Conferenza. Relatività del moto meccanico

DEFINIZIONE

Movimento meccanico chiama il cambiamento nella posizione di un corpo nello spazio nel tempo rispetto ad altri corpi.

In base alla definizione, il fatto del movimento di un corpo può essere stabilito confrontando le sue posizioni in istanti successivi del tempo con la posizione di un altro corpo, che viene chiamato corpo di riferimento.

Pertanto, osservando le nuvole che fluttuano nel cielo, possiamo dire che cambiano la loro posizione rispetto alla Terra. Una pallina che rotola su un tavolo cambia la sua posizione rispetto al tavolo. In un serbatoio in movimento, le tracce si muovono sia rispetto alla Terra che rispetto al corpo del serbatoio. Un edificio residenziale è fermo rispetto alla Terra, ma cambia la sua posizione rispetto al Sole.

Gli esempi considerati ci consentono di trarre un'importante conclusione che lo stesso organismo può eseguire simultaneamente movimenti diversi rispetto ad altri corpi.

Tipi di movimento meccanico

I tipi più semplici di movimento meccanico di un corpo di dimensioni finite sono i movimenti di traslazione e di rotazione.

Il movimento si dice traslatorio se la retta che collega due punti del corpo si muove rimanendo parallela a se stessa (Fig. 1, a). Durante il movimento traslatorio tutti i punti del corpo si muovono equamente.

Durante il movimento rotatorio, tutti i punti del corpo descrivono cerchi situati su piani paralleli. I centri di tutti i cerchi giacciono sulla stessa retta, detta asse di rotazione. I punti del corpo che giacciono sull'asse del cerchio rimangono immobili. L'asse di rotazione può essere posizionato sia all'interno del corpo (rotazione rotazionale) (Fig. 1, b) che all'esterno (rotazione orbitale) (Fig. 1, c).

Esempi di moto meccanico dei corpi

Un'auto si muove progressivamente su un tratto rettilineo della strada, mentre le ruote dell'auto eseguono un movimento rotatorio. La Terra, ruotando attorno al Sole, esegue un movimento rotatorio orbitale e, ruotando attorno al proprio asse, un movimento rotatorio rotatorio. In natura solitamente incontriamo combinazioni complesse vari tipi movimenti. Pertanto, un pallone da calcio che vola in una porta subisce contemporaneamente un movimento di traslazione e di rotazione. I movimenti complessi vengono eseguiti da parti di vari meccanismi, corpi celesti, ecc.

BIGLIETTO N. 1

Movimento meccanico. Relatività del movimento. Sistema di riferimento. Punto materiale. Traiettoria. Cammino e movimento. Velocità istantanea. Accelerazione. Movimento uniforme e uniformemente accelerato.

Il movimento meccanico di un corpo è il cambiamento della sua posizione nello spazio rispetto ad altri corpi nel tempo.

La traiettoria del corpo, la distanza percorsa e lo spostamento dipendono dalla scelta del sistema di riferimento. In altre parole, il movimento meccanico è relativo. Il sistema di coordinate, il corpo di riferimento a cui è associato e l'indicazione dell'origine del tempo costituiscono un sistema di riferimento.

Si dice un corpo le cui dimensioni possono essere trascurate in determinate condizioni di movimento punto materiale.

La linea lungo la quale si muove un punto del corpo è chiamata traiettoria del movimento. La lunghezza della traiettoria è chiamata distanza percorsa.

Il vettore che collega il punto iniziale e quello finale di una traiettoria si chiama spostamento.

La velocità istantanea del movimento traslatorio di un corpo al tempo t è il rapporto tra un movimento molto piccolo S e il breve periodo di tempo durante il quale si è verificato questo movimento:

υ=S/t υ =1 m/1 s=1 m/s

Il movimento con velocità costante in grandezza e direzione è chiamato movimento rettilineo uniforme.

Quando la velocità di un corpo cambia, viene introdotto il concetto di accelerazione del corpo.

L'accelerazione è una quantità vettoriale pari al rapporto tra una variazione molto piccola nel vettore velocità e il breve periodo di tempo durante il quale si è verificata questa variazione:

a= υ /t a=1 m/s 2

Il moto con accelerazione costante in modulo e direzione è detto uniformemente accelerato:

Con quale forza agisce un campo magnetico con B=1,5 T su un conduttore di lunghezza l=0,03 m, posto perpendicolarmente al campo magnetico? Corrente I=2 A

	=90 0 Sin90 0 =1
	F=2*1,5*3*10 -2 =9*10 -2 O

BIGLIETTO N. 2

Interazione dei corpi. Forza. Seconda legge di Newton.

La ragione del cambiamento nella velocità di movimento di un corpo è sempre la sua interazione con altri corpi. Dopo aver spento il motore, l'auto rallenta gradualmente e si ferma. La ragione principale delle variazioni di velocità del veicolo è l'interazione delle sue ruote con la superficie stradale. In fisica, il concetto di “forza” viene introdotto per esprimere quantitativamente l’azione di un corpo su un altro. Esempi di forze:
forze di elasticità, gravità, gravità, ecc.

La forza è una quantità vettoriale, è indicata con il simbolo F. La direzione del vettore forza è considerata la direzione del vettore accelerazione del corpo su cui agisce la forza. Nel sistema SI:

F=1 H=1 kg*m/s 2

2a legge di Newton:

La forza che agisce su un corpo è uguale al prodotto tra la massa del corpo e l'accelerazione impressa da questa forza:

Il significato della legge è che la forza che agisce su un corpo determina il cambiamento nella velocità del corpo e non la velocità di movimento del corpo.

Lavoro di laboratorio “Misurazione dell'indice di rifrazione del vetro”

BIGLIETTO N. 3

Impulso del corpo. Legge di conservazione della quantità di moto. Manifestazione della legge di conservazione della quantità di moto in natura e suo utilizzo nella tecnologia.

Esiste una quantità fisica che cambia equamente per tutti i corpi sottoposti all'azione delle stesse forze, se il tempo di azione della forza è lo stesso.

grandezza, uguale al prodotto la massa di un corpo in relazione alla velocità del suo movimento è chiamata quantità di moto del corpo o quantità di moto.

La variazione della quantità di moto del corpo è uguale all'impulso della forza che causa questa variazione.

Una quantità fisica uguale al prodotto della forza F per il tempo t della sua azione è chiamata impulso di forza.

La quantità di moto di un corpo è una caratteristica quantitativa del movimento traslatorio dei corpi. L'unità di misura dell'impulso corporeo è: kg*m/s.

Legge di conservazione della quantità di moto:

In un sistema chiuso, la somma geometrica dei momenti dei corpi rimane costante per qualsiasi interazione dei corpi di questo sistema tra loro:

m1υ1 +m2υ2 =m1υ1 I + m2υ2 I

dove υ 12, υ 12 I sono le velocità del primo e del secondo corpo prima e dopo l'interazione.

Un sistema di corpi che non interagiscono con altri corpi non inclusi in questo sistema è chiamato sistema chiuso.

