Механикалық қозғалыс

Механикалық қозғалыстың түрлері
Механикалық қозғалыс деп қарастыруға болады әр түрлі механикалық объектілер:

Қозғалысы материалдық нүктенің толық өзгеруімен анықталады, оның координаталарын (мысалы, жазықтықта — өзгеруімен абсциссы және ординаты). Зерттеумен айналысады осы нүктенің кинематикасы. Атап айтқанда, маңызды сипаттамалары қозғалыс траекториясы болып табылады материялық нүкте, орын ауыстыру, жылдамдық және үдеу.
Тура қозғалыс нүктесіне (ол әрқашан тікелей, жылдамдығы параллельна осы тікелей)
Ығысу және бұралу — қозғалыс нүктесінің траекториясы бойынша, саулығына тікелей орындарымен бірге корей м, с произвольным үдеуімен және еркін жылдамдықпен кез келген уақыт сәтінде (мысалы, қозғалыс, шеңбер бойымен).
Қатты дененің қозғалысы құралады қозғалысының қандай да бір нүктесінен (мысалы, орталық масса) және айналмалы қозғалыс айналасында осы нүктеден. Оқытылады кинематикой қатты дене.
Егер айналдыру болмаса, онда қозғалыс ілгерілемелі деп аталады және толық анықталады қозғалысын таңдалған нүкте. Қозғалыс кезінде міндетті емес болып табылады прямолинейным.
Сипаттау үшін айналмалы қозғалыс — дененің қозғалысын қатысты таңдалған нүктеден, мысалы, бекітілген нүктеде пайдаланады Эйлер Бұрыштары. Олардың саны жағдайда, үшөлшемді кеңістік үш.
Сондай-ақ, қатты дененің бөледі жазық қозғалысы — қозғалыс кезінде траекториясының барлық нүктелері жатады параллель жазықтықта, бұл ретте ол толық айқындалады бірі қима дененің қимасы дене ережеде кез келген екі нүкте.
Қозғалысы тұтас орта. Бұл жұмыстарға қозғалысы жекелеген бөлшектердің ортаның өте бір-бірінен тәуелсіз (әдетте ғана шектелген шарттарымен үздіксіз өріс жылдамдығы), сондықтан санын анықтайтын координаттар шексіз (белгісіз айналады функциялары).
Қозғалыс Геометрия
Айналдыра (см. Бірінші ғарыштық (айналмалы) жылдамдығы)
Бойынша эллипсу
Бойынша параболе (см. Екінші ғарыштық (параболическая) жылдамдығы), әсерінен біртекті гравитациялық өріс
Бойынша гиперболе
Бірқалыпты қозғалыс
Квадратриса
Қисық қума. Эволюта (тастайтын қалдықтардың нормалей) трактрисы: {\displaystyle y(x)=a~\operatorname {ch} {\frac {x}{a}}} y(x)=a~\operatorname {ch}{\frac {x}{a}} (тізбекті желі, оның беті — катеноид)
Әсерінен біртекті гравитациялық өріс
Қисық тезірек түсіру

Түсіру уақыты әсерінен тек ауырлық күш тәуелді емес орналасқан нүктеге доғасындағы циклоиды
Лемниската Бернулли: материалдық нүкте, движущаяся по қисық әсерінен біртекті гравитациялық өріс, біз бен дугу осы уақытта, ол және тиісті хорду. Бұл ретте осі лемнискаты құрайды бұрышы {\displaystyle 45^{\circ }} 45^{\circ } векторы өрісінің, ал орталығы лемнискаты сәйкес келеді бастапқы ережеге сәйкес жүзеге асырады қозғалушы нүкте.

Механикалық қозғалыс – бұл өзгерту дененің кеңістікте салыстырмалы түрде басқа тел.

Мысалы, автокөлік қозғалады жолда. Автокөлікте адамдар. Адамдар движутся бірге автомобильді жолда. Яғни, адамдар қозғалатын кеңістігінде қатысты жолдар. Бірақ салыстырмалы түрде өзінің автокөлігінің адамдар движутся. Бұл көрінеді механикалық қозғалыстың салыстырмалылығы. Бұдан әрі қысқаша қарастырайық негізгі түрлері механикалық қозғалыс.

Үдемелі қозғалыс – дене қозғалысы кезінде оның барлық нүктелері движутся бірдей.

Мысалы, сол автокөлігі жасайды жолда үдемелі қозғалыс. Дәлірек айтқанда, үдемелі қозғалыс жасайды ғана шанағын, оның дөңгелектің айналмалы қозғалыс жасайды.

Айналмалы қозғалыс – бұл қозғалыс, дененің айналасында белгілі бір осі. Мұндай қозғалыстағы дененің барлық нүктелері жасайды қозғалысы бойынша окружностям орталығы болып табылатын бұл ось.

