Mehaaniline liikumine ja selle liigid. Liikumise suhtelisus. Võrdlussüsteem. Kiirus. Kiirendus…. Mis on mehaaniline liikumine füüsika definitsioonis

USE kodifitseerija teemad: mehaaniline liikumine ja selle liigid, mehaanilise liikumise suhtelisus, kiirus, kiirendus.

Liikumise mõiste on äärmiselt üldine ja hõlmab kõige laiemat nähtuste spektrit. Füüsikas uuritakse erinevaid liikumistüüpe. Lihtsaim neist on mehaaniline liikumine. Seda uuritakse aastal mehaanika.
Mehaaniline liikumine on keha (või selle osade) asukoha muutumine ruumis teiste kehade suhtes aja jooksul.

Kui keha A muudab oma asukohta keha B suhtes, siis keha B muudab oma asukohta ka keha A suhtes. Teisisõnu, kui keha A liigub keha B suhtes, siis keha B liigub keha A suhtes. Mehaaniline liikumine on sugulane- liikumise kirjeldamiseks on vaja näidata, millise keha suhtes seda vaadatakse.

Nii saame rääkida näiteks rongi liikumisest maapinna suhtes, reisija liikumisest rongi suhtes, kärbse liikumisest reisija suhtes jne. Absoluutse liikumise ja absoluutse puhkuse mõistetel pole mõtet: reisija puhkab rongi suhtes, liigub temaga tee peal oleva posti suhtes, sooritab koos Maaga igapäevast pöörlemist ja liigub ümber Päikese.
Keha, mille suhtes liikumist vaadeldakse, nimetatakse viiteorgan.

Mehaanika põhiülesanne on määrata liikuva keha asukoht igal ajal. Selle ülesande lahendamiseks on mugav kujutada keha liikumist selle punktide koordinaatide muutumisena ajas. Koordinaatide mõõtmiseks on vaja koordinaatide süsteemi. Aja mõõtmiseks on vaja kella. Kõik see kokku moodustab tugiraamistiku.

Võrdlusraam on võrdluskeha koos koordinaatsüsteemi ja sellega jäigalt ühendatud (selles "külmutatud") kellaga.
Võrdlusraamistik on näidatud joonisel fig. 1. Punkti liikumist käsitletakse koordinaatsüsteemis. Päritolu on viitekeha.

1. pilt.

Vektorit nimetatakse raadiuse vektor punktid. Punkti koordinaadid on samal ajal ka selle raadiusvektori koordinaadid.
Punkti mehaanika põhiprobleemi lahenduseks on leida selle koordinaadid aja funktsioonidena:.
Mõnel juhul võib uuritava objekti kujust ja suurusest abstraheerida ning käsitleda seda lihtsalt liikuva punktina.

Materiaalne punkt on keha, mille mõõtmed võib selle probleemi tingimustes tähelepanuta jätta.
Seega võib rongi pidada materiaalseks punktiks, kui see liigub Moskvast Saraatovi, kuid mitte reisijate pardale minekul. Maad võib pidada materiaalseks punktiks, kui kirjeldada selle liikumist ümber Päikese, kuid mitte igapäevast pöörlemist ümber oma telje.

Mehaanilise liikumise omadused hõlmavad trajektoori, teekonda, nihet, kiirust ja kiirendust.

Trajektoor, tee, liikumine.

Edaspidi, rääkides liikuvast (või puhkavast) kehast, eeldame alati, et keha võib võtta kui materiaalset punkti. Eraldi käsitletakse juhtumeid, mil materiaalse punkti idealiseerimist ei saa kasutada.

Trajektoor on joon, mida mööda keha liigub. Joonisel fig. 1 punkti trajektoor on sinine kaar, mida kirjeldatakse ruumis raadiusvektori lõpuga.
Tee on keha läbitud trajektoorilõigu pikkus teatud aja jooksul.
Liikumine on keha algus- ja lõppasendit ühendav vektor.
Oletame, et keha alustab liikumist ühes punktis ja lõpeb punktis (joonis 2). Siis on keha läbitud tee trajektoori pikkus. Keha liikumine on vektor.

