Примеры механического движения известны нам из Alltag. Das sind vorbeifahrende Autos, fliegende Flugzeuge, Segelschiffe. Die einfachsten Beispiele für mechanische Bewegungen, die wir selbst erzeugen und an anderen Menschen vorbeiziehen. Jede Sekunde bewegt sich unser Planet in zwei Ebenen: um die Sonne und ihre Achse. Und dies sind auch Beispiele für mechanische Bewegung. Lassen Sie uns heute genauer darüber sprechen.
Vor dem Sprechen, welche Beispiele existierenmechanische Bewegung, lassen Sie uns allgemein verstehen, was Mechanik genannt wird. Wir werden nicht in den wissenschaftlichen Dschungel gehen und mit einer Vielzahl von Begriffen arbeiten. Ganz einfach gesagt, ist die Mechanik ein Zweig der Physik, der die Bewegung von Körpern untersucht. Und was für eine Mechanik kann es sein? Studierende des Physikunterrichts lernen seine Teilbereiche kennen. Dies sind Kinematik, Dynamik und Statik.
Jeder der Unterabschnitte untersucht auch die Bewegung von Körpern,hat aber Merkmale, die nur für ihn charakteristisch sind. Was übrigens universell zur Lösung relevanter Probleme eingesetzt wird. Beginnen wir mit der Kinematik. Jedes moderne Schulbuch oder jede elektronische Ressource wird deutlich machen, dass die Bewegung eines mechanischen Systems in der Kinematik berücksichtigt wird, ohne die Gründe zu berücksichtigen, die zur Bewegung führen. Gleichzeitig wissen wir, dass der Grund für die Beschleunigung, die den Körper in Bewegung setzt, genau die Kraft ist.
Aber die Berücksichtigung der Wechselwirkungen von Körpern beiDer nächste Abschnitt namens Dynamik befasst sich mit Bewegung. Die mechanische Bewegung, deren Geschwindigkeit einer der wichtigsten Parameter in der Dynamik ist, ist untrennbar mit diesem Konzept verbunden. Der letzte Abschnitt ist statisch. Sie untersucht die Gleichgewichtsbedingungen mechanischer Systeme. Das einfachste statische Beispiel ist das Auswuchten von Stundengewichten. Hinweis für Lehrer: Der Physikunterricht „Mechanische Bewegung“ in der Schule sollte genau damit beginnen. Geben Sie zuerst Beispiele, teilen Sie dann die Mechanik in drei Teile und fahren Sie erst dann mit dem Rest fort.
Auch wenn wir uns nur einem zuwendenAbschnitt, nehmen wir an, es wird Kinematik sein, eine Vielzahl von verschiedenen Aufgaben erwartet uns hier. Die Sache ist, dass es mehrere Bedingungen gibt, auf deren Grundlage dieselbe Aufgabe in einem anderen Licht dargestellt werden kann. Darüber hinaus können die kinematischen Bewegungsprobleme auf Fälle von freiem Fall reduziert werden. Wir werden jetzt darüber reden.
Diesem Prozess können mehrere Definitionen gegeben werden.Alle werden jedoch unweigerlich auf einen Punkt reduziert. Im freien Fall wirkt nur die Schwerkraft auf den Körper. Es ist vom Massenschwerpunkt des Körpers entlang des Radius zum Erdmittelpunkt gerichtet. Ansonsten können Sie den Wortlaut und die Definitionen beliebig „verdrehen“. Das Vorhandensein der Schwerkraft allein im Verlauf einer solchen Bewegung ist jedoch eine Voraussetzung.
Zuerst müssen wir die Formeln besorgen.Wenn Sie einen modernen Physiklehrer fragen, wird er Ihnen antworten, dass die Kenntnis der Formeln bereits die halbe Lösung des Problems darstellt. Ein Viertel ist dem Verständnis des Prozesses gewidmet, ein weiteres Viertel dem Prozess des Rechnens. Aber Formeln, Formeln und wieder Formeln - das macht die Hilfe aus.
Wir können den freien Fall als privat bezeichnenBei gleichmäßig beschleunigter Bewegung. Warum? Ja, denn wir haben alles, was dazu benötigt wird. Die Beschleunigung ändert sich nicht, sie beträgt 9,8 Meter pro Sekunde im Quadrat. Auf dieser Basis können wir weitermachen. Die Formel der vom Körper während einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung zurückgelegten Strecke lautet: S = Vot + (-) bei ^ 2/2. Hier ist S der Abstand, Vo ist die Anfangsgeschwindigkeit, t ist die Zeit, a ist die Beschleunigung. Versuchen wir nun, diese Formel auf den Fall des freien Falls zu übertragen.
Wie wir bereits sagten, ist dies ein Sonderfallgleichmäßig beschleunigte Bewegung. Und wenn a eine konventionelle konventionelle Bezeichnung für Beschleunigung ist, dann hat g in der Formel (ersetzt a) einen ganz bestimmten Zahlenwert, auch tabellarisch genannt. Schreiben wir die Formel der vom Körper zurückgelegten Strecke für den Fall mit freiem Fall um: S = Vot + (-) gt ^ 2/2.
Es ist klar, dass in einem solchen Fall die Bewegung sein wirdin einer vertikalen Ebene auftreten. Wir machen den Leser darauf aufmerksam, dass keiner der Parameter, die wir aus der oben beschriebenen Formel ausdrücken können, nicht vom Körpergewicht abhängt. Egal, ob Sie eine Kiste oder einen Stein vom Dach werfen oder zwei Steine unterschiedlicher Masse - diese Objekte landen und beginnen fast gleichzeitig zu fallen.
