x 1 \u003d υ 1 t \u003d 50 km/h 0,5 h \u003d 25 km;

x 2 \u003d l 0 - υ 2 t \u003d 20 km - 60 km / h 0,5 h \u003d -10 km.

Pirmā automašīna atradīsies punktā C 25 km attālumā no punkta A labajā pusē, bet otrā - punktā D 10 km attālumā pa kreisi. Attālums starp automašīnām būs vienāds ar to koordinātu starpības moduli: l = x 2 - x 1 | = |-10 km - 25 km| = 35 km. Nobrauktie attālumi ir:

s 1 \u003d υ 1 t \u003d 50 km/h 0,5 h \u003d 25 km,

s 2 \u003d υ 2 t \u003d 60 km/h 0,5 h \u003d 30 km.

3. uzdevums.

Pirmā automašīna atstāj punktu A uz punktu B ar ātrumu υ 1 Pēc laika t 0 otra automašīna atstāj punktu B tajā pašā virzienā ar ātrumu υ 2. Attālums starp punktiem A un B ir vienāds ar l. Nosakiet automašīnu satikšanās punkta koordinātu attiecībā pret punktu B un laiku no pirmās automašīnas izbraukšanas brīža, caur kuru tie satiksies.

Lēmums.

Ņemsim punktu A par koordinātu sākumpunktu un virzīsim koordinātu asi OX uz punktu B (1.15. att.). Automašīnu kustība tiks aprakstīta ar vienādojumiem

x 1 = υ 1 t, x 2 = l + υ 2 (t - t 0).

Sanāksmes laikā automašīnu koordinātas ir vienādas: x 1 \u003d x 2 \u003d x collas. Tad υ 1 t in \u003d l + υ 2 (t in - t 0) un laiks līdz sanāksmei

Acīmredzot risinājumam ir jēga, ja υ 1 > υ 2 un l > υ 2 t 0 vai υ 1< υ 2 и l < υ 2 t 0 . Координата места встречи

4. uzdevums.

1.16. attēlā parādīti punktu koordinātu atkarības no laika grafiki. No grafikiem nosaki: 1) punktu ātrumu; 2) pēc kāda laika pēc kustības sākuma viņi tiksies; 3) ceļi, ko punkti nostaigājuši pirms tikšanās. Uzrakstiet punktu kustības vienādojumus.

Lēmums.

Uz laiku, kas vienāds ar 4 s, pirmā punkta koordinātu izmaiņas: Δx 1 \u003d 4 - 2 (m) \u003d 2 m, otrā punkta: Δx 2 \u003d 4 - 0 (m) \u003d 4 m.

1) Punktu ātrumu nosaka pēc formulas υ 1x = 0,5 m/s; υ 2x = 1 m/s. Ņemiet vērā, ka tādas pašas vērtības var iegūt no grafikiem, nosakot taisnu līniju slīpuma leņķu pieskares laika asij: ātrums υ 1x ir skaitliski vienāds ar tgα 1 un ātrums υ 2x ir skaitliski vienāds uz tgα 2 .

2) Tikšanās laiks ir brīdis, kad punktu koordinātas ir vienādas. Ir skaidrs, ka t \u003d 4 s.

3) Punktu noietie ceļi ir vienādi ar to kustībām un ir vienādi ar to koordinātu izmaiņām laikā pirms tikšanās: s 1 = Δх 1 = 2 m, s 2 = Δх 2 = 4 m.

Kustību vienādojumi abiem punktiem ir formā x = x 0 + υ x t, kur x 0 = x 01 = 2 m, υ 1x = 0,5 m / s - pirmajam punktam; x 0 = x 02 = 0, υ 2x = 1 m / s - otrajam punktam.

Kā kinemātika ir tāda, kurā ķermenis jebkurā patvaļīgi vienādos laika periodos šķērso vienāda garuma ceļa posmus. Šī ir vienmērīga kustība. Piemērs ir slidotāja kustība distances vidū vai vilciena kustība līdzenā posmā.

Teorētiski ķermenis var pārvietoties pa jebkuru trajektoriju, ieskaitot līknes. Tajā pašā laikā pastāv ceļa jēdziens - tas ir attāluma nosaukums, ko ķermenis nobrauc pa savu trajektoriju. veids - skalārs, un to nevajadzētu sajaukt ar pārvietošanu. Ar pēdējo terminu mēs apzīmējam segmentu starp ceļa sākuma punktu un beigu punktu, kas, kad izliekta kustība noteikti nesakrīt ar trajektoriju. Nobīde - ar skaitlisku vērtību, kas vienāda ar vektora garumu.

