Меню Рубрики

Движение с точки зрения физики определение

Нелегко найти взрослого человека, который ни разу в жизни не слыхал крылатой фразы «Движение — это жизнь».

Существует и другая формулировка данного высказывания, звучащая несколько иначе: «Жизнь — это движение». Авторство данного афоризма принято приписывать Аристотелю — древнегреческому ученому и мыслителю, который считается основоположником всей «западной» философии и науки.

Сегодня трудно сказать с полной уверенностью, действительно ли великий древнегреческий философ когда-либо произносил подобную фразу, и как именно она звучала в те далекие времена, но, взглянув на вещи непредвзято, следует признать, что приведенное выше определение движения является хотя и звучным, но довольно расплывчатым и метафоричным. Попробуем разобраться, что же представляет собой движение с научной точки зрения.

Физика дает понятию «движение» вполне конкретное и однозначное определение. Раздел физики, изучающий движение материальных тел и взаимодействие между ними, называют механикой.

Раздел механики, изучающий и описывающий свойства движения без учета его конкретных причин, называется кинематика. С точки зрения механики и кинематики движением считается происходящее с течением времени изменение положения физического тела относительно других физических тел.

Что такое броуновское движение?

В задачи физики входит наблюдение и изучение любых проявлений движения, которые происходят или могли бы происходить в природе.

Одним из видов движения является так называемое броуновское движение, известное большинству читателей данной статьи из школьного курса физики. Для тех, кто по каким-то причинам не присутствовал при изучении данной темы или успел основательно ее подзабыть, поясним: броуновским движением называют беспорядочное движение мельчайших частиц вещества.

Броуновское движение происходит везде, где присутствует какая-либо материя, температура которой превышает абсолютный нуль. Абсолютным нулем называют температуру, при которой броуновское движение частиц вещества должно прекращаться. По шкале Цельсия, которой мы привыкли пользоваться в повседневной жизни для определения температуры воздуха и воды, температура абсолютного нуля составляет 273,15 °C со знаком минус.

Создать условия, вызывающие такое состояние вещества, ученым пока не удалось, более того, существует мнение, что абсолютный нуль является чисто теоретическим допущением, но на практике он недостижим, так как полностью остановить колебания частиц вещества невозможно.

Движение с точки зрения биологии

Поскольку биология тесно связана с физикой и в широком смысле совершенно от нее неотделима, в этой статье мы рассмотрим движение также и с точки зрения биологии. В биологии движение рассматривается как одно из проявлений жизнедеятельности организма. С этой точки зрения движение является результатом взаимодействия сил, внешних по отношению к отдельно взятому организму, с внутренними силами самого организма. Другими словами, внешние раздражители вызывают определенную реакцию организма, которая проявляется в движении.

Следует отметить, что хотя формулировки понятия «движение», принятые в физике и биологии, несколько отличаются друг от друга, по своей сути они не вступают ни в малейшее противоречие, являясь просто различными определениями одного и того же научного понятия.

Таким образом мы убеждаемся в том, что крылатое выражение, о котором шла речь в начале данной статьи, вполне согласуется с определением движения с точки зрения физики, поэтому нам остается лишь еще раз повторить прописную истину: движение — это жизнь, а жизнь — это движение.

Что такое движение в физике: примеры движения в быту и в природе

Что такое движение? В физике под этим понятием подразумевают действие, приводящее к изменению положения тела в пространстве за определенный промежуток времени относительно некоторой точки отсчета. Рассмотрим подробнее основные физические величины и законы, которые описывают движение тел.

Понятие о системе координат и материальной точке

Прежде чем переходить к разбору вопроса, что такое движение, необходимо дать определение некоторым базовым понятиям.

Одним из таких понятий является материальная точка. В физике часто рассматривают случаи, когда неважны форма и размеры тела, поскольку они являются ничтожно малыми в сравнении с расстояниями, проходимыми им. Когда для решения поставленной задачи геометрические размеры рассматриваемого объекта неважны, говорят, что он является материальной точкой.

Еще одно важное для описания движения понятие — это система координат, под которой полагают набор чисел и осей, позволяющих однозначно определить положение материальной точки в пространстве.

Величины, описывающие движение

Раздел физики, изучающий поведение движущихся объектов, называется кинематикой. В кинематике часто рассматриваются движения именно материальной точки. Зная, что такое движение, следует перечислить основные элементы, которые непосредственно с ним связаны:

  • Траектория — воображаемая линия в пространстве, вдоль которой перемещается тело. Она может быть прямолинейной, параболической, эллиптической и так далее.
  • Путь (S) — это расстояние, которое проходит материальная точка в процессе своего движения. Путь в системе СИ измеряется в метрах (м).
  • Скорость (v) — физическая величина, которая определяет, какое расстояние проходит материальная точка за единицу времени. Измеряется в метрах в секунду (м/с).
  • Ускорение (a) — величина, описывающая изменение скорости движения материальной точки. Она в СИ выражается в м/c 2 .
  • Время движения (t).

Законы движения. Их математическая формулировка

Разобравшись, что такое движение и какие величины его определяют, можно записать выражение для пути: S = v*t. Движение, описываемое этим уравнением, называется равномерным прямолинейным. Если же скорость материальной точки изменяется, тогда следует записать формулу для пути так: S = v*t+a*t 2 /2, здесь скорость v называется начальной (в момент времени t=0). В любой же другой момент времени t скорость материальной точки определяется по формуле: v = v + a*t. Этот тип движения называется прямолинейным равноускоренным (равнозамедленным).

Рассмотренные формулы являются достаточно простыми, поскольку применяются для прямолинейного движения. В природе же часто встречаются перемещения объектов по криволинейным траекториям. В этих случаях важно учитывать векторные свойства скорости и ускорения. Например, одним из простых движений по криволинейной траектории является перемещение материальной точки по окружности. В этом случае вводят понятие центростремительного ускорения, которое определяет изменение не модуля скорости, а ее направления. Это ускорение вычисляется по формуле: a = v 2 /R, где R — радиус окружности.