Joonis 2.

Kiirus ja kiirendus.

Vaatleme keha liikumist ristkülikukujulises koordinaatsüsteemis alusega (joonis 3).

Joonis 3.

Olgu keha hetkel raadiusvektoriga punktis

Lühikese aja pärast osutus keha punktis c
raadiuse vektor

Keha liigutamine:

(1)

Vahetu kiirus ajahetkel on see nihke ja ajaintervalli suhte piir, mil selle intervalli väärtus kipub olema null; teisisõnu, punkti kiirus on selle raadiusvektori tuletis:

Punktidest (2) ja (1) saame:

Piiri baasvektorite koefitsiendid annavad tuletised:

(Aja tuletis on traditsiooniliselt tähistatud täpiga tähe kohal.) Niisiis,

Näeme, et kiirusvektori projektsioonid koordinaatide telgedele on punkti koordinaatide tuletised:

Kui see läheneb nullile, läheneb punkt punktile ja nihkevektor pöörleb puutuja suunas. Selgub, et piirväärtuses on vektor suunatud täpselt piki trajektoori puutujat punktis. See on näidatud joonisel fig. 3.

Samamoodi tutvustatakse ka kiirenduse mõistet. Olgu ajahetkel keha kiirus võrdne ja väikese intervalli järel muutub kiirus võrdseks.
Kiirendus - see on kiiruse muutuse ja intervalli suhte piir, kui see intervall kipub nulli; teisisõnu, kiirendus on kiiruse tuletis:

Kiirendus on seega "kiiruse muutumise kiirus". Meil on:

Järelikult on kiirenduse projektsioonid kiiruse projektsioonide tuletised (ja seega ka koordinaatide teised tuletised):

Kiiruste liitmise seadus.

Olgu siis kaks tugiraamistikku. Üks neist on seotud statsionaarse võrdluskehaga. Seda võrdlusraamistikku tähistatakse ja kutsutakse liikumatuks.
Teine tugiraam, tähistatud, on seotud võrdluskehaga, mis liigub keha suhtes kiirusega. Seda võrdlusraamistikku nimetatakse liigub ... Lisaks eeldame, et süsteemi koordinaatteljed liiguvad üksteisega paralleelselt (koordinaatsüsteemi pöörlemist ei toimu), nii et vektoriks saab lugeda liikuva süsteemi kiirust statsionaarse suhtes.

Fikseeritud tugiraam on tavaliselt seotud maaga. Kui rong liigub rööbastel kiirusel sujuvalt, on see rongivaguniga seotud tugiraam liikuv tugiraam.

Pange tähele, et kiirus ükskõik milline auto punkt (välja arvatud pöörlevad rattad!) on võrdne. Kui kärbes istub mingil hetkel autos liikumatult, siis kärbes liigub maapinna suhtes kiirusega. Kärbest kannab vanker ja seetõttu nimetatakse liikuva süsteemi kiirust paigalseisva suhtes kaasaskantav kiirus .

Oletame nüüd, et kärbes on mööda vankrit roomanud. Lennu kiirust auto suhtes (st liikuvas süsteemis) tähistatakse ja nimetatakse suhteline kiirus. Märgitakse ja nimetatakse kärbse kiirust maapinna suhtes (st statsionaarses süsteemis). absoluutne kiirus .

Uurime välja, kuidas need kolm kiirust on omavahel seotud – absoluutne, suhteline ja kujundlik.
Joonisel fig. 4, kärbes on tähistatud punktiga.
- fikseeritud kaadris oleva punkti raadiuse vektor;
- punkti raadiuse vektor liikuvas süsteemis;
on tugikeha raadiuse vektor statsionaarses kaadris.

Joonis 4.

