Полягає в тому, що, розглядаючи того чи іншого тіла, слід враховувати, що всі його точки рухаються в тому самому напрямку з абсолютно однаковою швидкістю. Саме тому необов'язково давати характеристику руху всього даного тіла можна обмежитися лише однією його точкою.

До основних характеристик будь-якого руху відносяться його траєкторія, переміщення та швидкість. Траєкторія - це лише існуюча лише уяві лінія, вздовж якої здійснюється рух цієї матеріальної точки у просторі. Переміщення є вектором, спрямованим від початкової точки до кінцевої. Нарешті, швидкість є загальним показником руху точки, що характеризує як її напрям, а й швидкість переміщення щодо будь-якого тіла, прийнятого точку відліку.

Рівномірний прямолінійний рух - це багато в чому уявне поняття, що характеризується двома основними факторами - рівномірністю та прямолінійністю.

Рівномірність руху означає, що він здійснюється з постійною швидкістю без прискорення. Прямолінійність руху має на увазі, що воно відбувається вздовж прямої лінії, тобто його траєкторія – це абсолютно пряма лінія.

З усього вищепереліченого, можна дійти невтішного висновку, що рівномірне прямолінійне рух - це особливий вид руху, у результаті якого тіло за абсолютно рівні проміжки часу здійснює один і той ж переміщення. Так, розбивши певний інтервал на рівні проміжки (наприклад, по одній секунді), можна буде побачити, що при зазначеному вище русі тіло за кожен з цих відрізків проходитиме одну і ту ж відстань.

Швидкість рівномірного прямолінійного руху є яка в чисельному вираженні дорівнює відношенню шляху, пройденого тілом за той чи інший проміжок часу, числовому значеннюцього проміжку. Ця величина аж ніяк не залежить від часу, більше того, варто відзначити, що швидкість рівномірного прямолінійного руху в будь-якій точці траєкторії абсолютно збігається з рухом тіла. При цьому кількісне значення за взятий довільно проміжок часу дорівнює

Рівномірне прямолінійне рух характеризується особливим підходом до шляху, яке проходить тіло за певний проміжок часу. Пройдений шлях при такому є не що інше, як модуль переміщення. Переміщення ж, своєю чергою, є твір швидкості, з якою рухалося тіло, тимчасово, протягом якого це переміщення здійснювалося.

Цілком природно, що й вектор переміщення збігається з позитивним напрямом осі абсцис, то проекція розрахованої швидкості буде як позитивної, а й збігатися з величиною швидкості.

Рівномірний прямолінійний рух можна уявити, у тому числі, і у вигляді рівняння, в якому відображатиметься залежність між координатами тіла та часу.

Якщо положення даного тіла щодо навколишніх предметів з часом змінюється, то дане тілорухається. Якщо становище тіла залишається незмінним, тіло перебуває у спокої. За одиницю часу у механіці приймається 1 сек. Під проміжком часу мається на увазі число t сік, що відокремлюють два якихось послідовних явища.

Спостерігаючи рух якогось тіла, часто можна побачити, що рухи різних точок тіла різні;

так при кочення колеса по площині центр колеса рухається по прямій лінії, а точка, що лежить на колі колеса, описує криву (циклоїду); шляхи, пройдені цими двома точками за те саме час (за 1 оборот), також різні. Тому вивчення руху тіла починають із вивчення руху окремої точки.

Лінія, що описується точкою, що рухається в просторі, називається траєкторією цієї точки. Прямолінійним рухом точки називається такий рух, траєкторія якого.

пряма лінія

Криволинійний рух - це рух, траєкторія якого не є прямою лінією.

Рух визначається напрямом, траєкторією та пройденим за певний проміжок часу (період) шляхом.

Рівномірним рухом точки називається такий рух, у якому відношення пройденого шляху S до відповідного проміжку часу зберігає постійну величину для будь-якого проміжку часу, тобто. S/t = const

(Постійна величина). (15) Це постійне відношення шляху до часу називається швидкістю рівномірного руху та позначається буквою v. Таким чином, (16)

v = S/t. Вирішуючи рівняння щодо S, отримаємо, (17)

S = vt т. е. величина шляху, пройденого точкою при рівномірному русі, дорівнює добутку швидкості тимчасово. Вирішуючи рівняння щодо t, знаходимо, що,(18)

тобто час, протягом якого точка при рівномірному русі проходить даний шлях, дорівнює відношенню цього шляху до швидкості руху.