Übrigens gibt es so etwas wie einen AugenblickGeschwindigkeit. Es bezeichnet die Geschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt der Bewegung. Und mit einem freien Fall können wir es leicht bestimmen, indem wir nur die Anfangsgeschwindigkeit kennen. Und wenn es gleich Null ist, ist die Sache im Allgemeinen unbedeutend. Die Formel für die momentane Geschwindigkeit mit freiem Fall in der Kinematik lautet: V = Vo + gt. Beachten Sie, dass das Zeichen "-" weg ist. Immerhin wird es eingestellt, wenn der Körper langsamer wird. Aber wie kann ein Körper bei einem Sturz langsamer werden? Wenn daher die Anfangsgeschwindigkeit nicht gemeldet wurde, ist der Moment gleich einfach dem Produkt aus der Beschleunigung der Schwerkraft g und der Zeit t, die seit Beginn der Bewegung verstrichen ist.
Kommen wir zu bestimmten Aufgaben zu diesem Thema.Angenommen, die folgende Bedingung. Die Kinder beschlossen, Spaß zu haben und einen Tennisball vom Dach des Hauses zu werfen. Finden Sie heraus, wie schnell der Tennisball war, als er auf den Boden fiel, wenn das Haus zwölf Stockwerke hat. Die Höhe einer Etage entspricht drei Metern. Der Ball wird aus den Händen gelöst.
Die Lösung für dieses Problem wird nicht in einem Schritt erfolgenSie könnten zuerst denken. Alles scheint sehr einfach zu sein, ersetzen Sie einfach die erforderlichen Zahlen in der Formel für die augenblickliche Geschwindigkeit und das ist alles. Aber wenn wir das versuchen, könnten wir auf ein Problem stoßen: Wir wissen nicht, wann der Ball gefallen ist. Schauen wir uns den Rest der Details der Aufgabe an.
Erstens erhalten wir die Anzahl der Stockwerke und wir wissen esdie Höhe von jedem von ihnen. Das entspricht drei Metern. So können wir sofort den normalen Abstand vom Dach zum Boden berechnen. Zweitens wird uns gesagt, dass der Ball von den Händen befreit wird. Wie üblich gibt es bei den Problemen der mechanischen Bewegung (und in der Tat bei den Problemen im Allgemeinen) kleine Details, die auf den ersten Blick unbedeutend erscheinen können. Hier deutet dieser Ausdruck jedoch darauf hin, dass der Tennisball keine Anfangsgeschwindigkeit hat. Nun, dann verschwindet einer der Ausdrücke in der Formel. Jetzt müssen wir die Zeit herausfinden, die der Ball in der Luft verbracht hat, bevor er den Boden berührt.
Dazu benötigen wir die Distanzformel fürmechanische Bewegung. Zunächst entfernen wir das Produkt der Anfangsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Bewegung, da es gleich Null ist, was bedeutet, dass das Produkt gleich Null ist. Als nächstes multiplizieren wir beide Seiten der Gleichung mit zwei, um den Bruch loszuwerden. Jetzt können wir das Quadrat der Zeit ausdrücken. Dazu verdoppeln Sie die Distanz geteilt durch die Erdbeschleunigung. Wir können nur die Quadratwurzel dieses Ausdrucks extrahieren, um herauszufinden, wie viel Zeit vergangen ist, bevor der Ball auf den Boden fällt. Wir ersetzen die Zahlen, extrahieren die Wurzel und erhalten ca. 2,71 Sekunden. Jetzt setzen wir diese Zahl in die Formel der augenblicklichen Geschwindigkeit ein. Wir bekommen ungefähr 26,5 Meter pro Sekunde.
Hinweis für Lehrer und Schüler:man könnte einen etwas anderen Weg gehen. Um diese Zahlen nicht zu verwechseln, sollte die endgültige Formel so weit wie möglich vereinfacht werden. Dies ist insofern hilfreich, als die Gefahr geringer ist, dass Sie bei Ihren eigenen Berechnungen verwirrt werden und Fehler machen. In diesem Fall könnten wir Folgendes tun: Die Zeit aus der Abstandsformel ausdrücken, aber die Zahlen nicht ersetzen, sondern diesen Ausdruck in die Formel für die momentane Geschwindigkeit einsetzen. Dann würde es so aussehen: V = g * sqrt (2S / g). Immerhin kann die Beschleunigung der Schwerkraft in den radikalen Ausdruck eingebracht werden. Stellen Sie sich dazu ein Quadrat vor. Wir erhalten V = sqrt (2S * g ^ 2 / g). Jetzt werden wir die Erdbeschleunigung im Nenner verringern und im Zähler ihren Grad löschen. Als Ergebnis erhalten wir V = sqrt (2gS). Die Antwort wird dieselbe sein, nur die Berechnungen werden geringer sein.
Was haben wir heute gelernt?Es gibt verschiedene Abschnitte, in denen Physik studiert. Die mechanische Bewegung ist in Statik, Dynamik und Kinematik unterteilt. Jede dieser Mini-Wissenschaften hat ihre eigenen charakteristischen Merkmale, die bei der Lösung von Problemen berücksichtigt werden. Wir können jedoch eine allgemeine Beschreibung eines solchen Konzepts als mechanische Bewegung geben. Die 10. Klasse ist die Zeit des aktivsten Studiums in diesem Bereich der Physik, entsprechend dem Lehrplan der Schule. Mechanik umfasst auch Fälle von freiem Fall, da es sich um bestimmte Arten von gleichmäßig beschleunigten Bewegungen handelt. Und in diesen Situationen ist es die Kinematik, die für uns funktioniert.