Nagu pildilt näha,

Seda võrdsust eristades saame:

(3)

(summa tuletis võrdub tuletiste summaga mitte ainult skalaarfunktsioonide, vaid ka vektorite puhul).
Tuletis on süsteemi punkti kiirus, st absoluutne kiirus:

Samamoodi on tuletis süsteemi punkti kiirus, st suhteline kiirus:

Mis see on? See on statsionaarse süsteemi punkti kiirus, st liikuva süsteemi kaasaskantav kiirus statsionaarse süsteemi suhtes:

Selle tulemusena saame punktist (3):

Kiiruste liitmise seadus... Punkti kiirus paigalseisva tugiraami suhtes on võrdne liikuva kaadri kiiruse ja punkti kiiruse vektorsummaga liikuva kaadri suhtes. Teisisõnu, absoluutne kiirus on kaasaskantava ja suhtelise kiiruse summa.

Seega, kui kärbes roomab mööda liikuvat vankrit, siis kärbse kiirus maapinna suhtes võrdub vankri kiiruse ja kärbse kiiruse vektorisummaga vankri suhtes. Intuitiivselt ilmne tulemus!

Mehaanilise liikumise tüübid.

Materiaalse punkti lihtsaimad mehaanilise liikumise tüübid on ühtlane ja sirgjooneline liikumine.
Liikumist nimetatakse ühtlane, kui kiirusvektori moodul jääb konstantseks (kiiruse suund võib sel juhul muutuda).

Liikumist nimetatakse otsekohene , kui kiirusvektori suund jääb konstantseks (ja kiiruse suurus võib sel juhul muutuda). Sirgjoon, millel kiirusvektor asub, toimib sirgjoonelise liikumise trajektoorina.
Näiteks käänulisel teel püsiva kiirusega sõitev auto teeb ühtlase (kuid mitte sirge) liikumise. Sirgel maanteelõigul kiirendav auto teeb sirge (kuid mitte ühtlase) liikumise.

Aga kui keha liikumise ajal jäävad nii kiirusmoodul kui ka selle suund konstantseks, siis liikumist nimetatakse ühtlane sirgjooneline.

Kiirusvektori osas saab seda tüüpi liikumiste jaoks anda lühemad määratlused:

Kõige olulisem ebaühtlase liikumise juhtum on ühtlaselt kiirendatud liikumine, mille juures kiirendusvektori moodul ja suund jäävad konstantseks:

Koos mehaanika materiaalse punktiga arvestatakse veel üht idealiseerimist - tahket keha.
Tahke - see on materiaalsete punktide süsteem, mille vahelised kaugused ajas ei muutu. Jäika kere mudelit kasutatakse juhtudel, kui me ei saa tähelepanuta jätta kere suurust, kuid ei saa arvestada muutust keha suurus ja kuju liikumisprotsessis.

Jäiga keha mehaanilise liikumise lihtsaimad liigid on translatsiooni- ja pöörlemisliigutused.
Keha liikumist nimetatakse progressiivne, kui mis tahes kahte keha punkti ühendav sirgjoon liigub paralleelselt oma algsuunaga. Translatsioonilisel liikumisel on keha kõigi punktide trajektoorid identsed: need saadakse üksteisest paralleelse nihkega (joon. 5).

Joonis 5.

Keha liikumist nimetatakse pöörlev kui kõik selle punktid kirjeldavad paralleeltasandil asuvaid ringe. Sel juhul asuvad nende ringide keskpunktid ühel sirgel, mis on risti kõigi nende tasanditega ja mida nimetatakse pöörlemistelg.

Joonisel fig. 6 kujutab palli, mis pöörleb ümber vertikaaltelje. Nii joonistatakse maakera tavaliselt vastavates dünaamikaprobleemides.

Joonis 6.

Mehaaniline liikumine Kas keha asukoha muutumine ruumis teiste kehade suhtes.

Näiteks auto sõidab teel. Autos on inimesed. Inimesed liiguvad autoga mööda teed. See tähendab, et inimesed liiguvad ruumis tee suhtes. Kuid inimesed ei liigu auto enda suhtes. See avaldub mehaanilise liikumise suhtelisus... Järgmisena käsitleme lühidalt Peamised mehaanilise liikumise tüübid.