Ці рівність є основними формулами рівномірного руху. За цими формулами визначається одна із трьох величин S, t, v, коли дві інші відомі.

Розмірність швидкості v = довжина/час = м/сек.

Нерівномірним рухом називається такий рух точки, у якому ставлення пройденого шляху до відповідного проміжку часу перестав бути постійної величиною.

При нерівномірному русі точки (тіла) часто задовольняються знаходженням середньої швидкості, яка характеризує швидкість руху за цей проміжок часу, але не дає уявлення про швидкість руху точки в окремі моменти, тобто про справжню швидкість.

Справжня швидкість нерівномірного руху - це та швидкість, з якою рухається точка в даний момент.

Середня швидкість руху точки визначається за формулою (15).

Майже часто задовольняються середньою швидкістю, приймаючи її як справжню. Наприклад, швидкість столу біля поздовжньо-стругального верстата постійна, за винятком моментів початку робітника і початку холостого ходів, але цими моментами в більшості випадків нехтують.

У поперечно-стругального верстата, у якого обертальний рух перетворюється на поступальний кулісним механізмом, швидкість повзуна нерівномірна. На початку ходу вона дорівнює нулю, потім зростає до якоїсь найбільшої величини в момент вертикального положення куліси, після чого починає зменшуватися і до кінця ходу знову стає рівною нулю. Найчастіше при розрахунках користуються середньої швидкістю v ср повзуна, яку сприймають як справжню швидкість різання.

Швидкість повзуна поперечно-стругального верстата з кулісним механізмом можна охарактеризувати як рівномірно-змінну.

Поступово-змінний рух - це рух, при якому за однакові проміжки часу швидкість збільшується або зменшується на однакову величину.

Швидкість рівномірно-змінного руху виражається формулою v = v 0 + at, (19)

де v-швидкість рівномірно-змінного руху в даний момент, м/сек;

v 0 - швидкість на початку руху, м/сек; а - прискорення, м/сек 2 .

Прискорення називається зміна швидкості в одиницю часу.

Прискоренняа має розмірність швидкість/час = м/сек 2 і виражається формулою a = (v-v 0)/t. (20)

При v0 = 0, a = v/t.

Шлях, пройдений при рівномірно-змінному русі, виражається формулою S=((v 0 +v)/2)* t = v 0 t+(at 2)/2. (21)

Поступальним рухом твердого тіла називається такий рух, у якому всяка пряма, взята цьому тілі, переміщається паралельно самої себе.

При поступальному русі швидкості та прискорення всіх точок тіла однакові і в будь-якій точці є швидкістю та прискоренням тіла.

Обертальним рухом називається такий рух, при якому всі точки деякої прямої лінії (осі), взятої в цьому тілі, залишаються нерухомими.

При рівномірному обертанні у рівні проміжки часу тіло повертається однакові кути. Кутова швидкість характеризує величину обертального руху та позначається буквою ω (омега).

Зв'язок між кутовою швидкістю ω і числом оборотів за хвилину виражається рівнянням: ω =(2πn)/60 = (πn)/30 град/сек. (22)

Обертальний рух є окремим випадком криволінійного руху.

Швидкість обертального руху точки спрямована по дотичній траєкторії руху і за величиною дорівнює довжині дуги, пройденої точкою за відповідний проміжок часу.

Швидкість руху точки тіла, що обертаєтьсявиражається рівнянням

v = (2πRn)/(1000*60)= (πDn)/(1000*60) м/сек, (23)

де п - число оборотів за хвилину; R - радіус кола обертання.