La legge di conservazione della quantità di moto si manifesta nei sistemi di riferimento inerziali (cioè in quelli in cui il corpo, in assenza di influenze esterne, si muove in modo rettilineo e uniforme). Questa legge è utilizzata nella tecnologia: motore a reazione. Quando il carburante brucia, i gas riscaldati ad alta temperatura vengono espulsi rapidamente dall'ugello del razzo. Il razzo inizia a muoversi come risultato di questa interazione e in conformità con questa legge.

	M – massa del razzo υ – velocità del razzo m – massa del carburante U è la velocità del carburante bruciato ed espulso.

Una batteria con una fem di 6 V e una resistenza interna di r = 0,1 Ohm alimenta un circuito esterno con R = 11,9 Ohm Quanto calore verrà rilasciato in 10 minuti nell'intero circuito?

	Q=I 2 *Z*t, dove Z è la resistenza totale
	Q= 2 *(R+r)*t / (R+r) 2
	Q= 2 *t / (R+r)
	Q=36*600 / 12=1800J

BIGLIETTO N. 4

La legge di gravitazione universale. Gravità. Peso corporeo. Assenza di peso.

Newton ha dimostrato che il movimento e l'interazione dei pianeti del sistema solare avviene sotto l'influenza di una forza gravitazionale diretta verso il Sole e decrescente in proporzione inversa al quadrato della distanza da esso. Tutti i corpi nell'Universo si attraggono reciprocamente.

Newton chiamò la forza di reciproca attrazione tra i corpi dell'Universo la forza di gravitazione universale. Nel 1682 Newton scoprì la legge di gravitazione universale:

Tutti i corpi si attraggono. La forza di gravitazione universale è direttamente proporzionale al prodotto delle masse dei corpi e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra loro:

F=G*m 1 *m 2 / R 2

G è la costante gravitazionale.

La forza di attrazione esercitata dalla Terra su tutti i corpi si chiama gravità:

Questa forza diminuisce in proporzione inversa al quadrato della distanza dal centro della Terra.

Nella tecnologia e nella vita quotidiana è ampiamente utilizzato il concetto di peso corporeo - P

Il peso di un corpo è la forza con cui il corpo, a causa della sua attrazione verso la Terra, agisce su un supporto o sospensione orizzontale.

Peso del corpo su un supporto orizzontale stazionario o in movimento uniforme uguale alla forza gravità, ma sono applicati a corpi diversi.

Durante il moto accelerato, il peso di un corpo, la cui direzione di accelerazione coincide con la direzione di accelerazione di caduta libera, meno peso corpo a riposo.

Se un corpo cade liberamente insieme ad un supporto e l'accelerazione del corpo è uguale all'accelerazione della caduta libera e le loro direzioni coincidono, il peso del corpo scompare. Questo fenomeno è chiamato assenza di gravità:

A=g P=0 assenza di gravità

A quale temperatura l'energia interna è 20 kg. L'argon sarà 1,25*10 6 J?

BIGLIETTO N. 5

Conversione dell'energia durante le vibrazioni meccaniche. Vibrazioni libere e forzate. Risonanza.

Nella natura e nella tecnologia si verifica un tipo di movimento meccanico: l'oscillazione.

La vibrazione meccanica è il movimento di un corpo che si ripete esattamente o approssimativamente ad intervalli di tempo uguali.

Le forze che agiscono tra i corpi all'interno di un sistema sono chiamate interne. Le forze che agiscono dall'esterno del sistema sui corpi di questo sistema sono chiamate esterne.

Le vibrazioni libere sono vibrazioni che si verificano sotto l'influenza di forze interne. Le oscillazioni sotto l'influenza di forze esterne che cambiano periodicamente sono chiamate forzate.

Quando il pendolo si discosta dalla sua posizione di equilibrio, la sua energia potenziale aumenta, perché la distanza dalla superficie terrestre aumenta. Quando ci si sposta verso la posizione di equilibrio, la velocità del pendolo aumenta, la sua energia cinetica aumenta a causa di una diminuzione della riserva potenziale, a seguito di una diminuzione della distanza dalla superficie terrestre. All’equilibrio l’energia cinetica è al massimo mentre l’energia potenziale è al minimo. Dopo aver superato la posizione di equilibrio, l'energia cinetica viene convertita in energia potenziale, la velocità del pendolo diminuisce e alla massima deviazione diventa pari a zero. In questo modo avviene una trasformazione periodica dell'energia. Ma perché Quando si muovono, i corpi interagiscono con altri corpi, quindi parte dell'energia meccanica viene convertita in energia interna del movimento termico di atomi e molecole. L'ampiezza delle oscillazioni diminuirà e dopo qualche tempo il pendolo si fermerà. Le oscillazioni libere sono sempre smorzate.

In un sistema, quando le oscillazioni vengono eccitate sotto l'influenza di una forza esterna che cambia periodicamente, l'ampiezza inizialmente aumenta gradualmente. Dopo un certo tempo si stabiliscono oscillazioni con ampiezza costante e periodo pari al periodo della forza esterna.

L'ampiezza dipende anche dalla frequenza dei cambiamenti di forza. A condizione che la frequenza della forza esterna ν coincida con la frequenza naturale del sistema ν 0, l'ampiezza ha un valore massimo.

La risonanza è un forte aumento dell'ampiezza delle oscillazioni forzate poiché la frequenza di variazione della forza esterna che agisce sul sistema si avvicina alla frequenza delle oscillazioni libere. Minore è l'attrito nel sistema, più pronunciata è la risonanza (nella Fig. Curva n. 1).

Lavoro di laboratorio "Determinazione della lunghezza focale di una lente collettrice".

BIGLIETTO N. 6

Sostanziazione sperimentale delle principali disposizioni della teoria cinetica molecolare della struttura della materia. Massa e dimensione delle molecole. Costante di Avogadro.

All'inizio del XIX secolo, lo scienziato inglese D. Dalton dimostrò che molti fenomeni naturali possono essere spiegati utilizzando la struttura molecolare della materia. All'inizio del XX secolo, la teoria cinetica molecolare della materia fu finalmente creata e confermata mediante esperimenti. Principali disposizioni dell’ICT:

le sostanze sono costituite da molecole tra le quali esistono intervalli intermolecolari.

Le molecole si muovono continuamente e in modo caotico.

A brevi distanze tra molecole e atomi agiscono sia forze attrattive che repulsive. La natura di queste forze è elettromagnetica.

Il movimento caotico è anche chiamato termico, perché. dipende dalla temperatura.

Giustificazione sperimentale:

Il fatto che le sostanze siano costituite da molecole è stato dimostrato da fotografie scattate al microscopio elettronico. Le fotografie mostrano la disposizione delle molecole.

Il fatto che le molecole siano in costante movimento è dimostrato dall'esperimento di Brown. Nel 1827 osservò come i granelli di argilla si muovevano nell'acqua. Non potevo spiegare. Il moto browniano è il movimento dei granelli di argilla causato dall'impatto delle molecole d'acqua in movimento caotico. E un altro fenomeno naturale, la diffusione, dimostra il continuo movimento delle molecole. La diffusione è il fenomeno della penetrazione delle molecole di una sostanza nelle molecole di un'altra sostanza.