Tõlkeliikumine- see on keha liikumine, mille käigus kõik selle punktid liiguvad ühtemoodi.

Näiteks liigub sama auto mööda teed edasi. Täpsemalt, ainult auto kere teostab translatsioonilist liikumist, samal ajal kui selle rattad pöörlevad.

Pöörlev liikumine Kas keha liikumine ümber teatud telje. Sellise liikumise korral liiguvad kõik keha punktid mööda ringe, mille keskpunkt on see telg.

Meie poolt mainitud rattad teevad pöörlevat liikumist ümber oma telgede ja samal ajal teevad rattad koos auto kerega translatsioonilist liikumist. See tähendab, et ratas teeb telje suhtes pöörlevat liikumist ja tee suhtes translatsiooni.

Võnkuv liikumine- See on perioodiline liikumine, mis toimub vaheldumisi kahes vastassuunas.

Näiteks kellas olev pendel teeb võnkuva liikumise.

Translatsiooni- ja pöörlemisliigutused on mehaanilise liikumise lihtsaimad liigid.

Mehaanilise liikumise suhtelisus

Kõik kehad universumis liiguvad, seetõttu pole absoluutses puhkeolekus kehasid. Samal põhjusel on võimalik kindlaks teha, kas keha liigub või mitte, ainult mõne teise keha suhtes.

Näiteks auto sõidab teel. Tee on planeedil Maa. Tee on liikumatu. Seetõttu on võimalik mõõta sõiduki kiirust seisva tee suhtes. Kuid tee on Maa suhtes liikumatu. Maa ise aga tiirleb ümber Päikese. Järelikult tiirleb ka tee koos autoga ümber päikese. Järelikult ei teosta auto mitte ainult translatsioonilist liikumist, vaid ka pöörlevat liikumist (Päikese suhtes). Kuid Maa suhtes teeb auto ainult translatsioonilist liikumist. See avaldub mehaanilise liikumise suhtelisus.

Mehaanilise liikumise suhtelisus Kas keha liikumise trajektoori, läbitud vahemaa, liikumise ja kiiruse sõltuvus valikust tugiraamistik.

Materiaalne punkt

Paljudel juhtudel võib keha suurust tähelepanuta jätta, kuna selle keha mõõtmed on väikesed võrreldes kaugusega, mida see keha meenutab, või võrreldes selle keha ja teiste kehade vahelise kaugusega. Arvutuste lihtsustamiseks võib sellist keha pidada tinglikult selle keha massiga materiaalseks punktiks.

Materiaalne punkt On keha, mille mõõtmeid võib nendel tingimustel tähelepanuta jätta.

Autot, mida oleme korduvalt maininud, võib segi ajada Maa suhtes materiaalse punktiga. Aga kui selle auto sees liigub inimene, siis ei saa enam auto suurust tähelepanuta jätta.

Reeglina käsitletakse füüsikaülesannete lahendamisel keha liikumist kui materiaalse punkti liikumine ja opereerida selliste mõistetega nagu materiaalse punkti kiirus, materiaalse punkti kiirendus, materiaalse punkti impulss, materiaalse punkti inerts jne.

Võrdlusraam

Materiaalne punkt liigub teiste kehade suhtes. Keha, mille suhtes antud mehaanilist liikumist vaadeldakse, nimetatakse võrdluskehaks. Viite keha valitakse suvaliselt sõltuvalt lahendatavatest ülesannetest.

Viitekeha on seotud koordinaatsüsteem, mis on päritolu (päritolu). Koordinaatide süsteemil on olenevalt sõidutingimustest 1, 2 või 3 telge. Punkti asukoht sirgel (1 telg), tasapinnal (2 telge) või ruumis (3 telge) määratakse vastavalt ühe, kahe või kolme koordinaadiga. Keha asukoha määramiseks ruumis igal ajahetkel on vaja määrata ka aja algus.