Кутове прискорення характеризує збільшення кутової швидкості за одиницю часу. Позначається воно буквою ε (епсілон) та виражається формулою ε = (ω - ω 0) / t. (24)

1.2 Динаміка матеріальної точки

1.2.1 Закони Ньютона. Маса, сила. Закон збереження імпульсу, реактивний рух

1.2.2 Сили у механіці

1.2.3 Робота сил у механіці, енергія. Закон збереження енергії у механіці

1.3 Динаміка обертального руху твердих тіл

1.3.1 Момент сили, момент імпульсу. Закон збереження моменту імпульсу

1.3.2 Кінетична енергія обертального руху. Момент інерції

II Розділ молекулярна фізика та термодинаміка

2.1 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії газів

2.1.1 Агрегатні стани речовини та їх ознаки. Методи опису фізичних властивостей речовини

2.1.2 Ідеальний газ. Тиск та температура газу. Шкала температур

2.1.3 Закони ідеального газу

2.2 Розподіл Максвелла та Больцмана

2.2.1 Швидкість газових молекул

2.3. Перший початок термодинаміки

2.3.1 Робота та енергія у теплових процесах. Перший початок термодинаміки

2.3.2 Теплоємність газу. Застосування першого початку термодинаміки до ізопроцесів

2.4. Другий початок термодинаміки

2.4.1. Робота теплових машин. Цикл Карно

2.4.2 Другий початок термодинаміки. Ентропія

2.5 Реальні гази

2.5.1 Рівняння Ван-дер-Ваальса. Ізотерми реального газу

2.5.2 Внутрішня енергія реального газу. Ефект Джоуля-Томсона

III Електрика та магнетизм

3.1 Електростатика

3.1.1 Електричні заряди. Закон Кулону

3.1.2 Напруженість електричного поля. Потік ліній вектор напруженості

3.1.3 Теорема Остроградського - Гауса та його застосування для розрахунку полів

3.1.4 Потенціал електростатичного поля. Робота та енергія заряду в електричному полі

3.2 Електричне поле у ​​діелектриках

3.2.1 Електроємність провідників, конденсатори

3.2.2 Діелектрики. Вільні та пов'язані заряди, поляризація

3.2.3 Вектор електростатичної індукції. Сегнетоелектрики

3.3 Енергія електростатичного поля

3.3.1 Електричний струм. Закони Ома для постійного струму

3.3.2 Розгалужені ланцюги. Правила Кірхгофа. Робота та потужність постійного струму

3.4 Магнітне поле

3.4.1 Магнітне поле. Закон Ампера. Взаємодія паралельних струмів

3.4.2. Циркуляція вектора індукції магнітного поля. Закон повного струму.

3.4.3 Закон Біо-Савара-Лапласа. Магнітне поле прямого струму

3.4.4 Сила Лоренца Рух заряджених частинок в електричних та магнітних полях

3.4.5 Визначення питомого заряду електрона. Прискорювачі заряджених частинок

3.5 Магнітні властивості речовини

3.5.1 Магнетики. Магнітні властивості речовин

3.5.2 Постійні магніти

3.6 Електромагнітна індукція

3.6.1 Явища електромагнітної індукції. Закон Фарадея. Токи Фуко

3.6.2 Струм усунення. Вихрове електричне поле Рівняння Максвелла

3.6.3 Енергія магнітного поля струмів

IV Оптика та основи ядерної фізики

4.1. Фотометрія

4.1.1 Основні фотометричні поняття. Одиниці вимірів світлових величин

4.1.2 Функція видимості. Зв'язок між світлотехнічними та енергетичними величинами

4.1.3 Методи вимірювання світлових величин

4.2 Інтерференція світла

4.2.1 Способи спостереження інтерференції світла

4.2.2 Інтерференція світла у тонких плівках

4.2.3 Інтерференційні прилади, геометричні виміри

4.3 Дифракція світла

4.3.1 Принцип Ґюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Зонна платівка

4.3.2 Графічне обчислення результуючої амплітуди. Застосування методу Френеля до найпростіших дифракційних явищ

4.3.3 Дифракція у паралельних променях

4.3.4 Фазові грати

4.3.5 Дифракція рентгенівських променів. Експериментальні методи спостереження дифракції рентгенівських променів. Визначення довжини хвилі рентгенівських променів

4.4 Основи кристалооптики

4.4.1 Опис основних експериментів. Подвійне променезаломлення

4.4.2 Поляризація світла. Закон Малюса

4.4.3 Оптичні властивості одновісних кристалів. Інтерференція поляризованих променів