Примеры движения

Разобравшись с вопросом, что такое движение, полезно для наглядности привести некоторые примеры в быту и природе.

Перемещение автомобиля по проезжей части, езда на велосипеде, прыжки мяча по газону, плавание корабля в море, полет самолета в небесах, спуск лыжника по снежному склону горы, бег спринтера на спортивных соревнованиях — все это примеры движения объектов в быту.

Вращение планет вокруг Солнца, падение камня на землю, колебание листьев и ветвей деревьев под действием ветра, перемещения клеток, составляющих ткани живых организмов, наконец, тепловое хаотическое перемещение атомов и молекул — это примеры движения природных объектов.

Если подойти к вопросу с философской точки зрения, то следует сказать, что движение — это фундаментальное свойство бытия, поскольку все, что существует вокруг нас, находится в постоянном движении и изменении.

Что такое механическое движение в физике определение

Механическое движение это:

Механи́ческим движе́нием тела называется изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени. При этом тела взаимодействуют по законам механики.

Раздел механики, описывающий геометрические свойства движения без учёта причин, его вызывающих, называется кинематикой.

В более общем значении движением называется изменение состояния физической системы с течением времени. Например, можно говорить о движении волны в среде.

Содержание

  • 1 Виды механического движения
  • 2 Геометрия движения
  • 3 Относительность движения
  • 4 См. также
  • 5 Ссылки

Виды механического движения

Механическое движение можно рассматривать для разных механических объектов:

  • Движение материальной точки полностью определяется изменением её координат во времени (например, двух на плоскости). Изучением этого занимается кинематика точки. В частности, важными характеристиками движения являются траектория материальной точки, перемещение, скорость и ускорение.
    • Прямолинейное движение точки (когда она всегда находится на прямой, скорость параллельна этой прямой)
    • Криволинейное движение�— движение точки по траектории, не представляющей собою прямую, с произвольным ускорением и произвольной скоростью в любой момент времени (например, движение по окружности).
  • Движение твёрдого тела складывается из движения какой-либо его точки (например, центра масс) и вращательного движения вокруг этой точки. Изучается кинематикой твёрдого тела.
    • Если вращение отсутствует, то движение называется поступательным и полностью определяется движением выбранной точки. Движение при этом не обязательно является прямолинейным.
    • Для описания вращательного движения�— движения тела относительно выбранной точки, например закреплённого в точке,�— используют Углы Эйлера. Их количество в случае трёхмерного пространства равно трём.
    • Также для твёрдого тела выделяют плоское движение�— движение, при котором траектории всех точек лежат в параллельных плоскостях, при этом оно полностью определяется одним из сечений тела, а сечение тела�— положением любых двух точек.
  • Движение сплошной среды. Здесь предполагается, что движение отдельных частиц среды довольно независимо друг от друга (обычно ограничено лишь условиями непрерывности полей скорости), поэтому число определяющих координат бесконечно (неизвестными становятся функции).

Геометрия движения

  • По окружности (см. Первая космическая (круговая) скорость)
  • По эллипсу
  • По параболе (см. Вторая космическая (параболическая) скорость), под действием однородного гравитационного поля
  • По гиперболе
  • Равномерное движение
    • Квадратриса
    • Кривая погони. Эволюта (огибающая нормалей) трактрисы: (цепная линия, поверхность которой — катеноид)
  • Под действием однородного гравитационного поля
    • Кривая скорейшего спуска Время спуска под действием только силы тяжести не зависит от расположения начальной точки на дуге циклоиды
    • Лемниската Бернулли: материальная точка, движущаяся по кривой под действием однородного гравитационного поля, пробегает дугу за то же время, что и соответствующую хорду. При этом ось лемнискаты составляет угол с вектором напряжённости поля, а центр лемнискаты совпадает с исходным положением движущейся точки. Движение под действием однородного гравитационного поля

Относительность движения

Относительность�— зависимость механического движения тела от системы отсчёта. Не указав систему отсчёта, не имеет смысла говорить о движении.

Два стрелка неподвижны относительно друг друга, но движутся, если рассматривать другие системы отсчёта.

  • Теория относительности
  • Механическое движение (видеурок, программа 10 класса)

Категория:

  • Механическое движение

Wikimedia Foundation. 2010.

2. Механика. Механическое движение.

Понятие механики. Механика – это часть физики, в которой изучают движение тел, взаимодействие тел или, движение тел под каким-либо взаимодействием.

Главная задача механики – это определение местоположения тела в любой момент времени.

Разделы механики: кинематика и динамика. Кинематика – это раздел механики, изучающий геометрические свойства движений без учета их масс и действующих на них сил. Динамика – это раздел механики, изучающий движение тел под действием приложенных к ним сил.

Движение. Характеристики движения. Движение – это изменение положения тела в пространстве с течением времени относительно других тел. Характеристики движения: пройденный путь, перемещение, скорость, ускорение.

Механическое движение это изменение положение тела (или его частей) в пространстве относительно других тел с течением времени.

Поступательное движение. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Равномерное движение тела. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Неравномерное механическое движение – это движение, при котором за равные промежутки времени тело совершает неравные перемещения.

Относительность механического движения. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Точка отсчёта и система отсчёта в механическом движении. Тело, относительно которого рассматривается движение, называется точкой отсчёта. Система отсчёта в механическом движении – это точка отсчёта и система координат и часами.

Система отсчета. Характеристики механического движения. Система отсчета демонстрируется видеопоказом с объяснениями. Механическое движение имеет характеристики: Траектория; Путь; Скорость; Время.

Траектория прямолинейного движения – это линия, вдоль которой движется тело.

Криволинейное движение. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Путь и понятие скалярной величины. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Физические формулы и единицы измерения характеристик механического движения:

Единицы измерения величины

Формула для определения величины

Понятие ускорения. Раскрывается демонстрацией видеопоказа, с объяснениями.

Читайте также:  Влияние общества на природу с научной точки зрения

Формула для определения величины ускорения:

3. Законы динамики Ньютона.