Anche nei solidi, dove questo processo di penetrazione avviene più lentamente, si osserva ancora la diffusione. Ad esempio: una lastra d'oro giace su una lastra di piombo.

Sono sotto carico. Dopo qualche tempo, una molecola di ciascuna sostanza verrà scoperta nel corpo di contatto adiacente.

3. Il fatto che le molecole si attraggano tra loro è dimostrato dall'esperienza con i cilindri di piombo. Possono sopportare un peso fino a 5 kg. La diffusione dimostra anche che le molecole interagiscono nei solidi.

Sia le forze repulsive che quelle di interazione agiscono simultaneamente tra le molecole. Sono di natura magnetica. Durante le deformazioni nei corpi solidi, le forze si manifestano sotto forma di forze elastiche e determinano la resistenza dei corpi. Queste forze agiscono su distanze molto brevi, nell'ambito delle dimensioni delle molecole. Ma l'effetto si osserverà se le molecole verranno avvicinate ad una distanza maggiore del loro equilibrio stabile (quando i due tipi di forze sono di pari valore), allora aumenteranno le forze repulsive e diminuirà l'attrazione.

Studi sperimentali hanno dimostrato che le molecole sono molto piccole. Ad esempio: la massa di una molecola di olio d'oliva m 0 = 2,5 * 10 -26 kg e la dimensione della molecola d = 3 * 10 -10 m.

Il numero di Avogadro è il numero di atomi contenuti in 0,012 kg dell'isotopo di carbonio 12 C. Prende il nome dallo scienziato italiano del XIX secolo.

N A =6,02*10 23 mol -1

Durante l'elettrolisi di una soluzione di solfato di rame, è stato svolto il lavoro
	A=1.4*10 7 J. Determinare la quantità di rame rilasciata se la tensione tra gli elettrodi del bagno è U=6 V.

K=3,29*10 -7J

m=k*A / U m=3,29*10 -7 *1,4*10 7 / 6=4,6 / 6=0,76 kg

BIGLIETTO N. 7 Gas ideale. La principale equazione MCT per un gas ideale. Temperatura e sua misurazione. Temperatura assoluta., ad esempio, il movimento delle molecole, mentre altre (interazioni) non vengono prese in considerazione. Su questa base viene presentato un modello del fenomeno.

Le molecole di gas che colpiscono la superficie di un corpo o la parete di un vaso esercitano una pressione –P. La pressione dipende dai seguenti fattori:

da energia cinetica movimenti molecolari.

Più è grande, maggiore è la pressione;

numero di molecole per unità di volume. Più ce ne sono, maggiore è la pressione. Equazione di base gas ideale

può essere scritta come una formula:

P=n*m 0 *υ 2 /3 oppure P=2*n*E/3

Dove n è la concentrazione di molecole per unità di volume (n=N/V), m 0 è la massa di una molecola, E è il valore medio dell'energia cinetica di movimento delle molecole, υ 2 è il valore medio del quadrato della velocità del movimento cinetico delle molecole.

La pressione di un gas ideale è direttamente proporzionale all'energia cinetica media del moto traslazionale delle sue molecole e al numero di molecole per unità di volume. La pressione è misurata in Pascal P=Pa. Nei tubi e nei dispositivi a vuoto si creano condizioni prossime al gas ideale. Lì si crea il vuoto, perché le molecole di gas sono un ostacolo: il filamento della lampada si ossiderà e si brucerà all'istante. La temperatura è una grandezza che caratterizza il grado di riscaldamento di un corpo. Per misurare la temperatura corporea è stato creato un dispositivo: un termometro. Come riferimento è stato scelto un termometro a idrogeno, in cui come sostanza è stato utilizzato l'idrogeno scaricato. Si espande quando riscaldato allo stesso modo dell'ossigeno, dell'azoto, ecc. Un recipiente chiuso con idrogeno scaricato era collegato a un manometro (un dispositivo per misurare la pressione) e aumentando la temperatura, il gas si espandeva, modificando così la sua pressione. La pressione e la temperatura sono correlate in modo lineare, quindi la temperatura può essere determinata dalla lettura del manometro. La scala di temperatura stabilita da un termometro a idrogeno è chiamata scala Celsius. La temperatura di fusione del ghiaccio a temperature normali è considerata pari a 0 0 C pressione atmosferica

La velocità del movimento molecolare dipende dalla temperatura, quindi si dice che la temperatura sia una misura dell'energia cinetica del movimento molecolare. Con l'aumento della temperatura, il velocità media moto traslatorio delle molecole.

E=3*k*T/2 P=nkT Dove k è la costante di Boltzmann =1,38*10 -23 J/K

Viene fornito uno schema elettrico. Determinare la resistenza di quattro conduttori con la stessa resistenza R 1-4 = 4 Ohm, collegati tra loro secondo lo schema:

I conduttori 1,4 sono collegati in serie e 2,3 in parallelo.

Troviamo la resistenza totale dei conduttori 2.3:

R 23 =R / n R 23 = 4 / 2 = 2 Ohm.

Trova la resistenza totale dell'intero circuito:

R=R1 +R23 +R4 R=4+2+4=10 Ohm.

BIGLIETTO N. 8

Equazione di stato di un gas ideale (equazione di Mendeleev-Clapeyron). Isoprocessi.

Nella vita reale, quando si studiano i fenomeni della natura e della tecnologia, è impossibile tenere conto di tutti i fattori che lo influenzano. Per questo motivo è possibile tenere conto del fattore più importante, come il movimento delle molecole, mentre altri (l'interazione) non vengono presi in considerazione. Su questa base viene presentato un modello del fenomeno.

Un gas ideale è un modello di un gas reale. Questo è un gas le cui dimensioni molecolari sono piccole rispetto al volume del recipiente e praticamente non interagiscono.

Le quantità fisiche, il cui valore è determinato dall'azione congiunta di un numero enorme di molecole, sono chiamate parametri termodinamici: P, V, T.

Un gas ideale è descritto dai seguenti parametri inclusi nell'equazione di Mendeleev-Clapeyron: PV = m*R*T/ M

dove M è la massa molare della sostanza, R è la costante universale dei gas, non dipende dalla natura del gas = 8,31 N*m/Kmol*K, m è la massa del gas.

Un isoprocesso è un processo in cui la massa di un gas e uno dei suoi parametri rimangono costanti.

Determina il limite rosso dell'effetto fotoelettrico per un metallo con funzione di lavoro A = 3,2 * 10 -19 J.

BIGLIETTO N. 9

Evaporazione e condensazione. Coppie sature e insature. Umidità dell'aria. Misurazione dell'umidità dell'aria.

Le sostanze passano da uno stato all'altro. Durante il movimento caotico, alcune molecole d'acqua con elevata energia cinetica lo lasciano. Allo stesso tempo, superano le forze di attrazione di altre molecole. Questo processo è chiamato evaporazione. (vedi locandina). Ma quando le molecole del vapore ritornano nel liquido si può osservare anche un altro processo, questo processo è chiamato condensazione. Se c'è un flusso d'aria sopra il recipiente, questo trascina via le molecole di vapore e il processo di evaporazione avviene più velocemente. Il processo di evaporazione accelera anche quando la temperatura del liquido aumenta.