4.5 Види випромінювання

4.5.1. Основні закони теплового випромінювання. Абсолютно темне тіло. Пірометрія

4.6 Дія світла

4.6.1 Фотоелектричний ефект. Закони зовнішнього фотоефекту

4.6.2 Ефект Комптону

4.6.3 Тиск світла. Досвіди Лебедєва

4.6.4 Фотохімічна дія світла. Основні фотохімічні закони. Основи фотографії

4.7 Розвиток квантових уявлень про атом

4.7.1 Досліди Резерфорда щодо розсіювання альфа-частинок. Планетарно-ядерна модель атома

4.7.2 Спектр атомів водню. Постулати Бора

4.7.3 Корпускулярно-хвильовий дуалізм. Хвилі де Бройля

4.7.4 Хвильова функція. Співвідношення невизначеності Гейзенберга

4.8 Фізика атомного ядра

4.8.1 Будова ядра. Енергія зв'язку атомного ядра. Ядерні сили

4.8.2 Радіоактивність. Закон радіоактивного розпаду

4.8.3 Радіоактивні випромінювання

4.8.4 Правила зміщення та радіоактивні ряди

4.8.5 Експериментальні методи ядерної фізики. Методи реєстрації частинок

4.8.6 Фізика елементарних частинок

4.8.7 Космічні промені. Мезони та гіперони. Класифікація елементарних частинок

Зміст

1.1.3 Кінематика прямолінійного руху

Рівномірний прямолінійний рух. Рівномірним прямолінійнимназивають такий рух, що відбувається прямолінійною траєкторією, і коли за будь-які рівні проміжки часу тіло здійснює однакові переміщення. Швидкістюрівномірного прямолінійного руху називають векторну величину, що дорівнює відношенню переміщення тіла до проміжку часу, протягом якого було здійснено це переміщення: v = r / t

Напрямок швидкості прямолінійному русі збігається з напрямом переміщення, тому модуль переміщення дорівнює шляху руху: / r/ = S. Оскільки в рівномірному прямолінійному русі за будь-які рівні проміжки часу тіло здійснює рівні переміщення, швидкість такого руху є постійною величиною ( v = const):

Цей рух можна графічно відобразити у різних координатах. В системі v(t), рівномірний прямолінійний рух швидкість буде прямою, паралельною осі абсцис, а шлях – площа чотирикутника зі сторонами рівними величині постійної швидкостіта часу, протягом якої відбувався рух (рисунок – 1.8). у координатах S(t), шлях відображається похилою прямою, а про швидкість можна судити по тангенсу кута нахилу цієї прямої (рисунок - 1.9). Охсистеми координат, пов'язаний з тілом відліку, збігається з прямою, вздовж якої рухається тіло, а x 0 є координатою початкової точки руху тіла.

За цією формулою, знаючи координату х 0 початкової точки руху тіла та швидкість тіла v (її проекцію v x на вісь Ох),у будь-який момент часу можна визначити положення тіла, що рухається. Права частина формули є сумою алгебри, так як і х 0 , і v x можуть бути і позитивними, і негативними (її графічне уявлення дано малюнку- 1.10).

Малюнок – 1.9	Малюнок – 1.10

Прямолінійний рух, при якому швидкість тіла за будь-які рівні проміжки часу змінюється однаково, називають рівнозмінним прямолінійним рухом.Швидкість зміни швидкості характеризують величиною, що позначається а і називається прискоренням. Прискоренням називають векторну величину, що дорівнює відношенню зміни швидкості тіла (v - v 0 ) до проміжку часу t, протягом якого ця зміна відбулася: a =(v - v 0 )/ t. Тут v 0 - Початкова швидкість тіла, v - Миттєва швидкість тіла в даний момент часу.

Прямолінійний рівнозмінний рух є рух з постійним прискоренням ( a = Const). У прямолінійному рівноприскореному русі вектори v 0 , v і а направлені по одній прямій. Тому модулі їх проекцій на цю пряму дорівнюють модулям самих цих векторів.