Великий физик И. Ньютон. И. Ньютон развенчал античные представления, что законы движения земных и небесных тел совершенно различны. Вся Вселенная подчинена единым законам, допускающим математическую формулировку.

Две фундаментальные задачи, решенные физикой И. Ньютона:

1. Создание для механики аксиоматической основы, которая перевела эту науку в разряд строгих математических теорий.

2. Создание динамики, связывающей поведение тела с характеристиками внешних воздействий на него (сил).

Законы динамики И. Ньютона в его авторской редакции:

1. Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.

2. Изменение количества движения пропорционально приложенной силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.

3. Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе, взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.

Первый закон динамики И. Ньютона. Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.

Понятия инерции и инертности тела. Инерция – это явление, при котором тело стремится сохранить свое первоначальное состояние. Инертность – это свойство тела сохранять состояние движения. Свойство инертности характеризуется массой тела.

Развитие Ньютоном теории механики Галилея. Долгое время считалось, что для поддержания любого движения необходимо осуществлять нескоменсированное внешнее воздействие со стороны других тел. Ньютон разбил эти убеждения, выведенные Галилеем.

Инерциальная система отсчета. Системы отсчёта, относительно которых свободное тело движется равномерно и прямолинейно, называются инерциальными.

Первый закон Ньютона – закон инерциальных систем. Первый закон Ньютона – это постулат о существовании инерциальных систем отсчёта. В инерциальных системах отсчёта механические явления описываются наиболее просто.

Второй закон динамики И. Ньютона. В инерциальной системе отсчёта прямолинейное и равномерное движение может происходить только в том случае, если на тело не действуют другие силы или действие их скомпенсировано, т.е. уравновешено. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Принцип суперпозиции сил. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Понятие массы тела. Масса – одна из самых фундаментальных физических величин. Масса характеризует сразу несколько свойств тела и обладает рядом важных свойств.

Сила — центральное понятие второго закона Ньютона. Второй закон Ньютона определяет, что тело тогда будет двигаться с ускорением, когда на него действует сила. Сила – мера взаимодействия двух (или больше) тел.

Два вывода классической механики из второго закона И. Ньютона:

1. Ускорение тела напрямую связано с приложенной к телу силой.

2. Ускорение тела напрямую связано с его массой.

Демонстрация прямой зависимости ускорения тела от его массы

Третий закон динамики И. Ньютона. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Значение законов классической механики для современной физики. Механика, основанная на законах Ньютона, называется классической механикой. В рамках классической механики хорошо описывается движение не очень маленьких тел с не очень большими скоростями.

Физические поля вокруг элементарных частиц.

Планетарная модель атома Резерфорда и Бора.

Движение, как физическое явление.

Равномерное прямолинейное движение

Неравномерное относительное механическое движение.

Видеоанимация системы отсчета.

Путь и траектория.

2-й закон Ньютона.

Прямая зависимость ускорения тела от его массы.

3-й закон Ньютона.

Сформулируйте определение и научный предмет физики.

Сформулируйте физические свойства, общие для всех явлений природы.

Сформулируйте основные этапы эволюции физической картины мира.

Назовите 2 основных принципа современной науки.

Назовите особенности механистической модели мира.

В чем суть молекулярно-кинетической теории.

Сформулируйте основные признаки электромагнитной картины мира.

Объясните понятие физического поля.

Определите признаки и различия электрического и магнитного полей.

Объясните понятия электромагнитного и гравитационного полей.

Объясните понятие «Планетарная модель атома»

Сформулируйте признаки современной физической картины мира.

Сформулируйте основные положения современной физической картины мира.

Объясните значение теории относительности А. Эйнштейна.

Объясните понятие: «Механика».

Назовите основные разделы механики и дайте им определения.

Назовите основные физические характеристики движения.

Сформулируйте признаки поступательного механического движения.

Сформулируйте признаки равномерного и неравномерного механического движения.

Сформулируйте признаки относительности механического движения.

Объясните смысл физических понятий: «Точка отсчёта и система отсчёта в механическом движении».

Назовите основные характеристики механического движения в системе отсчета.

Назовите основные характеристики траектории прямолинейного движения.

Назовите основные характеристики криволинейного движения.

Дайте определение физическому понятию: «Путь».

Дайте определение физическому понятию: «Скалярная величина».

Воспроизведите физические формулы и единицы измерения характеристик механического движения.

Сформулируйте физический смысл понятия: «Ускорение».

Воспроизведите физическую формулу для определения величины ускорения.

Назовите две фундаментальные задачи, решенные физикой И. Ньютона.

Воспроизведите основные смыслы и содержание первого закона динамики И. Ньютона.

Сформулируйте физический смысл понятия инерции и инертности тела.

В чем проявилось развитие Ньютоном теории механики Галилея.

Сформулируйте физический смысл понятия: «Инерциальная система отсчета».

Почему первый закон Ньютона это закон инерциальных систем.

Воспроизведите основные смыслы и содержание второго закона динамики И. Ньютона.

Сформулируйте физические смыслы принципа суперпозиции сил, выведенного И. Ньютоном.

Сформулируйте физический смысл понятия массы тела.

Обоснуйте, что сила является центральным понятием второго закона Ньютона.

Сформулируйте два вывода классической механики на основании второго закона И. Ньютона.

Воспроизведите основные смыслы и содержание третьего закона динамики И. Ньютона.

Объясните значение законов классической механики для современной физики.

1. Ахмедова Т.И., Мосягина О.В. Естествознание: Учебное пособие / Т.И. Ахмедова, О.В. Мосягина. – М.: РАП, 2012. – С. 34-37.

Что такое точка отсчета? Что такое механическое движение?