Võrdlusraam On koordinaatsüsteem, etalonkeha, millega koordinaatsüsteem on seotud, ja aja mõõtmise instrument. Arvestatakse ka keha liikumist tugiraamistiku suhtes. Samal kehal võib erinevates koordinaatsüsteemides erinevate võrdluskehade suhtes olla täiesti erinevad koordinaadid.

Liikumise trajektoor oleneb ka tugiraamistiku valikust.

Võrdlussüsteemide tüübid võib olla erinev, näiteks statsionaarne tugiraam, liikuv tugiraam, inertsiaalne tugiraam, mitteinertsiaalne tugiraam.

Mehaaniline liikumine keha (punkti) nimetatakse selle asukoha muutumiseks ruumis teiste kehade suhtes aja jooksul.

Liikumiste tüübid:

A) Materiaalse punkti ühtlane sirgjooneline liikumine: algtingimused

... Esialgsed tingimused

G) Harmooniline võnkuv liikumine. Oluline mehaanilise liikumise juhtum on võnkumine, mille puhul korratakse kindlate ajavahemike järel punkti liikumise parameetreid (koordinaadid, kiirus, kiirendus).

O pühakirjade liikumine . Kehade liikumise kirjeldamiseks on erinevaid viise. Koordinaatide meetodiga Täpsustades keha asukohta Descartes'i koordinaatsüsteemis, määratakse materiaalse punkti liikumine kolme funktsiooniga, mis väljendavad koordinaatide sõltuvust ajast:

x= x(t), y= y (t) ja z= z(t) .

Seda koordinaatide sõltuvust ajast nimetatakse liikumisseaduseks (või liikumisvõrrand).

Vektormeetodiga ruumipunkti asukoht määratakse igal ajal raadiuse vektori abil r= r(t) , tõmmatud lähtepunktist punktini.

On veel üks viis materiaalse punkti asukoha määramiseks ruumis selle liikumise antud trajektoori jaoks: kõverjoonelise koordinaadi abil. l(t) .

Kõik kolm ainelise punkti liikumise kirjeldamise viisi on samaväärsed, ükskõik millise valiku määrab saadud liikumisvõrrandite lihtsus ja kirjelduse selgus.

Under tugiraamistik nad mõistavad võrdluskeha, mida tinglikult peetakse statsionaarseks, võrdluskehaga seotud koordinaatsüsteemi ja kella, mis on samuti seotud võrdluskehaga. Kinemaatikas valitakse tugiraam vastavalt keha liikumise kirjeldamise ülesande spetsiifilistele tingimustele.

2. Liikumise trajektoor. Läbitud vahemaa. Kinemaatiline liikumisseadus.

Nimetatakse joont, mida mööda mõni keha punkt liigub trajektoorliikumine see punkt.

Nimetatakse trajektoorilõigu pikkust, mille punkt selle liikumise ajal läbib läbitud tee .

Raadiusvektori muutumist ajas nimetatakse kinemaatiline seadus :
Sel juhul on punktide koordinaadid ajalised koordinaadid: x= x(t), y= y(t) jaz= z(t).

Kõverjoonelise liikumise korral on tee suurem kui nihkemoodul, kuna kaare pikkus on alati suurem kui seda kokkutõmbava kõõlu pikkus

Vektorit, mis on tõmmatud liikuva punkti algasendist selle asukohta antud ajahetkel (punkti raadiusvektori juurdekasv vaadeldava ajavahemiku jooksul) nimetatakse nihe... Saadud liikumine on võrdne järjestikuste liikumiste vektoriaalse summaga.

Sirgjoonelisel liikumisel langeb nihkevektor kokku trajektoori vastava lõiguga ja nihkemoodul on võrdne läbitud vahemaaga.