Знайдемо кінематичний закон прямолінійного рівноприскореного руху. Після перетворення отримаємо рівняння швидкості рівноприскореного руху:

Якщо спочатку тіло спочивало (v0 ==0),

v=√ 2аS

Графіки швидкості прямолінійного рівноприскореного руху зображені малюнку – 1.11. На цьому малюнку графіки 1 і 2 відповідають руху з позитивною проекцією прискорення на вісь Ох(швидкість збільшується), а графік 3 відповідає руху з негативною проекцією прискорення (швидкість зменшується). Графік 2 відповідає руху без початкової швидкості, а графіки 1 і 3 - руху з початковою швидкістю v 0x. Кут нахилу графіка до осі абсцис залежить від прискорення руху тіла. Для побудови залежності координати від часу (графік руху) на осі абсцис відкладають час руху, а на осі ординат - координату тіла, що рухається.

Нехай тіло рухається рівноприскорено у позитивному напрямку Охобраної системи координат. Тоді рівняння руху тіла має вигляд:

х = х 0 + v ox t

Графіком цієї залежності є парабола, гілки якої спрямовані нагору, якщо а>0, або вниз, якщо а<0. Чтобы построить графикпути, на оси абсцисс откладывают время, а на оси ординат - длину пути, пройденного телом. В равноускоренном прямолинейном движении зависимость пути от времени выражается формулами, которые отражают квадратичную зависимость. Следовательно, графиком пути прямолинейного равнопеременного движения является ветвь параболы (рисунок - 1.12).

Малюнок – 1.11	Малюнок – 1.12

"

Рівномірний рух- Механічний рух, при якому тіло за будь-які рівні проміжки часу проходить одне і те ж відстань. (v = const) Рівномірний рух матеріальної точки - це рух, при якому величина швидкості точки залишається незмінною. Відстань, пройдена точкою під час t (\displaystyle t) , задається у разі формулою l = v t (\displaystyle l=vt) .

Види рівномірного руху

Рівномірний рух по колу – це найпростіший приклад криволінійного руху.

При рівномірному русі точки по колу її траєкторією є дуга. Крапка рухається з постійною кутовою швидкістю ω (\displaystyle \omega ) , а залежність кута повороту точки від часу є лінійною:

φ = φ 0 + ω t (\displaystyle \varphi =\varphi _(0)+\omega t) ,

де φ 0 (\displaystyle \varphi _(0)) - початкове значення кута повороту.

Ця ж формула визначає кут повороту абсолютно твердого тіла при його рівномірному обертанні навколо нерухомої осі, тобто при обертанні з постійною кутовою швидкістю ω → (displaystyle (vec (omega))).

Важливою характеристикою даного типу руху є лінійна швидкість матеріальної точки v → (displaystyle (vec (v)))

Потрібно пам'ятати, що рівномірний рух коло - рух рівноприскорений. Хоча модуль лінійної швидкості не змінюється, але змінюється напрям вектора лінійної швидкості (через нормального прискорення).

Література

• Фізична енциклопедія. Т.4. М.: "Велика Російська енциклопедія", 1994. залік з фізики

Посилання

Відтворити медіафайл Рівномірний та нерівномірний рух

1.1.3 Кінематика прямолінійного руху

Рівномірний прямолінійний рух. Рівномірним прямолінійнимназивають такий рух, що відбувається прямолінійною траєкторією, і коли за будь-які рівні проміжки часу тіло здійснює однакові переміщення. Швидкістюрівномірного прямолінійного руху називають векторну величину, що дорівнює відношенню переміщення тіла до проміжку часу, протягом якого було здійснено це переміщення: v = r / t

Напрямок швидкості прямолінійному русі збігається з напрямом переміщення, тому модуль переміщення дорівнює шляху руху: / r/ = S. Оскільки в рівномірному прямолінійному русі за будь-які рівні проміжки часу тіло здійснює рівні переміщення, швидкість такого руху є постійною величиною ( v = const):

Цей рух можна графічно відобразити у різних координатах. В системі v(t), рівномірне прямолінійне рух швидкість буде пряму, паралельну осі абсцис, а шлях – площа чотирикутника зі сторонами рівними величині постійної швидкості та часу, протягом якої відбувався рух (рисунок - 1.8). у координатах S(t), шлях відображається похилою прямою, а про швидкість можна судити по тангенсу кута нахилу цієї прямої (рисунок - 1.9). Охсистеми координат, пов'язаний з тілом відліку, збігається з прямою, вздовж якої рухається тіло, а x 0 є координатою початкової точки руху тіла.

