Exempel på mekanisk rörelse är kända för oss frånVardagsliv. Det här är förbipasserande bilar, flygplan, passerande fartyg. Vi skapar de enklaste exemplen på mekanisk rörelse själva, förbi andra människor. Varje sekund rör sig vår planet i två plan: runt solen och dess egen axel. Och dessa är också exempel på mekanisk rörelse. Så låt oss prata om detta mer specifikt idag.
Innan jag säger vilka exempel som finnsmekanisk rörelse, låt oss förstå i allmänhet vad som kallas mekanik. Vi kommer inte att gå in i den vetenskapliga djungeln och arbeta med ett stort antal termer. För att uttrycka det helt enkelt är mekanik en gren av fysik som studerar kroppens rörelse. Och vad kan det vara, den här mekanikern? Skolbarn i fysiklektioner bekanta sig med dess underavsnitt. Dessa är kinematik, dynamik och statik.
Var och en av underavsnitten studerar också kroppsrörelser,men det har särdrag endast för honom. Som förresten används ofta för att lösa relevanta problem. Låt oss börja med kinematik. Alla moderna skolböcker eller elektroniska resurser kommer att göra det tydligt att rörelsen för ett mekaniskt system inom kinematik övervägs utan att ta hänsyn till skälen till rörelsen. Samtidigt vet vi att orsaken till accelerationen som kommer att sätta kroppen i rörelse är just kraften.
Men med tanke på interaktioner mellan kroppar vidrörelse behandlas med nästa avsnitt, som kallas dynamik. Mekanisk rörelse, där hastighet är en av de viktiga parametrarna, i dynamik är oupplösligt kopplad till detta koncept. Den sista delen är statik. Hon studerar jämviktsförhållandena i mekaniska system. Det enklaste statiska exemplet är att balansera balanstiden. Anmärkning till lärarna: fysiklektionen "Mekanisk rörelse" i skolan bör börja med detta. Ge först exempel, dela sedan mekaniken i tre delar och fortsätt sedan till resten.
Även om vi vänder oss till bara enantar att det kommer att bli kinematik, ett stort antal olika uppgifter väntar oss här. Saken är att det finns flera villkor, baserat på vilka, en och samma uppgift kan presenteras i ett annat ljus. Dessutom kan problemen med kinematisk rörelse reduceras till fall av fritt fall. Vi kommer att prata om detta nu.
Denna process kan definieras på flera sätt. Men de kommer alla oundvikligen att koka ner till en punkt. I fritt fall verkar bara tyngdkraften på kroppen. Den riktas från kroppens masscentrum längs radien till jordens centrum. Annars kan du "vrida" formuleringen och definitionerna som du vill. Emellertid är närvaron av endast tyngdkraften under processen med en sådan rörelse en förutsättning.
Först måste vi "få tag på" formler. Om du frågar en modern fysiklärare kommer han att svara dig att kunskap om formler redan är hälften av lösningen på problemet. En fjärdedel ägnas åt att förstå processen och ytterligare ett kvartal till beräkningen. Men formler, formler och återigen formler - det är det som gör skillnaden.
Vi kan ringa fritt fall privatfallet med enhetligt accelererad rörelse. Varför? Eftersom vi har allt vi behöver för detta. Accelerationen förändras inte, den är lika med 9,8 meter per sekund i kvadrat. På grundval av detta kan vi gå vidare. Formeln för kroppens sträcka under enhetligt accelererad rörelse är: S = Vot + (-) vid ^ 2/2. Här är S avstånd, Vo är initialhastighet, t är tid, a är acceleration. Låt oss nu försöka passa den här formeln för fallet med fritt fall.
Som vi sa tidigare är detta ett speciellt fall.jämnt accelererad rörelse. Och om a är en konventionell konventionell beteckning för acceleration, så kommer g i formeln (ersätter a) att ha ett väldefinierat numeriskt värde, även kallat tabellformat. Låt oss skriva om formeln för kroppens sträcka för fallet med fritt fall: S = Vot + (-) gt ^ 2/2.
Det är uppenbart att i ett sådant fall kommer rörelsen att varaförekommer i ett vertikalt plan. Vi uppmärksammar läsarna på det faktum att ingen av parametrarna som vi kan uttrycka från ovanstående formel inte beror på kroppsvikt. Oavsett om du kastar en låda eller en sten, till exempel från ett tak, eller två stenar av olika massa, kommer dessa föremål, när de börjar falla samtidigt, att landa nästan samtidigt.