Andreus-папа-ndrey

Механи́ческим движе́нием тела называется изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени. При этом тела взаимодействуют по законам механики. Раздел механики, описывающий геометрические свойства движения без учёта причин, его вызывающих, называется кинематикой

В более общем значении движением называется любое пространственное или временное изменение состояния физической системы. Например, можно говорить о движении волны в среде.
Механическое движение можно рассматривать для разных механических объектов:

* Движение материальной точки полностью определяется изменением её координат во времени (например, двух на плоскости) . Изучением этого занимается кинематика точки.
o Прямолинейное движение точки (когда она всегда находится на прямой, скорость параллельна эта прямой)
o Криволинейное движение это движение точки по траектории, не представляющей собою прямую, с произвольным ускорением и произвольной скоростью в любой момент времени (например, движение по окружности) .
* Движение твёрдого тела складывается из движения какой-либо его точки (например, центра масс) и вращательного движения вокруг этой точки. Изучается кинематикой твёрдого тела.
o Если вращение отсутствует, то движение называется поступательным и полностью определяется движением выбранной точки. Заметим, что при этом оно не обязательно является прямолинейным.
o Для описания вращательного движения — движения тела относительно выбранной точки, например закреплённого в точке, используют Углы Эйлера. Их количество в случае трёхмерного пространства равно трём.
o Также для твёрдого тела выделяют плоское движение — движение, при котором траектории всех точек лежат в параллельных плоскостях, при этом оно полностью определяется одним из сечений тела, а сечение тела положением любых двух точек.
* Движение сплошной среды. Здесь предполагается, что движение отдельных частиц среды довольно независимо друг от друга (обычно ограничено лишь условиями непрерывности полей скорости) , поэтому число определяющих координат бесконечно (неизестными становятся функции) .
Относительность — зависимость механического движения тела от системы отсчёта, не указав систему отсчёта — не имеет смысла говорить о движении.

Даниил юрьев

Виды механического движения [править | править вики-текст]
Механическое движение можно рассматривать для разных механических объектов:
Движение материальной точки полностью определяется изменением её координат во времени (например, для плоскости — изменением абсциссы и ординаты). Изучением этого занимается кинематика точки. В частности, важными характеристиками движения являются траектория материальной точки, перемещение, скорость и ускорение.
Прямолинейное движение точки (когда она всегда находится на прямой, скорость параллельна этой прямой)
Криволинейное движение — движение точки по траектории, не представляющей собою прямую, с произвольным ускорением и произвольной скоростью в любой момент времени (например, движение по окружности).
Движение твёрдого тела складывается из движения какой-либо его точки (например, центра масс) и вращательного движения вокруг этой точки. Изучается кинематикой твёрдого тела.
Если вращение отсутствует, то движение называется поступательным и полностью определяется движением выбранной точки. Движение при этом не обязательно является прямолинейным.
Для описания вращательного движения — движения тела относительно выбранной точки, например закреплённого в точке, — используют Углы Эйлера. Их количество в случае трёхмерного пространства равно трём.
Также для твёрдого тела выделяют плоское движение — движение, при котором траектории всех точек лежат в параллельных плоскостях, при этом оно полностью определяется одним из сечений тела, а сечение тела — положением любых двух точек.
Движение сплошной среды. Здесь предполагается, что движение отдельных частиц среды довольно независимо друг от друга (обычно ограничено лишь условиями непрерывности полей скорости), поэтому число определяющих координат бесконечно (неизвестными становятся функции).

Механическое движение. Путь. Скорость. Ускорение

Лара

Механическим движением называют изменение положения тела (или его частей) относительно других тел.
Положение тела задается координатой.
Линию, вдоль которой движется материальная точка, называют траекторией. Длину траектории называют путем. Единица пути — метр.
Путь = скорость* время. S=v*t.

Механическое движение характеризуется тремя физическими величинами: перемещением, скоростью и ускорением.

Направленный отрезок прямой, проведенный из начального положения движущейся точки в ее конечное положение, называется перемещением (s). Перемещение — величина векторная. Единица перемещения — метр.

Скорость — векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения тела, численно равная отношению перемещения за малый промежуток времени к величине этого промежутка времени.
Формула скорости имеет вид v = s/t. Единица скорости — м/с. На практике используют единицу измерения скорости км/ч (36 км/ч = 10 м/с) .

Ускорение — векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости, численно равная отношению изменения скорости к промежутку времени, в течение которого это изменение произошло. Формула для вычисления ускорения: a=(v-v0)/t; Единица ускорения – метр/(секунда в квадрате) .

В повседневной жизни нам регулярно приходится сталкиваться с различными видами движения. Мы видим, как ходят люди, едут машины, плывут облака, летят птицы и самолеты и т.д.

Что такое движение?

Движение — это перемещение тела в пространстве относительно других тел с течением времени. Например, с уверенностью сказать, что автомобиль движется, можно только после того, как мы увидим перемещение этого автомобиля относительно неподвижного объекта, например дома, магазина, пешеходного перехода или автобусной остановки. Точно так же мы определяем, движется ли самолет, велосипед, поезд или человек.

Относительность движения

Интересный момент: представь, что ты с родителями едешь в машине. Находясь в автомобиле, ты движешься относительно дороги, но относительно самой машины и родителей, которые сидят рядом, ты находишься в состоянии покоя. Именно поэтому, когда речь идет о движении тела, нужно обязательно указывать, относительно каких тел происходит это движение.

В природе движется все

Физика чаще всего рассматривает движение тел относительно Земли. Примеров механического движения очень много: течение воды, полет самолета, движение человека, кошки или собаки, передвижение автомобиля, перемещение воздуха и т.д.

В это трудно поверить, но в природе движется абсолютно все. Причем движение не останавливается ни на минуту. Ты наверняка не задумывался над тем, что один из примеров механического движения — состояние покоя. Даже когда ты стоишь на Земле, ты движешься относительно Солнца, так как Земля совершает вращательное движение вокруг Солнца.

Читайте также:  Бейтс упражнения для глаз восстановление зрения

Что такое траектория?

При перемещении в пространстве тело движется по определенной линии. Эта линия и называется траекторией движения.

Траектория может быть видимой. Например, «хвост» самолета в небе, отпечатки сапог человека или лап собаки на снегу.

