Механічний рух

Механіка
Механічний рух

У механіці вивчається найпростіша форма руху — механічний рух Механічним рухом тіла (точки) називається зміна положення (координати) даного тіла (чи його частин) відносно інших тіл з перебігом часу. Іноді механічний рух легко спостерігати- людина рухається відносно дороги й будинків, електровоз рухається відносно залізничного полотна, теплоходи рухаються відносно берегів річок, озер, морів Деякі механічні рухи безпосередньо неозброєним оком спостерігати не можна. Так, атоми і молекули газів рухаються відносно стінок посудини, електрони летять відносно стінок кінескопа в телевізорі тощо. В реальності таких невидимих механічних рухів нас переконують ті фізичні явища, що пов'язані з цими рухами.

Основною задачею механіки є визначення положення тіла (координати) у будь-який момент часу Тіла можуть здійснювати різноманітні рухи: описувати різні траєкторії, рухатися швидше чи повільніше тощо. Щоб розв'язати основну задачу механіки, треба вміти коротко й точно вказати, як рухається тіло, як при тому чи іншому русі змінюється його положення з перебігом часу Іншими словами, треба знайти математичний опис руху, тобто встановити зв'язок між величинами, які характеризують механічний рух. Ці величини і зв'язки між ними вивчаються в розділі механіки, який називають кінематикою. У кінематиці не розглядають будь-яких впливів на дане тіло інших тіл чи фізичних полів, тобто причин руху тіла.

Для опису механічного руху тіла (визначення його положення в будь-який момент часу) необхідно вказати інше тіло, відносно якого розглядається рух. Наприклад, пасажир, що сидить у вагоні, і вагон рухаються відносно залізничного полотна, однак нерухомі одне відносно одного. Тіло, відносно якого розглядається даний механічний рух, називають тілом відліку.
Тіло відліку можна обирати цілком довільно. Ним може бути, наприклад, пост ДАЇ, дерево чи телеграфний стовп, повз який їдемо в автомобілі, вагон метро чи перон станції.

Якщо тіло відліку обрано, то через будь-які його точки проводять осі координат і положення будь-якої точки тіла визначають її координатами. Найпростішою системою координат є прямокутна система (рис. 1) Тіло відліку 0, яке умовно вважають нерухомим, зв'язана з ним система координат і прилад для відліку часу утворюють систему відліку, в якій і розглядається рух тіла.

У кінематиці систему відліку обирають з урахуванням конкретних умов задачі опису руху тіла. Систему відліку можна зв'язати з будь-яким тілом, однак вибір не кожного з них виявляється зручним. Так, переміщення літака зручніше розглядати в системі відліку, зв'язаній із Землею, а не Сонцем чи Місяцем. Навпаки, рух планет чи міжпланетних кораблів доцільніше (оскільки їхні траєкторії простіші) розглядати в геліоцентричній системі відліку з початком координат в центрі Сонця, а не в системі відліку, зв'язаній з Землею чи іншою планетою. Для опису зміни положення предметів на Землі найчастіше систему відліку зв'язують з тілом, нерухомим відносно Землі (лабораторний стіл, будинок, берег річки тощо).

Під час розв'язування деяких задач механіки можна не цікавитися формою й розмірами тіла, розглядаючи його як матеріальну точку. Під матеріальною точкою розуміють тіло, розмірами якого можна в даній задачі знехтувати. Можливість не враховувати розміри тіла в механічному русі визначається не розмірами самого тіла, а конкретними умовами руху, що вивчається. Одне й те саме тіло в одних умовах може вважатися матеріальною точкою, а в інших таке спрощення недопустиме.

Наприклад, диспетчер в аеропорту, слідкуючи за польотом літака, вважає його матеріальною точкою, оскільки розміри літака для нього не мають значення. Однак стюардеса, наприклад, яка перебуває у салоні літака, не може вважати його матеріальною точкою.

Матеріальною точкою можна вважати як маленькі, так і великі тіла. Все залежить від конкретних умов вивчення руху. Наприклад, при визначенні швидкостей руху планет по орбітах навколо Сонця їх розглядають, незважаючи на великі розміри (наприклад, діаметр Юпітера становить понад 14 . 104 км), матеріальними точками. У той самий час навіть маленьку молекулу не можна вважати матеріальною точкою, якщо в задачі треба враховувати обертання молекули або відносне зміщення атомів, які входять до її складу.

Одне й те саме тіло залежно від постановки задачі іноді можна розглядати як матеріальну точку, а іноді й ні. Наприклад, для опису польоту космічного корабля по траєкторії його розглядають як матеріальну точку. Коли ж спеціаліст розраховує проблеми стикування з орбітальною станцією, то тут вже істотну роль відіграє форма корабля, його розміри, орієнтація в просторі, обертання тощо. Корабель при цьому аж ніяк не можна вважати за матеріальну точку.

Рухоме тіло (матеріальна точка) Описує в заданій системі відліку лінію, яку називають траєкторією руху цього тіла (точки). Про траєкторію реактивного літака, який летить на значній висоті, можна робити висновок з білого сліду, який він залишає за собою; про траєкторію автомобіля чи велосипеда — за відбитками коліс на вологій чи пильній ґрунтовій дорозі. Траєкторії даного механічного руху в різних системах відліку можуть мати неоднакову форму. Так, тіло, випущене з рук у вагоні, який рухається рівномірно, в системі відліку, зв'язаній з вагоном, рухається прямолінійно по вертикалі, а в системі відліку, зв'язаній із залізничним полотном, — по параболі (рис. 2)

Довжина ділянки траєкторії, пройденої точкою при її русі, називається пройденим шляхом (або довжиною шляху). Шлях показує, як далеко змістилась точка по своїй траєкторії, однак нічого не говорить про те, в який бік вона змістилась і де, отже, перебуває в даний момент. Для визначення положення тіла в довільний момент часу треба знати не пройдений ним шлях, а його переміщення.

читати українською мовою Читати продовження читать данную статью на русском.



інформація з довідника:

С.У.Гончаренко Фізика: довідкові матеріали для абітурієнтів. - К.: Либідь, 1996. - 208 с. - Укр. і рос. мовами.

 

 

 


Репетитор в місті Рівне та Рівненському районі.

Поліграфічні та навчально-інформаційні послуги Розмістити рекламу на сайті.
Тел.: +38(093) 515-57-24, +38(098) 050-8649, +38(066)0400-693
м. Рівне, вул. Дубенська (Район Боярка)

Написати електронного листа репетитору

 

Реклама:

Пропонуємо фотодрук та Поліграфічні послуги.