3. Kiirus. Keskmine kiirus. Kiiruse prognoosid.

Kiirus - koordinaatide muutumise kiirus. Kui keha (materiaalne punkt) liigub, ei huvita meid mitte ainult tema asukoht valitud tugisüsteemis, vaid ka liikumisseadus ehk raadiusvektori sõltuvus ajast. Laske hetk ajas vastab raadiuse vektorile liikuv punkt ja lähedane ajahetk - raadiuse vektor . Siis väikeseks ajaks
punkt teeb väikese nihke võrdseks

Keha liikumise iseloomustamiseks tutvustatakse mõistet keskmine kiirus tema liigutused:
See väärtus on vektor, mis kattub vektoriga
... Piiramatu vähenemisega Δt keskmine kiirus kaldub piirväärtusele, mida nimetatakse hetkekiiruseks :

Kiiruse prognoosid.

A) Materiaalse punkti ühtlane sirgjooneline liikumine:
Esialgsed tingimused

B) Materiaalse punkti võrdselt kiirendatud sirgjooneline liikumine:
... Esialgsed tingimused

C) Keha liikumine mööda konstantse kiirusmooduliga ringikaare:

Mehaaniline liikumine Kas keha asukoha muutumine ruumis teiste kehade suhtes.

Näiteks auto sõidab teel. Autos on inimesed. Inimesed liiguvad autoga mööda teed. See tähendab, et inimesed liiguvad ruumis tee suhtes. Kuid inimesed ei liigu auto enda suhtes. See avaldub. Järgmisena käsitleme lühidalt Peamised mehaanilise liikumise tüübid.

Tõlkeliikumine- see on keha liikumine, mille käigus kõik selle punktid liiguvad ühtemoodi.

Näiteks liigub sama auto mööda teed edasi. Täpsemalt, ainult auto kere teostab translatsioonilist liikumist, samal ajal kui selle rattad pöörlevad.

Pöörlev liikumine Kas keha liikumine ümber teatud telje. Sellise liikumise korral liiguvad kõik keha punktid mööda ringe, mille keskpunkt on see telg.

Meie poolt mainitud rattad teevad pöörlevat liikumist ümber oma telgede ja samal ajal teevad rattad koos auto kerega translatsioonilist liikumist. See tähendab, et ratas teeb telje suhtes pöörlevat liikumist ja tee suhtes translatsiooni.

Võnkuv liikumine- See on perioodiline liikumine, mis toimub vaheldumisi kahes vastassuunas.

Näiteks kellas olev pendel teeb võnkuva liikumise.

Translatsiooni- ja pöörlemisliigutused on mehaanilise liikumise lihtsaimad liigid.

Mehaanilise liikumise suhtelisus

Kõik kehad universumis liiguvad, seetõttu pole absoluutses puhkeolekus kehasid. Samal põhjusel on võimalik kindlaks teha, kas keha liigub või mitte, ainult mõne teise keha suhtes.

Näiteks auto sõidab teel. Tee on planeedil Maa. Tee on liikumatu. Seetõttu on võimalik mõõta sõiduki kiirust seisva tee suhtes. Kuid tee on Maa suhtes liikumatu. Maa ise aga tiirleb ümber Päikese. Järelikult tiirleb ka tee koos autoga ümber päikese. Järelikult ei teosta auto mitte ainult translatsioonilist liikumist, vaid ka pöörlevat liikumist (Päikese suhtes). Kuid Maa suhtes teeb auto ainult translatsioonilist liikumist. See avaldub mehaanilise liikumise suhtelisus.

Mehaanilise liikumise suhtelisus Kas keha liikumise trajektoori, läbitud vahemaa, liikumise ja kiiruse sõltuvus valikust tugiraamistik.

Materiaalne punkt

Paljudel juhtudel võib keha suurust tähelepanuta jätta, kuna selle keha mõõtmed on väikesed võrreldes kaugusega, mida see keha meenutab, või võrreldes selle keha ja teiste kehade vahelise kaugusega. Arvutuste lihtsustamiseks võib sellist keha pidada tinglikult selle keha massiga materiaalseks punktiks.

Materiaalne punkt On keha, mille mõõtmeid võib nendel tingimustel tähelepanuta jätta.