Малюнок – 1.7	Малюнок – 1.8

Уздовж осі Ох спрямовані і переміщення S, і швидкість v тіла, що рухається. Тепер можна встановити кінематичний закон рівномірного прямолінійного руху, тобто знайти вираз для координати тіла, що рухається в будь-який момент часу.

x= x 0 + v x t

За цією формулою, знаючи координату х 0 початкової точки руху тіла та швидкість тіла v(її проекцію v xна вісь Ох),у будь-який момент часу можна визначити положення тіла, що рухається. Права частина формули є сумою алгебри, так як і х 0 , і v xможуть бути і позитивними, і негативними (її графічне уявлення дано малюнку- 1.10).

Малюнок – 1.9	Малюнок – 1.10

Прямолінійний рух, при якому швидкість тіла за будь-які рівні проміжки часу змінюється однаково, називають рівнозмінним прямолінійним рухом.Швидкість зміни швидкості характеризують величиною, що позначається а і називається прискоренням. Прискоренням називають векторну величину, що дорівнює відношенню зміни швидкості тіла (v- v 0 ) до проміжку часу t, протягом якого ця зміна відбулася: a =(v - v 0 )/ t. Тут v 0 - Початкова швидкість тіла, v - Миттєва швидкість тіла в даний момент часу.

Прямолінійний рівнозмінний рух є рух з постійним прискоренням ( a = Const). В прямолінійному рівноприскореному русі вектори v 0 , v і а направлені по одній прямій. Тому модулі їх проекцій на цю пряму дорівнюють модулям самих цих векторів.

Знайдемо кінематичний закон прямолінійного рівноприскореного руху. Після перетворення отримаємо рівняння швидкості рівноприскореного руху:

Якщо спочатку тіло спочивало (v0 ==0),

v=√ 2аS

Графіки швидкості прямолінійного рівноприскореного руху зображені малюнку – 1.11. На цьому малюнку графіки 1 і 2 відповідають руху з позитивною проекцією прискорення на вісь Ох(швидкість збільшується), а графік 3 відповідає руху з негативною проекцією прискорення (швидкість зменшується). Графік 2 відповідає руху без початкової швидкості, а графіки 1 і 3 - руху з початковою швидкістю v 0x. Кут нахилу графіка до осі абсцис залежить від прискорення руху тіла. Для побудови залежності координати від часу (графік руху) на осі абсцис відкладають час руху, а на осі ординат - координату тіла, що рухається.

Нехай тіло рухається рівноприскорено у позитивному напрямку Охобраної системи координат. Тоді рівняння руху тіла має вигляд:

х = х 0 + v ox t

Графіком цієї залежності є парабола, гілки якої спрямовані нагору, якщо а>0, або вниз, якщо а