Rodas dabisks jautājums – kādos gadījumos mēs runājam par vienmērīgu kustību? Vai, piemēram, karuseļa kustība aplī ar tādu pašu ātrumu tiks uzskatīta par viendabīgu? Nē, jo ar šādu kustību ātruma vektors maina virzienu katru sekundi.

Vēl viens piemērs ir automašīna, kas brauc taisnā līnijā ar tādu pašu ātrumu. Šāda kustība tiks uzskatīta par vienveidīgu, kamēr automašīna nekur negriezīsies un tās spidometram būs vienāds cipars. Acīmredzot vienmērīga kustība vienmēr notiek taisnā līnijā, ātruma vektors nemainās. Ceļš un pārvietošanās šajā gadījumā būs vienādi.

Vienmērīga kustība ir kustība pa taisnu ceļu ar nemainīgu ātrumu, kurā nobraukto attālumu garumi jebkurā vienādā laika posmā ir vienādi. Par īpašu vienmērīgas kustības gadījumu var uzskatīt miera stāvokli, kad ātrums un nobrauktais attālums ir vienādi ar nulli.

Ātrums ir vienmērīgas kustības kvalitatīva īpašība. Ir skaidrs, ka dažādi objekti iet vienu un to pašu ceļu atšķirīgs laiks(gājējs un automašīna). Vienmērīgi kustīga ķermeņa noietā ceļa attiecību pret laiku, kurā šis ceļš ir nobraukts, sauc par kustības ātrumu.

Tādējādi formula, kas apraksta vienmērīgu kustību, izskatās šādi:

V = S/t; kur V ir kustības ātrums (ir vektora lielums);

S - ceļš vai kustība;

Zinot kustības ātrumu, kas ir nemainīgs, mēs varam aprēķināt ķermeņa noieto ceļu jebkurā patvaļīgā laika periodā.

Dažreiz viņi kļūdaini sajauc vienmērīgu un vienmērīgi paātrinātu kustību. Tas ir ideāls dažādi jēdzieni. - viena no nevienmērīgas kustības iespējām (t.i., tāda, kurā ātrums nav nemainīga vērtība), kam ir svarīga pazīšanas zīme- ātrums šajā gadījumā mainās tajos pašos laika intervālos par tādu pašu summu. Šo vērtību, kas vienāda ar ātrumu starpības attiecību pret laiku, kurā ātrums ir mainījies, sauc par paātrinājumu. Šis skaitlis, kas parāda, par cik ātrums palielinājās vai samazinājies laika vienībā, var būt liels (tad saka, ka ķermenis ātri uzņem vai zaudē ātrumu) vai nenozīmīgs, kad objekts paātrina vai palēninās vienmērīgāk.

Paātrinājums, tāpat kā ātrums, ir fizisks vektora lielums. Paātrinājuma vektors virzienā vienmēr sakrīt ar ātruma vektoru. Piemērs vienmērīgi paātrināta kustība var kalpot kā objekta gadījums, kurā objekta pievilkšanās pie zemes virsmas) laika vienībā mainās par noteiktu daudzumu, ko sauc par paātrinājumu. Brīvais kritiens.

Vienmērīgu kustību teorētiski var uzskatīt par īpašs gadījums vienmērīgi paātrināts. Ir skaidrs, ka, tā kā ātrums šādas kustības laikā nemainās, tad paātrinājums vai palēninājums nenotiek, tāpēc paātrinājuma lielums vienmērīgi kustoties ir nulle.

Mehāniskās kustības definīcija

Mehāniskās kustības trajektorija

Mehāniskās kustības veidi: vienmērīga un nevienmērīga kustība

Kādi ir mehānisko kustību veidi? Piemēram, braucot ar automašīnu, vadītājs pārvietojas ar dažādu ātrumu, braucot pa pilsētu un gandrīz vienādu ātrumu, iebraucot uz šosejas ārpus pilsētas. Tas ir, tas pārvietojas vai nu nevienmērīgi, vai vienmērīgi. Tātad kustību atkarībā no vienādos laika periodos nobrauktā attāluma sauc par vienmērīgu vai nevienmērīgu.