Иногда траектория не видна: мы не видим след летящих птиц.

Скорость движения

Все тела движутся, но одни медленнее, другие быстрее. Простые примеры: ты идешь в школу, рядом с тобой по дороге едут автомобили, в небе летят самолеты.

Совершенно очевидно, что ты движешься медленнее автомобиля и самолета, а самолет — быстрее автомобиля. Используя понятие «скорость», ты с уверенностью можешь сказать, что человек, машина и самолет движутся с разными скоростями.

Скорость — это величина, характеризующая быстроту движения. Когда говорят, что человек идет со скоростью 5 км/ч, автомобиль едет со скоростью 60 км/ч, а скорость самолета — 800 км/ч, это означает, что за один час человек пройдет расстояние, равное 5 км, автомобиль проедет 60 км, а самолет за час пролетит 800 км!

Какие бывают виды механического движения?

Механическое движение бывает равномерным и неравномерным.

Если тело движется с постоянной скоростью и за любые равные промежутки времени проходит равные расстояния, то такое движение называется равномерным.

А если скорость меняется (то увеличивается, то уменьшается), и расстояния, которые проходит тело, становятся неодинаковыми, то такое движение называется неравномерным.

Именно неравномерное движение в природе встречается гораздо чаще.

Название книги

Физика для всех. Движение. Теплота

Китайгородский Александр Исаакович

Ландау Лев Давидович

III. Движение с «неразумной» точки зрения

В предыдущей главе мы отыскали «разумную точку зрения» на движение. Правда, «разумных» точек зрения, которые мы назвали инерциальными системами, оказалось бесконечное множество.

Теперь, вооруженные знанием законов движения, мы можем поинтересоваться, как выглядит движение с «неразумных» точек зрения. Интерес к тому, как живется жителям неинерциальных систем, вовсе не праздный, хотя бы уже потому, что мы сами являемся обитателями такой системы.

Представим себе, что мы, захватив измерительные приборы, погрузились на межпланетный корабль и отправились путешествовать в мир звезд.

Быстро бежит время. Солнце уже стало похоже на маленькую звездочку. Двигатель выключен, корабль далеко от притягивающих тел.

Посмотрим теперь, что делается в нашей летающей лаборатории. Почему висит в воздухе и не падает на пол сорвавшийся с гвоздика термометр? В каком странном положении застыл отклонившийся от «вертикали» маятник, висящий на стене. Мы тут же находим разгадку: ведь корабль не на Земле, а в межпланетном пространстве. Предметы потеряли вес.

Полюбовавшись на необычную картину, мы решаем изменить курс. Нажатием кнопки включаем реактивный двигатель, и вдруг… предметы, окружающие нас, словно ожили. Все тела, которые не были наглухо закреплены, пришли в движение. Термометр упал, маятник начал качаться и, постепенно успокаиваясь, пришел в вертикальное положение, подушка послушно прогнулась под лежащим на ней чемоданом. Посмотрим на приборы, которые указывают, в какую сторону наш корабль начал ускоренное движение. Конечно, оно направлено вверх. Приборы показывают, что мы выбрали движение с небольшим для возможностей корабля ускорением 9,8 м/с2. Наши ощущения вполне обычны, мы чувствуем себя, как на Земле. Но почему так? По-прежнему невообразимо далеко находится корабль от притягивающих масс, нет сил притяжения, а предметы приобрели вес.

Выпустим из рук шарик и измерим, с каким ускорением он падает на пол корабля. Оказывается, ускорение равно 9,8 м/с2. Эту цифру мы только что прочли на приборах, измеряющих ускорение ракеты. Корабль движется с таким же ускорением вверх, с каким тела в нашей летучей лаборатории падают вниз.

Но что такое «верх» и «низ» в летящем корабле? Как просто дело обстояло, когда мы жили на Земле. Там небо было верхом, Земля была низом. А здесь? У нашего верха есть неоспоримый признак – это направление ускорения ракеты.

Смысл наших наблюдений понять нетрудно: на шарик, выпущенный из рук, никакие силы не действуют. Шарик движется по инерции. Это ракета движется с ускорением по отношению к шарику, и нам, находящимся в ракете, кажется, что шарик «падает» в сторону, обратную направлению ускорения ракеты. Разумеется, ускорение этого «падения» равно по величине истинному ускорению ракеты. Ясно также, что все тела в ракете будут «падать» с одинаковым ускорением.

Из всего сказанного мы можем сделать интересный вывод. В ускоренно движущейся ракете тела начинают «весить». При этом «сила притяжения» направлена в сторону, противоположную направлению ускорения ракеты, а ускорение свободного «падения» равно по величине ускорению движения реактивного корабля. И самое замечательное то, что практически мы не можем отличить ускоренное движение системы от соответствующей силы тяжести. Находясь в космическом корабле с закрытыми окнами, мы не могли бы узнать, покоится ли он на Земле или движется с ускорением 9,8 м/с2. Равноценность ускорения и действия силы тяжести называется в физике принципом эквивалентности.

Этот принцип, как мы сейчас увидим на множестве примеров, позволяет быстро решать многие задачи, добавляя к реальным силам фиктивную силу тяжести, существующую в ускоренно движущихся системах.

Первым примером может служить лифт. Захватим с собой пружинные весы с гирями и отправимся на лифте вверх. Следим за поведением стрелки весов, на которые положена килограммовая гиря (рис. 19). Подъем начался; мы видим, что показания весов возросли, как будто гиря стала весить больше килограмма. Принципом эквивалентности легко объяснить этот факт. Во время движения лифта вверх с ускорением a возникает дополнительная сила тяжести, направленная вниз. Так как ускорение этой силы равно a, то дополнительный вес равен mа. Значит, весы покажут вес mg + mа. Ускорение кончилось, и лифт движется равномерно – пружина вернулась в исходное положение и показывает 1 кГ веса. Приближаемcя к верхнему этажу, движение лифта замедляется. Что будет теперь с пружиной весов? Ну, конечно, теперь груз весит меньше одного килограмма. При замедлении движения лифта вектор ускорения смотрит вниз. Значит, дополнительная, фиктивная сила тяжести направлена вверх, в сторону, противоположную направлению земного тяготения. Теперь a отрицательно, и весы показывают величину, меньшую mg. После остановки лифта пружина возвращается в исходное положение. Начнем спуск. Движение лифта ускоряется; вектор ускорения направлен вниз, значит, дополнительная сила тяжести направлена вверх. Сейчас груз весит меньше килограмма. Когда движение станет равномерным, дополнительная тяжесть пропадет, и перед окончанием нашего путешествия на лифте – при замедленном движении вниз – груз будет весить больше килограмма.