Малюнок – 1.11

Поступовий рух. Формула рівномірного руху. Знайомство з класичним курсом фізики починається з найпростіших законів, яким підпорядковуються тіла, що переміщуються у просторі. Прямолінійний рівномірний рух - найпростіший вид зміни положення тіла у просторі. Такий рух вивчається у розділі кінематики. Противник Арістотеля Галілео Галілей залишився в анналах історії як один з найбільших дослідників природи часів пізнього Ренесансу. Він наважився перевіряти твердження Аристотеля – нечувана на ті часи брехня, бо вчення цього стародавнього мудреця всіляко підтримувалося церквою. Ідея рівномірного руху тоді не розглядалася - тіло або рухалося "взагалі", або перебувало у стані спокою. Потрібні численні експерименти у тому, щоб пояснити природу руху. Досліди Галілея Класичним прикладом вивчення руху став відомий експеримент Галілея, коли він кидав різні тягарі зі знаменитою Пізанською вежею. Внаслідок цього експерименту з'ясувалося, що тіла, що мають різні маси, падають з однаковою швидкістю. Пізніше експеримент було продовжено у горизонтальній площині. Галілей запропонував, що будь-яка куля за відсутності тертя котитиметься з гірки скільки завгодно довго, при цьому швидкість її так само буде постійною. Так, експериментальним шляхом, Галілео Галілей відкрив сутність першого закону Ньютона – за відсутності зовнішніх сил тіло рухається прямою з постійною швидкістю. Прямолінійний рівномірний рух - це і є виразом першого закону Ньютона. Нині різними видами руху займається особливий розділ фізики – кінематика. У перекладі з грецької це найменування означає - вчення про рух. Нова система координат Аналіз рівномірного руху було б неможливий без створення нового принципу визначення становища тіл у просторі. Нині ми називаємо його прямолінійною системою координат. Автор її - відомий філософ і математик Рене Декарт, завдяки якому ми називаємо систему координат декартової. У такому вигляді дуже зручно уявляти траєкторію руху тіла у тривимірному просторі та аналізувати таке переміщення, прив'язуючи положення тіла до координатних осей. Прямокутна система координат являє собою дві прямі, що перетинаються під прямим кутом. Точка перетину зазвичай приймається початок відліку вимірів. Горизонтальна лінія називається абсцисою, вертикальна – ординатою. Оскільки ми живемо у тривимірному просторі, до площинної системи координат додають і третю вісь – її називають аплікатою. Визначення швидкості Швидкість неможливо виміряти так, як ми вимірюємо відстань та час. Це величина похідна, яка і записується у вигляді співвідношення. У найзагальнішому вигляді швидкість тіла дорівнює відношенню пройденої відстані до витраченого часу. Формула для швидкості має вигляд: Де d-пройдена відстань, t - витрачений час. Напрямок безпосередньо впливає на векторне позначення швидкості (величина, що визначає час – скаляр, тобто він напряму не має). Уявлення про рівномірний рух При рівномірному русі тіло рухається вздовж прямої із постійною швидкістю. Оскільки швидкість – це векторна величина, її властивості описуються як числом, а й напрямом. Тому краще уточнити визначення і сказати, що швидкість рівномірного прямолінійного руху постійна за модулем і напрямом. Щоб описати прямолінійний рівномірний рух, достатньо використати декартову систему координат. В цьому випадку вісь ОХ буде зручно прокласти за напрямом руху. При рівномірному переміщенні положення тіла у будь-який період часу визначається лише однією координатою - x. Напрямок руху тіла та вектор швидкості спрямовані вздовж осі х, при цьому початок руху можна відраховувати від нульової позначки. Тому аналіз переміщення тіла у просторі можна звести до проекції траєкторії руху на вісь ОХ та описувати процес рівняннями алгебри. Рівномірний рух з погляду алгебри Припустимо, що в певний момент часу t 1 тіло знаходиться в точці осі абсцис, координата якої дорівнює х 1 . Через деякий проміжок часу тіло змінить своє місцезнаходження. Тепер координата його перебування у просторі дорівнюватиме х 2 . Звівши розгляд руху тіла до його розташування на осі координат, можна визначити, що шлях, який пройшло тіло, дорівнює різниці початкової та кінцевої координати. Алгебраїчно це записується так: Δs = x2 - x1. Величина переміщення Величина, що визначає переміщення тіла, може бути і більшою, і меншою за 0. Все залежить від того, в яку сторону щодо напрямку осі переміщалося тіло. У фізиці можна записувати і негативне, і позитивне переміщення – все залежить від обраної відліку системи координат. Прямолінійний рівномірний рух відбувається зі швидкістю, що описується формулою: При цьому швидкість буде більшою за нуль, якщо тіло рухається вздовж осі ОХ від нуля; менше нуля - якщо рух йде праворуч наліво по осі абсцис. Така коротка запис відбиває суть рівномірного прямолінійного руху – хоч би які зміни координат, швидкість переміщення залишається незмінною. Галілею ми завдячуємо ще однією геніальною думкою. Аналізуючи рух тіла у світі, позбавленому тертя, вчений наполягав на тому, що сили та швидкості не залежать одна від одної. Ця блискуча здогад знайшла своє відображення у всіх існуючих законах руху. Так, сили, що діють на тіло, не залежать одна від одної і діють так, ніби інших не існує. Застосовуючи це правило до аналізу руху тіла, Галілей зрозумів, що всю механіку процесу можна розкласти на сили, які складаються геометрично (векторно) чи лінійно, якщо діють щодо одного напрямі. Приблизно це виглядатиме так: До чого тут рівномірний рух? Все дуже просто. На дуже малих проміжках шляху швидкість руху тіла можна вважати рівномірною, з прямолінійної траєкторією. Таким чином, виникла блискуча можливість вивчити складніші рухи, зводячи їх до простих. Так вивчався рівномірний рух тіла по колу. Рівномірний рух по колу Рівномірний і рівноприскорений рух можна спостерігати у переміщенні планет за своїми орбітами. І тут планета бере участь у двох видах незалежних рухів: вона поступово переміщається по колу й у водночас рівноприскорено рухається до Сонцю. Такий складний рух пояснюється силами, які діють планети. Схема впливу планетарних сил представлена ​​малюнку: Як можна бачити, планета бере участь у двох різних рухах. Геометричне складання швидкостей і дасть нам швидкість планети на даному відрізку шляху. Рівномірний рух – основа подальшого вивчення кінематики і фізики загалом. Це елементарний процес, якого можна звести набагато складніші переміщення. Але у фізиці, як і скрізь, велике починається з малого, і запускаючи у безповітряний простір космічні кораблі, керуючи підводними човнами, слід не забувати про ті найпростіші досліди, на яких Галілей колись перевіряв свої відкриття. Напишіть, пож-ста, формули для рівномірного. прямолін. руху - координата, швидкість і т.д. Оленочка Рівномірним прямолінійним рухом називається такий прямолінійний рух, при якому матеріальна точка (тіло) рухається прямою і в будь-які рівні проміжки часу здійснює однакові переміщення. Вектор швидкості рівномірного прямолінійного руху матеріальної точки спрямований уздовж її траєкторії у бік руху. Вектор швидкості рівномірного прямолінійного руху дорівнює вектору переміщення за будь-який проміжок часу, поділеному на цей проміжок часу. Приймемо лінію, якою рухається матеріальна точка, за вісь координат ОХ, причому за позитивний напрямок осі виберемо напрямок руху точки. Тоді, спроектувавши вектори r і v, на цю вісь для проекцій ∆rx = |∆r| та ∆vx = |∆v| цих векторів ми можемо записати: звідси отримуємо рівняння рівномірного руху: ∆rx = vx · t Т. до. при рівномірному прямолінійному русі S = | r|, можемо записати: Sx = vx · t. Тоді для координати тіла будь-якої миті часу маємо: х = х0 + Sx = х0 + vx · t, де х0 – координата тіла у початковий момент t = 0. [посилання заблоковано за рішенням адміністрації проекту]