Autot, mida oleme korduvalt maininud, võib segi ajada Maa suhtes materiaalse punktiga. Aga kui selle auto sees liigub inimene, siis ei saa enam auto suurust tähelepanuta jätta.

Reeglina käsitletakse füüsikaülesannete lahendamisel keha liikumist kui materiaalse punkti liikumine, ja opereerida selliste mõistetega nagu materiaalse punkti kiirus, materiaalse punkti kiirendus, materiaalse punkti impulss, materiaalse punkti inerts jne.

Võrdlusraam

Materiaalne punkt liigub teiste kehade suhtes. Keha, mille suhtes antud mehaanilist liikumist vaadeldakse, nimetatakse võrdluskehaks. Viite keha valitakse suvaliselt sõltuvalt lahendatavatest ülesannetest.

Viitekeha on seotud koordinaatsüsteem, mis on päritolu (päritolu). Koordinaatide süsteemil on olenevalt sõidutingimustest 1, 2 või 3 telge. Punkti asukoht sirgel (1 telg), tasapinnal (2 telge) või ruumis (3 telge) määratakse vastavalt ühe, kahe või kolme koordinaadiga. Keha asukoha määramiseks ruumis igal ajahetkel on vaja määrata ka aja algus.

Võrdlusraam On koordinaatsüsteem, etalonkeha, millega koordinaatsüsteem on seotud, ja aja mõõtmise instrument. Arvestatakse ka keha liikumist tugiraamistiku suhtes. Samal kehal võib erinevates koordinaatsüsteemides erinevate võrdluskehade suhtes olla täiesti erinevad koordinaadid.

Liikumise trajektoor oleneb ka tugiraamistiku valikust.

Võrdlussüsteemide tüübid võib olla erinev, näiteks statsionaarne tugiraam, liikuv tugiraam, inertsiaalne tugiraam, mitteinertsiaalne tugiraam.

Mehaanika - füüsika haru, kus uuritakse mehaanilist liikumist.

Mehaanika jaguneb kinemaatikaks, dünaamikaks ja staatikaks.

Kinemaatika nimetatakse mehaanika osaks, milles käsitletakse kehade liikumist selle liikumise põhjuseid selgitamata. Kinemaatika uurib liikumise kirjeldamise viise ja neid liikumisi iseloomustavate suuruste vahelisi seoseid.

Kinemaatika ülesanne: liikumise kinemaatikaomaduste (liikumise trajektoor, nihkumine, läbitud teepikkus, koordinaadid, keha kiirus ja kiirendus) määramine, samuti võrrandite saamine nende karakteristikute ajast sõltuvuse kohta.

Keha mehaaniline liikumine nimetada oma asukoha muutumist ruumis teiste kehade suhtes aja jooksul.

Mehaaniline liikumine suhteliselt, väljendil "keha liigub" puudub igasugune tähendus, kuni pole kindlaks tehtud, mida liigutust käsitletakse. Sama keha liikumine erinevate kehade suhtes osutub erinevaks. Keha liikumise kirjeldamiseks on vaja näidata, millise keha suhtes liikumist käsitletakse. Seda keha nimetatakse viiteorgan... Rahu on ka suhteline (näited: puhkeseisundis rongis sõitja vaatab möödasõitvat rongi)

Mehaanika põhiülesanne – oskama igal ajal arvutada keha punktide koordinaate.

Selle lahendamiseks peab olema keha, millelt koordinaate loetakse, siduda sellega koordinaatsüsteem ja ajavahemike mõõtmise seade.

Moodustub koordinaatsüsteem, võrdluskeha, millega see on seotud, ja seade aja lugemiseks tugiraamistik, mille suhtes peetakse keha liikumist.

Koordinaatide süsteemid seal on:

1.ühemõõtmeline- keha asend sirgel määratakse ühe koordinaadiga x.

2.mõõtmeline- punkti asukoht tasapinnal määratakse kahe koordinaadiga x ja y.

3.kolmemõõtmeline- punkti asukoht ruumis määratakse kolme koordinaadiga x, y ja z.