Se la nave è coperta da un coperchio, dopo un po 'verrà stabilito un equilibrio dinamico: il numero di molecole che lasciano il liquido = il numero di molecole che ritornano nel liquido.

Il vapore che è in equilibrio dinamico con il suo liquido è detto saturo. Anche se iniziamo a comprimere il vapore saturo a temperatura costante, inizialmente l'equilibrio verrà interrotto, ma poi la concentrazione delle molecole di vapore si stabilizzerà nuovamente, come nell'equilibrio dinamico.

La pressione del vapore saturo P 0 non dipende dal volume a temperatura costante.

Sulla Terra c'è una continua formazione di vapore acqueo: evaporazione dai corpi idrici, vegetazione, vapore esalato dagli animali. Ma questo vapore acqueo non è saturo, perché avviene il movimento masse d'aria nell'atmosfera.

L'umidità è la quantità di vapore acqueo presente nell'atmosfera terrestre.

Il vapore acqueo - l'umidità - è caratterizzato da parametri. (vedi ulteriormente i manifesti degli uffici e raccontaceli).

L'umidità relativa può essere misurata con diversi strumenti, ma consideriamone uno: uno psicrometro. (Per ulteriori informazioni sul dispositivo e sul metodo di misurazione, fare riferimento ai poster).

Lavoro di laboratorio “Misurazione della lunghezza d’onda della luce utilizzando un reticolo di diffrazione”.

BIGLIETTO N. 10

Cristallo ai corpi amorfi. Deformazioni elastiche e plastiche dei solidi.

I cristalli ci circondano ovunque. I solidi sono tutti classificati come cristalli. Ma perché Poiché i cristalli singoli non si trovano in natura, non li vediamo. Molto spesso, le sostanze sono costituite da molti grani cristallini interconnessi: i policristalli. U corpi cristallini gli atomi sono disposti in un ordine rigoroso e formano un reticolo cristallino spaziale. Di conseguenza, hanno una forma esterna regolare. Esempi di corpi cristallini: sale da cucina, fiocco di neve, mica, grafite, ecc. Questi corpi hanno determinate proprietà: la grafite scrive bene a strati, il sale si rompe con bordi piatti, la mica esfolia nella direzione longitudinale. T. vol. hanno lo stesso Proprietà fisiche in una direzione - chiamata anisotropia. In realtà, molto spesso l'anisotropia non viene osservata, perché il corpo è costituito da un gran numero di cristalli fusi in modo caotico, l'effetto totale dell'anisotropia porta all'eliminazione di questo fenomeno. Ma ci sono altri corpi che non sono costituiti da cristalli, ad es. non hanno un reticolo cristallino, sono detti amorfi. Hanno le proprietà dei corpi elastici e liquidi. Quando vengono colpiti, pungono e ad alte temperature scorrono. Esempi di corpi amorfi: vetro, plastica, resina, colofonia, zucchero candito. Hanno le stesse proprietà fisiche in tutte le direzioni - chiamate. isotropia.

Un effetto meccanico esterno su un corpo provoca uno spostamento degli atomi dalle posizioni di equilibrio e porta a un cambiamento nella forma e nel volume del corpo, cioè alla sua deformazione. Più tipi semplici le deformazioni sono allungamento e compressione. I cavi delle gru, delle funivie, dei cavi di traino e le corde degli strumenti musicali sono sottoposti a tensione. Le pareti e le fondamenta degli edifici sono soggette a compressione. La deformazione può essere caratterizzata da un allungamento assoluto ∆l = l 2 -l 1, dove l 1 è prima dell'allungamento, l 2 è dopo di esso. E il rapporto tra l'allungamento assoluto e la lunghezza del campione è chiamato allungamento relativo: ε=∆l / l 1. Quando un corpo si deforma si creano forze elastiche. Quantità fisica, pari al rapporto tra il modulo della forza elastica e l'area della sezione trasversale del corpo, è chiamata sollecitazione σ=F/S. Per piccole deformazioni, la legge di Hooke è soddisfatta, quando la deformazione aumenta proporzionalmente all'aumentare della forza sul corpo. Ma solo fino ad un certo limite di forza. Se la sollecitazione viene aumentata e dopo la sua rimozione le dimensioni del corpo sono ancora completamente ripristinate, allora tale deformazione si dice elastica, altrimenti si dice residua o plastica.

...); legge? meccanicamente"o consapevolmente. Errori, ... requisiti) è suddiviso in relativamente completo in termini semantici... ; forza movimenti; volume movimenti: precisione movimenti; levigatezza movimenti; simmetria movimenti; presenza di sincinesi...

In fisica esiste il movimento meccanico, la cui definizione viene interpretata come un cambiamento nelle coordinate di un corpo nello spazio tridimensionale rispetto ad altri corpi con perdita di tempo. Stranamente, puoi, ad esempio, superare la velocità di un autobus senza muoverti da nessuna parte. Questo valore è relativo e dipendente da un dato punto. La cosa principale è fissare il quadro di riferimento per osservare il punto in relazione all'oggetto.

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Descrizione

Concetti di fisica:

1. Un punto materiale è una parte di un corpo o di un oggetto con parametri e massa piccoli che non vengono presi in considerazione durante lo studio del processo. Questa è una quantità trascurata in fisica.
2. Lo spostamento è la distanza percorsa da un punto materiale da una coordinata all'altra. Il concetto non va confuso con il movimento, poiché in fisica è la definizione di un percorso.
3. La distanza percorsa è la distanza percorsa da un oggetto. Qual è la distanza percorsa viene considerata nella sezione di fisica riportata di seguito chiamato "Cinematica".
4. Una traiettoria nello spazio è una linea retta o spezzata lungo la quale viaggia un oggetto. Puoi immaginare cos'è una traiettoria, secondo la definizione del campo della fisica, disegnando mentalmente una linea.
5. La meccanica è il movimento lungo un determinato percorso.

Attenzione! L'interazione dei corpi viene effettuata secondo le leggi della meccanica e questa sezione è chiamata cinematica.

Comprendi cos'è un sistema di coordinate e cos'è in pratica una traiettoria?

È sufficiente trovare mentalmente un punto nello spazio e tracciare da esso gli assi delle coordinate, l'oggetto si sposterà rispetto ad esso lungo una linea spezzata o retta, e anche i tipi di movimento, compresi quelli traslazionali, saranno diversi; quando oscilla e ruota.

Ad esempio, un gatto è in una stanza, si sposta su qualsiasi oggetto o cambia posizione nello spazio, muovendosi lungo traiettorie diverse.

La distanza tra gli oggetti può variare perché i percorsi selezionati non sono gli stessi.