Förresten finns det en sak som omedelbarfart. Det anger hastigheten när som helst i rörelsen. Och med fritt fall kan vi enkelt bestämma det, med kunskap om initialhastigheten. Och om det är lika med noll är saken i allmänhet små. Formeln för den momentana hastigheten vid fritt fall i kinematik är: V = Vo + gt. Lägg märke till att "-" - tecknet är borta. När allt kommer omkring placeras det när kroppen saktar ner. Hur kan kroppen sakta ner när den faller? Således, om den inledande hastigheten inte rapporterades, kommer den momentana att vara lika med produkten av accelerationen på grund av tyngdkraften g med den tid som förflutit sedan rörelsens början.
Låt oss gå vidare till specifika uppgifter om detta ämne.Antag att villkoret är som följer. Barnen bestämde sig för att ha kul och kasta en tennisboll från taket på huset. Ta reda på hur snabbt tennisbollen var när den träffade marken om huset är tolv våningar högt. Ta höjden på en våning lika med tre meter. Bollen släpps från händerna.
Lösningen på detta problem kommer inte att vara ett steg, somdu kan tänka på det först. Det verkar som om allt verkar helt enkelt, bara ersätt de nödvändiga siffrorna i formeln för omedelbar hastighet och det är det. Men när vi försöker göra detta kan vi stöta på ett problem: vi vet inte när bollen faller. Låt oss ta en titt på resten av problemet.
Först får vi antalet våningar, och vi vethöjden på var och en av dem. Det är lika med tre meter. Således kan vi genast beräkna det normala avståndet från taket till marken. För det andra får vi veta att bollen släpps från händerna. Som vanligt finns det i detaljer för mekanisk rörelse (och i allmänhet problem) små detaljer som vid första anblicken kan verka obetydliga. Det här uttrycket säger dock att tennisbollen inte har någon initial hastighet. Bra, en av termerna i formeln försvinner sedan. Nu måste vi ta reda på den tid bollen tillbringade i luften innan vi träffade marken.
För att göra detta behöver vi en distansformel förmekanisk rörelse. Först och främst tar vi bort produkten från starthastigheten och rörelsetiden, eftersom den är lika med noll, vilket innebär att produkten blir lika med noll. Därefter multiplicerar vi båda sidor av ekvationen med två för att bli av med fraktionen. Vi kan nu uttrycka tidens kvadrat. För att göra detta delar vi det dubbla avståndet med tyngdacceleration. Vi måste bara ta kvadratroten av detta uttryck för att ta reda på hur lång tid det tog innan bollen slog i marken. Byt ut siffrorna, extrahera roten och du får cirka 2,71 sekunder. Nu ersätter vi detta nummer i formeln för omedelbar hastighet. Vi får cirka 26,5 meter per sekund.
Anteckningar för lärare och studenter:man kunde gå lite annorlunda. För att inte bli förvirrad i dessa siffror bör du förenkla den slutliga formeln så mycket som möjligt. Detta kommer att vara användbart eftersom det finns mindre risk att bli förvirrad i dina egna beräkningar och göra misstag i dem. I det här fallet kan vi agera enligt följande: uttrycka tid från avståndsformeln, men inte ersätta siffror, men ersätt detta uttryck redan i formeln för momentan hastighet. Då skulle det se ut så här: V = g * sqrt (2S / g). Men accelereringen av fritt fall kan införas i ett radikalt uttryck. För att göra detta representerar vi det i en kvadrat. Vi får V = sqrt (2S * g ^ 2 / g). Nu kommer vi att minska tyngdaccelereringen i nämnaren och radera dess grad i täljaren. Som ett resultat får vi V = sqrt (2gS). Svaret blir detsamma, bara det blir färre beräkningar.
Så vad har vi lärt oss idag?Det finns flera avsnitt som fysik studerar. Mekanisk rörelse i den är indelad i statik, dynamik och kinematik. Var och en av dessa mini-vetenskaper har sina egna karakteristiska egenskaper, som tas med i beräkningen när man löser problem. Samtidigt kan vi dock ge en allmän beskrivning av ett sådant koncept som mekanisk rörelse. Klass 10 är tiden för den mest aktiva studien av detta avsnitt av fysik, enligt skolplanen. Mekanik inkluderar också fall av fritt fall, eftersom det är speciella typer av enhetligt accelererad rörelse. Och det är kinematik som fungerar med dessa situationer.