Неприятные ощущения, испытываемые при быстром ускорении и замедлении движения лифта, связаны с рассмотренным изменением веса.

Если лифт падает с ускорением, то тела, находящиеся в нем, становятся как бы легче. Чем больше это ускорение, тем больше потеря веса. Что же произойдет при свободном падении системы? Ответ ясен: в этом случае тела перестанут давить на подставку – перестанут весить: сила притяжения Земли будет уравновешиваться дополнительной силой тяжести, существующей в такой свободно падающей системе. Находясь в таком «лифте», можно спокойно положить на плечи тонну груза.

В начале этого параграфа мы описывали жизнь «без веса» в межпланетном корабле, вышедшем за пределы сферы тяготения. При равномерном и прямолинейном движении в таком корабле веса нет, но то же самое происходит и при свободном падении системы. Значит, нет нужды выходить за пределы сферы тяготения: веса нет во всяком межпланетном корабле, который движется с выключенным двигателем. Свободное падение приводит к потере веса в подобных системах. Принцип эквивалентности привел нас к выводу о почти (см. примечание ) полной равноценности системы отсчета, движущейся прямолинейно и равномерно вдали от действия сил притяжения, и системы отсчета, свободно падающей под действием тяжести. В первой системе веса нет, а во второй «вес книзу» уравновешивается «весом кверху». Никакой разницы между системами мы не найдем.

В искусственном спутнике Земли жизнь «без веса» наступает с того момента, когда корабль выведен на орбиту и начинает свое движение без действия ракеты.

Первым межпланетным путешественником была собака Лайка, а вскоре и человек освоился с жизнью «без веса» в кабине космического корабля. Первым на этом пути был советский летчик-космонавт Ю.А. Гагарин.

Нельзя назвать жизнь в кабине корабля обычной. Много изобретательности и выдумки понадобилось, чтобы сделать послушными вещи, столь легко подчиняющиеся силе тяжести. Можно ли, например, налить воды из бутылки в стакан? Ведь вода льется «вниз» под действием тяжести. Можно ли готовить пищу, если нельзя нагреть на плитке воду? (Теплая вода не будет перемешиваться с холодной.) Как писать карандашом по бумаге, если легкого толчка карандаша о стол достаточно, чтобы откинуть пишущего в сторону? Ни спичка, ни свеча, ни газовая горелка гореть не будут, так как сгоревшие газы не будут подниматься вверх (ведь верха-то нет!) и не дадут доступа кислороду. Пришлось подумать даже о том, как обеспечить нормальное протекание естественных процессов, происходящих в организме человека, – ведь эти процессы «привыкли» к силе земного тяготения.

Теперь займемся физическими наблюдениями в ускоренно движущемся автобусе или трамвае. Особенность этого примера, отличающая его от предыдущего, состоит в следующем. В примере с лифтом дополнительная тяжесть и притяжение Землей были направлены вдоль одной линии. В тормозящем или набирающем скорость трамвае дополнительная сила тяжести направлена под прямым углом к земному притяжению. Это вызывает своеобразные, хотя и привычные, ощущения у пассажира. Если трамвай набирает скорость, то возникает дополнительная сила, направленная в сторону, обратную направлению движения. Сложим эту силу с силой земного притяжения. В сумме на человека, находящегося в вагоне, будет действовать сила, направленная под тупым углом к направлению движения. Находясь в вагоне, как обычно, лицом к движению, мы ощутим, что наш «верх» переместился. Чтобы не упасть, мы захотим стать «вертикально» – так, как показано на рис. 20,a. Наша «вертикаль» косая. Она наклонена под острым углом к направлению движения. Если же человек будет стоять не держась ни за что, он обязательно упадет назад.

Наконец, движение трамвая стало равномерным, и мы можем стоять спокойно. Однако приближается новая остановка. Вагоновожатый тормозит и… наша «вертикаль» отклоняется. Теперь она направлена, как видно из построения на рис. 20,б, под тупым углом к движению. Чтобы не упасть, пассажир отклоняется назад. Однако в таком положении он остается недолго. Вагон останавливается, замедление исчезает, и «вертикаль» принимает прежнее положение. Приходится опять менять положение тела. Проверьте ваши ощущения. Не правда ли, в момент начала торможения кажется, что вас толкнули в спину (вертикаль за спиной). Вы «выпрямились», но теперь вагон остановился – вертикаль впереди и поэтому вы испытываете ощущение толчка в грудь.

Похожие явления происходят и при движении трамвая по закруглению. Мы знаем, что движение по окружности даже с неизменной по величине скоростью является ускоренным. Ускорение v2/R будет тем больше, чем быстрее движется трамвай и чем меньше радиус закругления R. Ускорение этого движения направлено по радиусу к центру. Но это эквивалентно возникновению дополнительной тяжести, направленной от центра. Значит, на пассажира трамвая во время поворота будет действовать дополнительная сила mv2/R, отбрасывающая его во внешнюю сторону закругления. Радиальная сила mv2/R называется центробежной. С этой же силой, рассмотренной, правда, с несколько иной точки зрения, мы встречались уже раньше,

Действие центробежной силы в поворачивающем трамвае или автобусе может привести лишь к небольшим неприятностям. Сила mv 2 /R в этом случае невелика. Однако при быстром движении на закруглении центробежные силы могут достигнуть больших величин и стать опасными для жизни. С большими значениями mv2/R сталкиваются летчики, когда самолет совершает так называемую мертвую петлю. Когда самолет описывает окружность, на летчика действует центробежная сила, прижимающая его к сидению. Чем меньше окружность петли, тем больше дополнительная тяжесть, с которой прижимается к сидению летчик. Если эта тяжесть велика, человек может «порваться» – ведь ткани живого организма обладают ограниченной прочностью, они не могут выдержать любую тяжесть.