Tipi

Tipi di movimento conosciuti:

1. Progressivo. Caratterizzato dal parallelismo di due punti interconnessi che si muovono equamente nello spazio. Un oggetto si muove in avanti quando passa lungo una linea. Basta immaginare di sostituire la ricarica in una penna a sfera, ovvero la ricarica si muove in avanti lungo un determinato percorso, con ciascuna parte che si muove parallelamente e in modo uguale. Ciò accade abbastanza spesso nei meccanismi.
2. Rotazionale. Un oggetto descrive un cerchio in tutti i piani paralleli tra loro. Gli assi di rotazione sono i centri di quelli descritti e i punti situati sull'asse sono immobili. L'asse di rotazione stesso può essere posizionato all'interno del corpo (rotazionale) e anche collegato ai suoi punti esterni (orbitale). Per capire di cosa si tratta, puoi prendere ago e filo normali. Tieni quest'ultimo tra le dita e svolgi gradualmente l'ago. L'ago traccerà un cerchio e specie simili i movimenti dovrebbero essere classificati come orbitali. Un esempio di vista rotazionale: far ruotare un oggetto su una superficie dura.
3. Oscillatorio. Tutti i punti di un corpo che si muove lungo una determinata traiettoria vengono ripetuti con precisione o approssimativamente contemporaneamente. Un buon esempio- un disco sospeso su una corda, che oscilla a destra e sinistra.

Attenzione! Caratteristiche del movimento in avanti. Un oggetto si muove in linea retta e in qualsiasi intervallo di tempo tutti i suoi punti si muovono nella stessa direzione: questo è il movimento in avanti. Se una bicicletta sta andando in bicicletta, in qualsiasi momento puoi considerare separatamente la traiettoria di qualsiasi suo punto, sarà la stessa. Non importa se la superficie è piana o meno.

Questi tipi di movimenti si verificano ogni giorno nella pratica, quindi non sarà difficile riprodurli mentalmente.

Cos'è la relatività

Secondo le leggi della meccanica, un oggetto si muove rispetto ad un certo punto.

Ad esempio, se una persona sta ferma e un autobus si muove, si parla di relatività del movimento della persona in questione. veicolo all'oggetto.

A quale velocità relativa si muove l'oggetto? un certo corpo nello spazio viene presa in considerazione anche rispetto a questo corpo e, di conseguenza, anche l'accelerazione ha una caratteristica relativa.

La relatività è una dipendenza diretta della traiettoria specificata durante il movimento del corpo, percorso percorribile, caratteristiche di velocità e movimento rispetto ai sistemi di riferimento.

Come viene effettuato il conto alla rovescia?

Cos’è un sistema di riferimento e come è caratterizzato? Il riferimento in relazione al sistema di coordinate spaziali, il riferimento primario al tempo del movimento: questo è il sistema di riferimento. In sistemi diversi, un corpo può avere posizioni diverse.

Il punto si trova nel sistema di coordinate; quando inizia a muoversi, viene preso in considerazione il suo tempo di movimento.

Ente di riferimento -è un oggetto astratto situato in dato punto spazio. Quando ci si concentra sulla sua posizione, vengono prese in considerazione le coordinate di altri corpi. Ad esempio, un'auto è ferma e una persona si muove; in questo caso il corpo di riferimento è un'auto.

Movimento uniforme

Il concetto di movimento uniforme: questa definizione in fisica viene interpretata come segue.

All'inizio dello studio del movimento meccanico, questo fu enfatizzato carattere relativo. Il movimento può essere considerato in diversi sistemi di riferimento. La scelta specifica di un sistema di riferimento è dettata da considerazioni di convenienza: dovrebbe essere scelto in modo che il movimento studiato e i suoi schemi appaiano il più semplici possibile.

Moto in diversi sistemi di riferimento. Per passare da un sistema di riferimento all'altro è necessario sapere quali caratteristiche del movimento rimangono invariate e quali cambiano durante tale transizione e in che modo.

Cominciamo con il tempo. L'esperienza lo dimostra mentre stiamo parlando Per quanto riguarda i movimenti che avvengono a velocità piccole rispetto a quella della luce, il tempo “scorre” equamente in tutti i sistemi di riferimento e in questo senso può essere considerato assoluto. Ciò significa che l'intervallo di tempo tra due eventi è lo stesso se misurato in qualsiasi sistema di riferimento.

Passiamo alle caratteristiche spaziali. La posizione della particella, determinata dal suo raggio vettore, cambia quando si sposta verso un altro sistema di riferimento. Tuttavia la collocazione spaziale relativa dei due eventi non cambia e in questo senso è assoluta. Ad esempio, la posizione relativa di due particelle in qualsiasi momento nel tempo, determinata dalla differenza tra i loro raggi vettori e le dimensioni spaziali, non dipende dalla scelta del sistema di riferimento solidi e così via.

Pertanto, secondo i concetti classici della fisica non relativistica, gli intervalli temporali e le distanze spaziali tra eventi simultanei sono assoluti. Queste idee, come si è scoperto dopo la creazione della teoria della relatività, sono valide solo per movimenti relativamente lenti dei sistemi di riferimento. Nella teoria della relatività, le idee su spazio e tempo hanno subito cambiamenti significativi. Tuttavia, i nuovi concetti relativistici che hanno sostituito quelli classici si trasformano in essi nel caso limite dei movimenti lenti.

Consideriamo ora la variazione della velocità di movimento di una particella quando si sposta da un sistema di riferimento a un altro, spostandosi rispetto al primo. Questa questione è strettamente legata al principio di indipendenza dei movimenti discusso nel § 5. Torniamo all'esempio con

attraversamento di un traghetto attraverso un fiordo, quando il traghetto si sposta progressivamente rispetto alle rive. Indichiamo il vettore del movimento del passeggero rispetto alle coste (cioè nel sistema di riferimento associato al suolo) con e il suo movimento rispetto al traghetto (cioè nel sistema di riferimento associato al traghetto) con Il movimento del traghetto stesso rispetto al suolo nello stesso tempo è indicato con via Then

Dividendo questo termine di uguaglianza per termine per il tempo durante il quale si sono verificati questi movimenti, e passando al limite a otteniamo una relazione simile (1) per le velocità:

dove è la velocità del passeggero rispetto al suolo, V è la velocità del traghetto rispetto al suolo, la velocità del passeggero rispetto al traghetto. La regola per sommare velocità con la partecipazione simultanea di un corpo a due movimenti, espressa dall'uguaglianza (2), può essere interpretata come la legge per convertire la velocità di un corpo quando si sposta da un sistema di segnalazione a un altro. Infatti, e sono le velocità del passeggero in due diversi sistemi di riferimento, la velocità di uno di questi sistemi (il traghetto) rispetto all'altro (la terra).

Pertanto, la velocità di un corpo in qualsiasi sistema di riferimento è uguale alla somma vettoriale della velocità di questo corpo in un altro sistema di riferimento e della velocità V di questo secondo sistema di riferimento rispetto al primo. Si noti che la legge di trasformazione della velocità espressa dalla formula (2) è valida solo per movimenti relativamente lenti (non relativistici), poiché la sua derivazione si basava sull'idea della natura assoluta degli intervalli di tempo (il valore era considerato lo stesso in due sistemi di riferimento).