Igal kehal on teatud suurus. Erinevad kehaosad asuvad ruumis erinevates kohtades. Paljude mehaanika probleemide puhul ei ole aga vaja näidata üksikute kehaosade asukohti. Kui keha mõõtmed on võrreldes teiste kehade kaugustega väikesed, siis võib seda keha lugeda selle materiaalseks punktiks. Seda saab teha näiteks planeetide liikumise uurimisel ümber Päikese.

Kui kõik kehaosad liiguvad ühtemoodi, nimetatakse seda liikumist translatsiooniliseks.

Näiteks atraktsiooni "Giant Wheel" kajutid, sirgjoonelisel teelõigul olev auto jne liiguvad progresseeruvalt Kui keha liigub tõlkes, võib seda käsitleda ka materiaalse punktina.

Materiaalne punkt nimetatakse kehaks, mille mõõtmed nendes tingimustes võib tähelepanuta jätta.

Materiaalse punkti mõiste mängib mehaanikas olulist rolli. Keha võib pidada materiaalseks punktiks, kui selle mõõtmed on väikesed võrreldes selle läbitava vahemaaga või võrreldes kaugusega temast teiste kehadeni.

Näide. Ümber Maa orbiidil oleva orbitaaljaama mõõtmeid võib ignoreerida ja kosmoselaeva trajektoori arvutamisel jaamaga dokkides ei saa ilma selle mõõtmeid arvesse võtmata.

Liikumise mehaanilised omadused: liikumine, kiirus, kiirendus.

Mehaanilist liikumist iseloomustavad kolm füüsikalist suurust: liikumine, kiirus ja kiirendus.

Aja jooksul ühest punktist teise liikudes kirjeldab keha (materiaalne punkt) teatud joont, mida nimetatakse keha trajektooriks.

Sirget, mida mööda keha punkt liigub, nimetatakse liikumise trajektoor.

Trajektoori pikkust nimetatakse läbitud trajektoori pikkuseks kõrval.

Tähistatakse l, mõõdetuna meetrit... (trajektoor – rada, tee – vahemaa)

Läbitud vahemaal on võrdne keha mingi aja t jooksul läbitud trajektoori kaare pikkusega. Tee– skalaar.

Keha liigutades nimetatakse suunatud sirglõiguks, mis ühendab keha algset asendit selle järgneva asendiga. Nihe on vektorsuurus.

Trajektoori algus- ja lõpp-punkti ühendavat vektorit nimetatakse liigub.

Tähistatakse S, mõõdetuna meetrites. (nihe on vektor, nihkemoodul on skalaar)

Kiirus - keha liikumiskiirust iseloomustav vektorfüüsikaline suurus, mis on arvuliselt võrdne lühikese aja jooksul toimunud nihke suhtega selle intervalli väärtusesse.

Tähistatakse v

Kiiruse valem: või

Mõõtühik SI - Prl.

Praktikas on kiiruse mõõtühik km / h (36 km / h = 10 m / s).

Mõõtke kiirust spidomeeter.

Kiirendus- kiiruse muutumise kiirust iseloomustav vektorfüüsikaline suurus, mis on arvuliselt võrdne kiiruse muutumise ja ajavahemiku suhtega, mille jooksul see muutus toimus.

Kui kiirus muutub kogu liikumisaja jooksul samamoodi, saab kiirenduse arvutada järgmise valemiga:

Mõõdetakse kiirendust kiirendusmõõtur

Mõõtühik SI-des m/s 2

Seega on materiaalse punkti kinemaatikas peamised füüsikalised suurused läbitud vahemaa l, liikumine, kiirus ja kiirendus. Tee l on skalaar. Nihe, kiirus ja kiirendus on vektorsuurused. Vektori väärtuse määramiseks peate määrama selle mooduli ja näitama suuna. Vektorsuurused järgivad teatud matemaatilisi reegleid. Vektoreid saab projitseerida koordinaattelgedele, neid saab liita, lahutada jne.