Читайте также:  Коррекция зрения до или после беременности

Насколько же может «потяжелеть» человек без существенной опасности для жизни? Это зависит от длительности нагрузки. Если она продолжается доли секунды, то человек способен выдержать восьми-десятикратный вес, т.е. перегрузку в 7–9 g. В продолжение десяти секунд летчик может выдержать перегрузку в 3–5 g. Космонавтов интересует вопрос о перегрузке, которую человек способен выносить десятки минут, а может быть, и часы. В таких случаях перегрузка, вероятно, должна быть гораздо меньше.

Вычислим радиусы петель, которые самолет может описать без опасности для летчика, на различных скоростях. Возьмем среднюю цифру 4g. Это – значение ускорения, т.е. v2/R = 4g и R = v2/4g. При скорости 360 км/ч = 100 м/с радиус петли будет 250 м; если же скорость будет в 4 раза больше, т.е. 1440 км/ч (а эти скорости уже превзойдены современными реактивными самолетами), радиус петли должен быть увеличен в 16 раз. Минимальный радиус петли становится равным 4 км.

Не оставим без внимания и более скромный вид транспорта – велосипед. Все видели, как наклоняется велосипедист при повороте. Предложим велосипедисту описывать окружность радиуса R со скоростью v, т.е. двигаться с ускорением v2/R, направленным к центру. Тогда, кроме силы земного притяжения, на велосипедиста будет действовать дополнительная, центробежная сила, направленная по горизонтали от центра окружности. На рис. 21 показаны эти силы и их сумма. Ясно, что велосипедист должен держаться «вертикально», иначе он упадет. Но… его вертикаль не совпадает с земной. Из рисунка видно, что векторы mv2/R и mg – катеты прямоугольного треугольника. Отношение катета, противолежащего углу α, к прилежащему называется в тригонометрии тангенсом угла α.

У нас tg α = v2/(Rg); масса сократилась в полном согласии с принципом эквивалентности. Значит, угол наклона велосипедиста не зависит от его массы – и толстому седоку и худому надо наклоняться одинаково. Формула и изображенный на рисунке треугольник показывают зависимость наклона от скорости движения (возрастает с увеличением) и от радиуса окружности (возрастает с уменьшением). Мы выяснили, что вертикаль велосипедиста не совпадает с земной вертикалью. Что же он будет чувствовать? Придется рис. 21 повернуть. Дорога теперь выглядит как склон горы (рис. 22,а), и нам становится ясным, что при недостаточной силе трения между шинами и дорожным покрытием (влажный асфальт) велосипед может соскользнуть, и крутой поворот закончится падением в кювет.

Для того чтобы этого не произошло, на крутых поворотах (или, как говорят, виражах) шоссе делают наклонным, т.е. горизонтальным для велосипедиста – так, как на рис. 22,б. Таким способом можно сильно уменьшить, а то и вовсе уничтожить стремление к соскальзыванию. Именно так устроены повороты на велосипедных треках и автострадах.

Движение с точки зрения физики определение

Определение и формула: Что называется механическое движение

В школе, наверное, все помнят то, что называется механическим движением тела. Если нет, то эта статья будет стараться не только запомнить этот термин, но, чтобы освежить базовые знания из физики, а из раздела «Классическая механика». Также будут показаны примеры, в которых это понятие используется не только в конкретной дисциплине, но и в других науках.

Для начала давайте рассмотрим, что обозначает это понятие. Механика-это отрасль физики, которая изучает движение различных тел, взаимодействие между ними, а также влияние третьих сил тела и явления. Движение автомобиля по трассе, положил мои ноги в ворота футбольный мяч, идущий на посадку самолет, он был изучен по этой дисциплине. Обычно, используя термин «механика», вы имеете в виду «классическую механику». Что это такое, мы рассмотрим с вами ниже.

Классическая механика состоит из трех основных разделов.

  • Кинематика — изучает движение тел, не рассматривая, почему они движутся? Вот интересуют такие ценности как путь, траектория, перемещение, скорость.
  • Второй раздел-это динамика. В нем рассматриваются причины движения, с точки зрения таких понятий, как работа, сила, вес, давление, импульс, энергия.
  • Третий раздел является самым маленьким статическим изучая тот же баланс. Он разделен на две части. Один освещает равновесие твердых тел и жидкостей и газов.

    Очень часто в классической механике называется Ньютоновской, потому что она базируется на трех законах Ньютона.

    Три закона Ньютона

    Впервые их описал Исаак Ньютон в 1687 году.

  • Первый закон гласит о инерции тела. Это свойство, которое сохраняет направление и скорость движения материальной точки, если она не действует никаких внешних сил.
  • Второй закон утверждает, что тело приобретает ускорение совпадает с тем же ускорением в направлении, но попадает в зависимость от ее массы.
  • Третий закон гласит, что сила действия всегда равна силе противодействия.

    Все три закона являются аксиомами. Другими словами, это постулаты, не требующие доказательств.

    Что называется механическим движением

    Это изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени. Материальной точки, таким образом, взаимодействуют по законам механики.