Velocità relativa e accelerazione. Dalla formula (2) segue che velocità relativa due particelle è la stessa in tutti i sistemi di riferimento. Infatti, quando ci si trasferisce a nuovo sistema riferimento, alla velocità di ciascuna particella viene sommato lo stesso vettore V della velocità del sistema di riferimento. Pertanto, la differenza tra i vettori di velocità delle particelle non cambia. La velocità relativa delle particelle è assoluta!

L'accelerazione di una particella nel caso generale dipende dal sistema di riferimento in cui viene considerato il suo movimento. Tuttavia, l'accelerazione in due sistemi di riferimento è la stessa quando uno di essi si muove in modo uniforme e rettilineo rispetto all'altro. Ciò segue immediatamente dalla formula (2) a

Quando studi movimenti specifici o risolvi problemi, puoi utilizzare qualsiasi sistema di riferimento. Una scelta ragionevole del sistema di riferimento può facilitare notevolmente l'ottenimento del necessario

risultato. Negli esempi di ricerca sul movimento considerati finora, questo problema non è stato enfatizzato: la scelta di un sistema di riferimento è stata, per così dire, imposta dalle condizioni stesse del problema. Tuttavia, in tutti i casi, anche quando la scelta del sistema di riferimento è ovvia a prima vista, è utile pensare a quale sistema di riferimento sarà effettivamente ottimale. Illustriamolo con i seguenti problemi.

Compiti

1. A valle e a monte. Un motoscafo galleggia lungo la corrente a velocità costante. Ad un certo punto, un remo di riserva cade dalla barca in acqua. Dopo qualche minuto, la perdita viene scoperta e la barca torna indietro. Qual è la velocità del flusso del fiume se il remo venisse raccolto a una distanza di km a valle del luogo in cui era stato smarrito?

Soluzione. Scegliamo un sistema di riferimento associato al movimento dell'acqua. In questo quadro di riferimento l'acqua è immobile e il remo giace sempre nel punto in cui è caduto. La barca prima si allontana da questo luogo per un po' e poi torna indietro. Il viaggio di ritorno al remo durerà lo stesso tempo poiché la velocità della barca rispetto all'acqua non dipende dalla direzione del movimento. Durante tutto questo tempo la corrente trasporta il remo ad una distanza relativa alle rive. Pertanto, la velocità del flusso min

Per essere sicuro di quanto bella scelta sistema di riferimento rende più facile ottenere una risposta alla domanda qui posta, risolvere questo problema in un sistema di riferimento associato alla terra.

Notiamo che la soluzione di cui sopra non cambia se la barca galleggia lungo un ampio fiume non a valle, ma ad una certa angolazione rispetto ad esso: nel sistema di riferimento associato all'acqua in movimento, tutto avviene come in un lago dove l'acqua è immobile. È facile capire che sulla via del ritorno la prua della barca dovrebbe essere puntata direttamente verso il remo galleggiante e non verso il punto in cui è stata lasciata cadere in acqua.

Riso. 58. Circolazione di automobili su strade che si intersecano

2. Crocevia. Due strade automobilistiche si intersecano ad angolo retto (Fig. 58). L'auto A, percorrendo a velocità una di esse, si trova a una certa distanza dall'incrocio nel momento in cui l'auto B, procedendo a velocità lungo un'altra strada, la attraversa. In quale momento la distanza tra le auto in linea retta sarà minima? A cosa è uguale? Dove sono le macchine in questo momento?

Soluzione. In questo problema è conveniente associare il sistema di riferimento ad una delle auto, ad esempio alla seconda. In un tale sistema di riferimento, la seconda macchina è ferma e la velocità della prima è uguale alla sua velocità rispetto alla seconda, cioè la differenza (Fig. 59):

Il movimento della prima vettura rispetto alla seconda avviene in linea retta lungo il vettore V,. Pertanto, la distanza più breve desiderata tra le auto è uguale alla lunghezza della perpendicolare tracciata dal punto B alla linea retta Considerando i triangoli simili in Fig. 59, abbiamo

Il tempo impiegato dalle auto per avvicinarsi a questa distanza può essere trovato dividendo la lunghezza della tratta per la velocità della prima auto rispetto alla seconda:

Riso. 59. Velocità nel sistema di riferimento associato ad una delle auto

Le posizioni delle auto in questo momento possono essere trovate realizzando che nel sistema di riferimento originario associato al terreno, la seconda auto si allontanerà dall'incrocio ad una distanza pari a

Durante questo periodo, la prima macchina si avvicinerà all'incrocio a distanza

3. Treni in arrivo. Due treni della stessa lunghezza si muovono l'uno verso l'altro lungo binari paralleli alla stessa velocità. Nel momento in cui le cabine delle locomotive diesel sono una all'altra, uno dei treni inizia a frenare e procede con accelerazione costante. Si ferma dopo un po', proprio nel momento in cui le code dei treni si raggiungono. Trova la lunghezza del treno.

Soluzione. Associamo il sistema di riferimento ad un treno in moto uniforme. In questo quadro è immobile e il treno in arrivo nel momento iniziale ha la velocità del movimento del secondo treno e in questo quadro di riferimento sarà altrettanto lento. Pertanto la velocità media del treno in frenata è pari a La distanza percorsa durante il tempo di frenatura (relativa al primo treno) è pari alla lunghezza totale dei due treni, ovvero 21. Pertanto

da dove lo troviamo?

Notiamo che in questo problema la transizione a un sistema di riferimento in movimento è stata utilizzata per considerare il movimento non uniforme del corpo, ma il movimento del sistema di riferimento stesso era uniforme. Prossimi compiti

mostrano che a volte è conveniente passare a un sistema di riferimento in movimento accelerato.

4. "Il cacciatore e la scimmia". Quando si spara a un bersaglio che si muove orizzontalmente, un cacciatore esperto prende la mira con un po' di "piombo", poiché durante il volo del tiro il bersaglio riesce a spostarsi di una certa distanza. Dove dovrebbe mirare quando spara a un bersaglio in caduta libera, se il colpo viene sparato contemporaneamente all'inizio della sua caduta?

Soluzione. Scegliamo un sistema di riferimento associato ad un bersaglio in caduta libera. In questo quadro di riferimento il bersaglio è fermo ed i pallini volano in modo uniforme e rettilineo con la velocità acquisita al momento dello sparo. Ciò accade perché la caduta libera di tutti i corpi nel sistema di riferimento associato alla terra avviene con la stessa accelerazione

In un sistema di riferimento in caduta libera con accelerazione, dove il bersaglio è fermo e i pallini volano dritti, diventa ovvio che è necessario mirare esattamente al bersaglio. Questo fatto non dipende dal valore velocità iniziale pellet: può essere qualsiasi cosa. Ma se la velocità iniziale è troppo bassa, i pellet potrebbero semplicemente non avere il tempo di raggiungere il bersaglio mentre è in caduta libera. Se il bersaglio cade da un'altezza , e la distanza iniziale da esso in linea retta è allora, come è facile vedere, la disuguaglianza deve essere soddisfatta

da qui la limitazione sulla velocità iniziale dei pellet:

Ad una velocità iniziale inferiore, i pallini cadranno a terra prima del bersaglio.