Упоминавшиеся біз дөңгелектер жасайды айналмалы қозғалыс айналасында өз осі, және сол уақытта дөңгелектер жасайды үдемелі қозғалыс бірге кузовы бар автокөлік. Яғни доңғалақ осіне қатысты айналмалы қозғалыс жасайды, ал салыстырмалы түрде жол – үдемелі.

Колебательное движение – бұл мерзімдік қозғалыс, ол жасалады, кезек-кезек екі қарама-қарсы бағыттары.

Мысалы, колебательное движение жасайды маятник сағат.

Ілгерілемелі және айналмалы қозғалыстың ең қарапайым түрі механикалық қозғалыс.

Механикалық қозғалыстың салыстырмалылығы
Барлық дене ғаламдағы движутся, сондықтан жоқ тел, олар абсолютті тыныштықта. Сол себепті анықтауға қозғалады денесі немесе жоқ, тек қатысты қандай да бір басқа денеге.

Мысалы, автокөлік қозғалады жолда. Жол орналасқан Жер шарындағы. Жол неподвижна. Сондықтан өлшеуге болады жылдамдығы автомобильдің қатысты қозғалмайтын жол. Бірақ жол неподвижна жерге қатысты. Алайда Жер айналады Күннің айналасында. Демек, жол автокөлікпен бірге, сондай-ақ айналады, Күннің айналасында. Демек, автомобиль жасайды ғана емес, үдемелі қозғалысы, бірақ және айналмалы (күнге қатысты). Ал жерге қатысты автомобиль жасайды тек ілгерілемелі қозғалысы. Бұл көрінеді механикалық қозғалыстың салыстырмалылығы.

Салыстырмалылығы механикалық қозғалыс – бұл тәуелділік қозғалысының траекториясы дененің жүріп өткен жолын, орнын ауыстыру және жылдамдығын таңдау есептеу жүйесі.

Материалдық нүкте
Көптеген жағдайларда өлшемі дененің елемеуге болады, өйткені мөлшері осы дененің аз салыстырғанда қашықтықпен, ол clear бұл денесі, немесе салыстырғанда арасындағы арақашықтық осы денемен және басқа да тұрғыдан зерттеледі. Мұндай денесі есептерді жеңілдету үшін шартты түрде деп санауға болады материалдық нүкте бар салмағы осы дененің.

Материалдық нүкте – бұл денесі, көлемі, оның осы жағдайлардағы елемеуге болады.

Бірнеше рет упоминавшийся бізбен болады қабылдау үшін материалдық нүктеге қатысты Жер. Бірақ егер адам перемещается внутри осы көліктің елемеу мөлшері автомобильдің болмайды.

Әдетте міндетін шеше отырып, физика бойынша қарайды қозғалысы, дене қозғалысы ретінде материялық нүкте және жүзеді сияқты ұғымдармен жылдамдығы материялық нүкте үдеуі, материалдық нүктеге импульс материалдық нүкте, материалдық нүктенің инерция және т. б.

Есептеу жүйесі
Материалдық нүктенің салыстырмалы тел. басқа Денесі, оған қатысты қаралады бұл механикалық қозғалыс деп аталады денесімен есептеу. Денесі есептеу таңдайды еркін байланысты шешілетін міндеттер.

С телом есептеу байланысады координаттар жүйесі, ол өзіне есептеу нүктесі (координаттар басы). Координат жүйесі бар 1, 2 немесе 3-осі жағдайларына байланысты қозғалыс. Ереже нүкте сызығында (1-ось), жазықтық (2 ось) немесе кеңістікте (3 ось) анықтайды тиісінше бір, екі немесе үш координаттары. Анықтау үшін дененің кеңістіктегі кез келген уақытта, сондай-ақ қажет есептеудің басталуы тиіс.

Есептеу жүйесі – бұл координаттар жүйесі, санақ денесі, онымен байланысты координат жүйесі, және өлшеуге арналған аспап. Санау жүйесіне салыстырмалы және дене қозғалысы қарастырылады. Бір денеге қатысты түрлі тел есептеу әр түрлі координат жүйелерінде мүмкін мүлдем әр түрлі координаттары.

Траекториясы қозғалыс, сондай-ақ байланысты таңдау және есептеу жүйесі.

Түрлері жүйелерін есептеу әр түрлі болуы мүмкін, мысалы, неподвижная есептеу жүйесі, жылжымалы санақ жүйесі, инерциялық санақ жүйесі, неинерциальная есептеу жүйесі.

Механикалық қозғалыс – бұл өзгерту процесі осы дененің кеңістіктегі уақыт қатысты басқа дене, ол біздің ойымызша қозғалмайтын.