    Подразделяется на несколько видов:

    • Движение материальной точки измеряется путем поиска его координат и отслеживания координат меняется со временем. Чтобы найти эти цифры, то вычисления значений по осям абсцисс и ординат. Настоящее исследование посвящено кинематике точки, которая оперирует такими понятиями, как траектория, перемещение, ускорение, скорость. Движение объекта может быть прямолинейной и криволинейной.
    • Движение твердого тела состоит из движущейся точки, хотя, и вращательное движение вокруг нее. Изучается кинематикой твердого тела. движение может быть поступательным, то есть, вращение вокруг заданной точки не происходит, и все тело движется равномерно, и плоским, если все тело движется параллельно плоскости.
    • Существует также движение сплошной среды. Это движение большое количество точек, связанных только в любой сфере. Из-за многих движущихся тел (или материальных точек) в одной системе координат не хватает. Так как много тел, так много систем координат. Примером могут служить волны на море. Он является непрерывным, а состоит из большого числа отдельных точек на различных системах координат. Получается, что волновое движение движение сплошной среды.

    Относительность движения

    Есть такое понятие в механике, как относительность движения. Это влияние какой-либо системы отсчета механического движения. Как это понимать? Системой отсчета является система координат плюс часы, чтобы определить время. Проще говоря, это ось абсцисс и ординат в сочетании с минут. С помощью такой системы определяется, за какой период времени материальная точка совершил указанное расстояние. Другими словами, перемещается относительно осей или других органов.

    Справочные системы может быть связано, инерциальные и неинерциальные. Объясняю:

    • Инерциальная со-это система, где тело, производя то, что называется механическое движение материальной точки, делать это равномерно или даже в покое.
    • Соответственно, с неинерциальной системе, движущейся с ускорением или поворотом по отношению к первой.
    • И связанные с это система, которая, вместе с материальной точкой, совершает то, что называется механическим движением тела. Иными словами, где и как быстро объект движется, перемещается вместе с ним и этот.

    Материальная точка

    Почему иногда используют понятие «тело», а иногда «материальная точка»? Во втором случае указывается, когда Размер объекта можно пренебречь. То есть такие параметры, как масса, объем и т. д. не имеют значения для решения задачи. Например, если цель состоит в том, чтобы выяснить, с какой скоростью пешеход движется относительно земли, то вес и рост пешехода можно пренебречь. Это материальная точка. Механическое движение этого объекта не зависит от его параметров.

    Понятия и значения механического движения

    Механики используют различные значения, которые определяют параметры, письменные задания и решения. Перечислите их.

    • Изменение положение тела (или материальной точки) относительно пространства (или системы координат) с течением времени, называется перемещением. Механическое движение тела (материальной точки), по сути, синоним «движения». Просто второй концепции, используемые в кинематике, и первый — в динамике. Разница между этими разделах было описано выше.
    • Траектория-это линия, вдоль которой тело (материальная точка) делает то, что называется механическим движением. Его длина называется путь.
    • Скорость-это скорость перемещения любой материальной точки (тела) относительно заданной системы отсчета. Доклад определение системы, приведенное выше.

    Неизвестные используется для определения механического движения, в задачи находятся с помощью формулы: s=ц*т, где s-расстояние, U-это скорость, а T-время.

    Из истории

    Понятие «классическая механика» появилась в древние времена, привели к тому, что развивается быстрыми темпами строительства. Архимед сформулировал и описал правило рычага, теорема о сложении параллельных сил, введено понятие «центр тяжести». Так я представляю себе статики.

    Благодаря Галилею, в 17 веке начали развиваться «Динамика». Закон инерции и принцип относительности-это его заслуга.

    Исаак Ньютон, как уже упоминалось выше, ввел три закона, которые легли в основу механики Ньютона. Он также открыл закон всемирного тяготения. Так были заложены основы классической механики.

    Неклассическая механика

    С развитием физики как науки, а с появлением больших возможностей в области астрономии, химии, математики, и других классической механики постепенно становится не главным, но одним из многих востребованных наук. Когда активно начали вводить и оперировать такими понятиями как скорость света, квантовая теория поля и так далее, законы, лежащие в основе «механики», не было достаточно.

    Квантовая механика-это раздел физики, который занимается изучением ультра-низких тел (материальных точек) в виде атомов, молекул, электронов и фотонов. Эта дисциплина описывает очень хорошо свойства ультра-мелких частиц. Кроме того, он прогнозирует их поведение в той или иной ситуации, а также в зависимости от последствий. Предсказания квантовой механики могут быть очень разными из допущений классической механики, со второй не способна описать все явления и процессы, происходящие на уровне молекул, атомов и прочих очень мелкие и невидимые невооруженным глазом.

    Релятивистская механика-раздел физики, занимающийся изучением процессов, явлений и законов, на скорости, сравнимой со скоростью света. Все события, которые изучают эту дисциплину происходят в четырехмерном пространстве, в отличие от классической трехмерной. То есть высота, ширина и длина, мы добавляем еще одно измерение — время.

    Какое определение механического движения

    Мы рассмотрели лишь основные понятия, связанные с физикой. Но термин используется не только в механике, будь то классическая или неклассическая.

    В науке под названием «Социально-экономическая статистика» определение механического движения населения как миграция. Иными словами, это движение людей на большие расстояния, например, в соседних странах или на других континентах с целью смены места жительства. Причин для этого может быть невозможность продолжать жить на своей территории из-за природных катаклизмов, например, постоянные наводнения или засухи, экономических и социальных проблем в государстве, равно как и вмешательство внешних сил, таких как война.

    В данной статье описывается то, что называется механическим движением. Приводятся примеры не только из физики, но и из других наук. Это означает, что этот термин многозначен.

    Источник картинок — http://fb.ru/

    образования за рубежом сам прочти и все поймешь

  • Источники:
    • http://fb.ru/article/417638/chto-takoe-dvijenie-v-fizike-primeryi-dvijeniya-v-byitu-i-v-prirode
    • http://zna4enie.ru/opredelenie/chto-takoe-mehanicheskoe-dvizhenie-v-fizike.html
    • http://sitekid.ru/fizika/dvizhenie.html
    • http://litresp.ru/chitat/ru/%D0%9A/kitajgorodskij-aleksandr-isaakovich/fizika-dlya-vseh-dvizhenie-teplota/4
    • http://urok.pw/obr/5107-chto-nazyvaetsia-mehanicheskoe-dvijenie-opredelenie-i-formyla