5. Confine degli obiettivi raggiungibili. Nel paragrafo precedente, il confine dell'area spazzata è stato trovato per un dato valore della velocità iniziale. Tutto il ragionamento è stato effettuato in un sistema di riferimento associato alla Terra. Trova questo confine considerando il movimento in un sistema di riferimento in caduta libera. che “cade” con l'accelerazione della caduta libera. La sua equazione ha la forma

In effetti, questa è l'equazione di un'intera famiglia di cerchi: dare significati diversi, otteniamo i cerchi su cui si trovano le particelle vari momenti tempo. Il confine richiesto è l'inviluppo di tale famiglia di cerchi (Fig. 60). Ovviamente il suo punto più alto si trova al di sopra del punto di partenza delle particelle.

Cercheremo il confine come segue. Si noti che le particelle emesse nello stesso istante di tempo raggiungono il confine in tempi diversi: il confine tocca cerchi diversi.

Riso. 60. Il confine degli obiettivi raggiungibili come l'involucro di una famiglia di cerchi

Dopo aver tracciato una linea orizzontale ad un certo livello y, troviamo su di essa il punto più distante dall'asse delle ordinate, che le particelle raggiungono ancora, senza pensare a quale cerchio appartiene questo punto. L'ascissa x di questo punto soddisfa ovviamente l'equazione (3) della famiglia dei cerchi. Riscrivendolo nel modulo

Quali quantità cinematiche cambiano quando si passa da un sistema di riferimento a un altro e quali rimangono invariate?

Spiegare perché la velocità relativa di due particelle è la stessa in tutti i sistemi di riferimento.

Fornire argomentazioni che indichino che la legge classica della trasformazione della velocità quando si passa da un sistema di riferimento a un altro si basa sull'idea della natura assoluta del tempo.

Quale dovrebbe essere il moto relativo dei due sistemi di riferimento affinché, passando da uno all'altro, cambi l'accelerazione della particella?

Ti suggerisco un gioco: scegli un oggetto nella stanza e descrivine la posizione. Fallo in modo tale che l'indovino non possa commettere errori. Ha funzionato? Cosa ne sarà della descrizione se non verranno utilizzati altri corpi? Rimarranno le seguenti espressioni: “a sinistra di...”, “sopra...” e simili. La posizione del corpo può solo essere impostata rispetto a qualche altro corpo.

Posizione del tesoro: “Stai all'angolo orientale della casa più esterna, guarda a nord e, dopo aver percorso 120 gradini, girati verso est e fai 200 passi. In questo luogo, scava una buca di 10 cubiti e ne troverai 100 lingotti d'oro." È impossibile trovare il tesoro, altrimenti sarebbe stato dissotterrato molto tempo fa. Perché? Non è definito il corpo in relazione al quale viene fatta la descrizione, non si sa in quale villaggio si trovi quella stessa casa. È necessario determinare con precisione il corpo che servirà da base per la nostra descrizione futura. In fisica tale corpo si chiama ente di riferimento. Può essere selezionato arbitrariamente. Ad esempio, prova a scegliere due diversi corpi di riferimento e a descrivere la posizione di un computer in una stanza rispetto ad essi. Ci saranno due descrizioni diverse l'una dall'altra.

Sistema di coordinate

Diamo un'occhiata alla foto. Dov'è l'albero rispetto al ciclista I, al ciclista II e a noi che guardiamo il monitor?

Rispetto al corpo di riferimento - ciclista I - l'albero è a destra, rispetto al corpo di riferimento - ciclista II - l'albero è a sinistra, rispetto a noi è di fronte. Lo stesso corpo: un albero, costantemente situato nello stesso posto, allo stesso tempo “a sinistra”, “a destra” e “davanti”. Il problema non è solo che vengono scelti diversi organismi di riferimento. Consideriamo la sua posizione rispetto al ciclista I.

In questa immagine c'è un albero sulla destra dal ciclista I

In questa immagine c'è un albero Sinistra dal ciclista I

L'albero e il ciclista non hanno cambiato la loro posizione nello spazio, ma l'albero può essere contemporaneamente “a sinistra” e “a destra”. Per eliminare l'ambiguità nella descrizione della direzione stessa, sceglieremo una certa direzione come positiva, l'opposto di quella scelta sarà negativa. La direzione selezionata è indicata da un asse con una freccia, la freccia indica la direzione positiva. Nel nostro esempio, selezioneremo e designeremo due direzioni. Da sinistra a destra (l'asse lungo il quale si muove il ciclista) e da noi all'interno del monitor all'albero: questa è la seconda direzione positiva. Se la prima direzione che abbiamo scelto è designata come X, la seconda come Y, otteniamo una direzione bidimensionale sistema di coordinate.

Rispetto a noi, il ciclista si muove in direzione negativa lungo l'asse X, l'albero si muove in direzione positiva lungo l'asse Y

Rispetto a noi, il ciclista si muove nella direzione positiva lungo l'asse X, l'albero si muove nella direzione positiva lungo l'asse Y

Ora determina quale oggetto nella stanza si trova a 2 metri nella direzione X positiva (alla tua destra) e a 3 metri nella direzione Y negativa (dietro di te). (2;-3) - coordinate questo corpo. Il primo numero “2” indica solitamente la posizione lungo l'asse X, il secondo numero “-3” indica la posizione lungo l'asse Y. È negativo perché l'asse Y non è sul lato dell'albero, ma sul lato opposto lato. Dopo aver selezionato il corpo di riferimento e la direzione, la posizione di qualsiasi oggetto verrà descritta in modo inequivocabile. Se giri le spalle al monitor, ci sarà un altro oggetto a destra e dietro di te, ma le sue coordinate saranno diverse (-2;3). Pertanto, le coordinate determinano in modo accurato e inequivocabile la posizione dell'oggetto.

Lo spazio in cui viviamo è uno spazio tridimensionale, come si suol dire, spazio tridimensionale. Oltre al fatto che il corpo può essere “a destra” (“sinistra”), “davanti” (“dietro”), può anche essere “sopra” o “sotto” di te. Questa è la terza direzione: è consuetudine designarla come asse Z

È possibile scegliere diverse direzioni degli assi? Potere. Ma non puoi cambiare le loro direzioni mentre risolvi, ad esempio, un problema. Posso scegliere altri nomi di assi? È possibile, ma rischi che gli altri non ti capiscano; È possibile scambiare l'asse X con l'asse Y? Puoi, ma non confonderti con le coordinate: (x;y).

A movimento rettilineo di un corpo, è sufficiente un asse coordinato per determinarne la posizione.

Per descrivere il movimento su un piano viene utilizzato un sistema di coordinate rettangolari, costituito da due assi reciprocamente perpendicolari (sistema di coordinate cartesiane).

Utilizzando un sistema di coordinate tridimensionale, puoi determinare la posizione di un corpo nello spazio.