Денесі, шартты түрде қабылданған үшін қозғалмайтын – денесі есептеу.

Денесі есептеу – бұл денеге қатысты анықталады ереже басқа денеге.

Әдетте ретінде дене санау таңдалады жер, бірақ болуы мүмкін және қозғалыстағы жерге қатысты пән: автомобиль, қайық, ұшақ және т. б.

Бір

Сур. 1.

Мысал. Автомобиль (сур. 1) қозғалады қатысты дененің санау – ағаш. Адам көлікпен бірге қозғалады қатысты, бұл дене санау, бірақ салыстырмалы түрде басқа дене санау (автомобиль) орналасқан тыныштықта.

Механикалық қозғалыс әрқашан салыстырмалы.

Механикалық тыныштық әрқашан салыстырмалы.

Есептеу жүйесі – бұл дене санау, координат жүйесі, қатаң байланысты онымен өлшеуге арналған аспап уақыт, қозғалыс.

Қарапайым координаттар жүйесі болып табылады тік бұрышты декартова жүйесі (сур. 2). Координаттар жүйесі қажет анықтау үшін ережелер қатысты дененің дененің есептеу. Таңдау есептеу жүйесі жағдайларына байланысты, дан-дық міндеттері.

Бір

Сур. 2.

Қозғалысы нақты тел, әдетте, күрделі. Жеңілдету үшін рас-смотрения қозғалыстар пайдаланады модельдеріне. Алғашқылардың бірі болып модельдер нақты тел болып табылады абсолютті қатты дене және материалдық нүкте.

Абсолют қатты дене деп аталады дене, қашықтық кез келген екі нүкте арасындағы, оның тұрақты болып қалады кез келген сыртқы әсерлер.

Бұл модель мүмкіндік береді деген сөз алып тасталсын деформацияға тел қозғалысы кезінде. Изу-алу қозғалысы абсолют қатты дене, біз түсінеміз, қозғалыс заңдылығын шынайы қатты тел.

Қарапайым түрлерімен механикалық қозғалыс абсолют қатты дене болып табылады үдемелі (сур. 3) және айналмалы (сур. 4).

Бір

Сур. 3

Бір

Сур. 4

Ілгерілемелі қозғалысымен деп аталады қозғалысы кезінде, кез келген тікелей қосатын екі өнді-еркін нүктесінен дененің параллель жылжиды ең. Кезінде үдемелі қозғалыс траекториясының барлық нүктелері дене бірдей. Осылайша, сипаттау үшін үдемелі дененің қозғалысын сипаттау жеткілікті қозғалысы қандай да бір нүктесінен (т. е. қарастыру кинематикасы тік сызықтық қозғалысын материялық нүкте).

Вращательным қозғалысын деп аталады мұндай қозғалыс кезінде дененің барлық нүктелері сипаттайды шеңбер параллель жазықтықта, ал орталықтар осы окружностей жатыр бір тік деп аталатын айналу осі (неподвижная осі – сурет. 3). Кез келген жазық қозғалысы ретінде қарастыруға болады. нәтижесі ілгерілемелі қозғалыс бойымен ВВ’ және «таза айналу» бұрышы А’В'» А – сурет). 4. Зерттей отырып, қозғалыс сипаты, Жерді, планеталардың күнге қатысты ғана емес, ескеру мөлшері осы тел саналсын, олардың материалдық нүкте (т. е. қарастыру кинематикасы криволинейного материялық нүкте қозғалысының).

Материалдық нүкте деп аталады дене, мөлшері мен нысаны, оның елемеуге болады осы міндет. Бұл ұғым болып табылады математикалық абстракцией. Бір денесі бір міндеттер ретінде қарастыруға болады материалдық нүктеге, ал басқа міндеттер – болмайды. Мысалы, радиусы Жер RЗемли тең 6400 км арасындағы қашықтық Күн мен Жерді L сияқты 150 000 000 км. (L >> RЗемли). Қарастыра отырып, қозғалысы, Жердің күнге қатысты, радиусы Жер болады пре-небречь саналсын, бұл Жер – материалдық нүкте. Алайда, егер керек болса, себептерін ауысым жыл мезгілдерінің, онда Жерге енді деп санауға болмайды, ана-меттік нүктесі, ал ескеру қажет, оның өлшемі, айналыс осі айналасында және т. б. Біз зерттейді механикалық қозғалыс материялық нүкте үшін, содан кейін анықтауға қозғалысы нақты дене.

Сұрақтар

1. Кинематика нені зерттейді?

2. Бұл деп аталады механикалық қозғалысын?

3. Деп санақ денесімен? жүйесімен айтылған?

4. Бұл деп аталады материалдық нүкте?

5. Қандай қозғалыс ілгерілемелі деп аталады?

6. Қандай қозғалыс деп аталады вращательным?