Sistema di riferimento

Ogni corpo in qualsiasi momento occupa una certa posizione nello spazio rispetto ad altri corpi. Sappiamo già come determinarne la posizione. Se la posizione di un corpo non cambia nel tempo significa che è a riposo. Se la posizione del corpo cambia nel tempo, significa che il corpo si sta muovendo. Tutto nel mondo accade da qualche parte e in qualche momento: nello spazio (dove?) e nel tempo (quando?). Se al corpo di riferimento aggiungiamo un metodo per misurare il tempo - un orologio -, il sistema di coordinate che determina la posizione del corpo, otteniamo sistema di riferimento. Con l'aiuto del quale puoi valutare se un corpo è in movimento o è fermo.

Relatività del movimento

L'astronauta uscì spazio aperto. È in uno stato di riposo o di movimento? Se lo consideriamo relativo all'amico del cosmonauta che si trova nelle vicinanze, sarà a riposo. E rispetto a un osservatore sulla Terra, l'astronauta si muove a una velocità enorme. Stessa cosa per viaggiare in treno. Per quanto riguarda la gente sul treno, ti siedi immobile e leggi un libro. Ma rispetto a chi è rimasto a casa, vi state muovendo alla velocità di un treno.

Esempi di scelta di un corpo di riferimento rispetto al quale in figura a) il treno si muove (relativo agli alberi), in figura b) il treno è fermo rispetto al ragazzo.

Seduti in carrozza, attendiamo la partenza. Dalla finestra guardiamo il treno su un binario parallelo. Quando inizia a muoversi, è difficile determinare chi si sta muovendo: la nostra carrozza o il treno fuori dal finestrino. Per decidere è necessario valutare se ci stiamo muovendo rispetto ad altri oggetti fermi fuori dalla finestra. Valutiamo lo stato del nostro trasporto rispetto a vari sistemi conto alla rovescia.

Variazione di spostamento e velocità in diversi sistemi di riferimento

Lo spostamento e la velocità cambiano quando ci si sposta da un sistema di riferimento a un altro.

La velocità di una persona rispetto al suolo (un sistema di riferimento fisso) è diversa nel primo e nel secondo caso.

Regola per aggiungere velocità: La velocità di un corpo rispetto a un sistema di riferimento fisso è la somma vettoriale della velocità del corpo rispetto a un sistema di riferimento in movimento e della velocità del sistema di riferimento in movimento rispetto a uno stazionario.

Simile al vettore spostamento. Regola per aggiungere movimenti: Lo spostamento di un corpo rispetto a un sistema di riferimento fisso è la somma vettoriale dello spostamento del corpo rispetto a un sistema di riferimento in movimento e dello spostamento di un sistema di riferimento in movimento rispetto a uno stazionario.

Lasciare che una persona cammini lungo la carrozza nella direzione (o contro) il movimento del treno. L'uomo è un corpo. La terra è un sistema di riferimento fisso. Il carrello è un quadro di riferimento in movimento.

Modifica della traiettoria in diversi sistemi di riferimento

La traiettoria del movimento di un corpo è relativa. Consideriamo ad esempio l'elica di un elicottero che scende sulla Terra. Un punto sull'elica descrive un cerchio nel sistema di riferimento dell'elicottero. La traiettoria di questo punto nel sistema di riferimento associato alla Terra è una linea elicoidale.

Movimento in avanti

Il movimento di un corpo è un cambiamento nella sua posizione nello spazio rispetto ad altri corpi nel tempo. Ogni corpo ha determinate dimensioni, a volte punti diversi del corpo si trovano in luoghi diversi nello spazio. Come determinare la posizione di tutti i punti del corpo?

MA! A volte non è necessario indicare la posizione di ogni punto del corpo. Consideriamo casi simili. Ad esempio, non è necessario farlo quando tutti i punti del corpo si muovono allo stesso modo.

Tutte le correnti della valigia e dell'auto si muovono allo stesso modo.

Si chiama movimento di un corpo nel quale tutti i suoi punti si muovono equamente progressivo

Punto materiale

Non c'è bisogno di descrivere il movimento di ogni punto del corpo anche quando le sue dimensioni sono molto piccole rispetto alla distanza che percorre. Ad esempio, una nave che attraversa l'oceano. Gli astronomi, quando descrivono il movimento dei pianeti e corpi celestiali l'uno rispetto all'altro, le loro dimensioni e il loro movimento non vengono presi in considerazione. Nonostante, ad esempio, la Terra sia enorme, rispetto alla distanza dal Sole è trascurabile.

Non è necessario considerare il movimento di ogni punto del corpo quando questi non influenzano il movimento dell'intero corpo. Un tale corpo può essere rappresentato da un punto. È come se concentrassimo tutta la sostanza del corpo in un punto. Otteniamo un modello del corpo, senza dimensioni, ma ha massa. Questo è quello che è punto materiale.

Lo stesso corpo con alcuni suoi movimenti può essere considerato un punto materiale, ma con altri no. Ad esempio, quando un ragazzo cammina da casa a scuola e allo stesso tempo copre una distanza di 1 km, in questo movimento può essere considerato un punto materiale. Ma quando lo stesso ragazzo esegue gli esercizi non può più essere considerato un punto.

Valuta la possibilità di spostare gli atleti

In questo caso l'atleta può essere modellato da un punto materiale

Nel caso di un atleta che salta in acqua (immagine a destra), è impossibile modellarlo in un punto, poiché il movimento dell'intero corpo dipende da qualsiasi posizione delle braccia e delle gambe

La cosa principale da ricordare

1) La posizione del corpo nello spazio è determinata rispetto al corpo di riferimento;
2) È necessario specificare gli assi (le loro direzioni), ad es. un sistema di coordinate che definisce le coordinate del corpo;
3) Il movimento del corpo è determinato rispetto al sistema di riferimento;
4) In diversi sistemi di riferimento, la velocità di un corpo può essere diversa;
5) Cos'è un punto materiale

Di più una situazione difficile somma delle velocità Lascia che un uomo attraversi un fiume in una barca.

La barca è il corpo oggetto di studio. Il sistema di riferimento fisso è la terra. Il sistema di riferimento in movimento è il fiume.

La velocità della barca rispetto al suolo è una somma vettoriale

Nel sistema di riferimento associato alla tribuna gli spostamenti sono pari a R e 2R. Nel sistema di riferimento associato al disco lo spostamento è sempre nullo.

Perché gocce di pioggia con tempo calmo, lasciano strisce diritte inclinate sui finestrini di un treno in movimento uniforme?

Nel sistema di riferimento associato alla Terra, la traiettoria della goccia è linea verticale. Nel sistema di riferimento associato al treno, il movimento di una goccia sul vetro è il risultato della somma di due movimenti rettilinei ed uniformi: il treno e la caduta uniforme della goccia nell'aria. Pertanto la traccia di una goccia sul vetro è inclinata.

Come puoi determinare la tua velocità di corsa se ti alleni su un tapis roulant con il rilevamento automatico della velocità rotto? Dopotutto, non puoi spostarti di un solo metro rispetto alle pareti della sala.