1) Аналітичний метод.

Вважаємо шосе прямолінійним. Запишемо рівняння руху велосипедиста. Оскільки велосипедист рухався рівномірно, його рівняння руху:

(Початок координат поміщаємо в точку старту, тому початкова координата велосипедиста дорівнює нулю).

Мотоцикліст рухався рівноприскорено. Він також почав рух з місця старту, тому його початкова координата дорівнює нулю, початкова швидкість мотоцикліста дорівнює нулю (мотоцикліст почав рухатися зі стану спокою).

Враховуючи, що мотоцикліст почав рух пізніше, рівняння руху мотоцикліста:

При цьому швидкість мотоцикліста змінювалася за законом:

У час, коли мотоцикліст наздогнав велосипедиста їх координати рівні, тобто. або:

Вирішуючи це рівняння щодо , знаходимо час зустрічі:

Це квадратне рівняння. Визначаємо дискримінант:

Визначаємо коріння:

Підставимо у формули числові значення та обчислимо:

Другий корінь відкидаємо як такий, що не відповідає фізичним умовам завдання: мотоцикліст не міг наздогнати велосипедиста через 0,37 з після початку руху велосипедиста, оскільки сам залишив точку старту тільки через 2 с після того, як стартував велосипедист.

Таким чином, час, коли мотоцикліст наздогнав велосипедиста:

Підставимо це значення часу у формулу закону зміни швидкості мотоцикліста та знайдемо значення його швидкості у цей момент:

2) Графічний метод.

На одній координатній площині будуємо графіки зміни з часом координат велосипедиста та мотоцикліста (графік для координати велосипедиста – червоним кольором, для мотоцикліста – зеленим). Видно, залежність координати від часу для велосипедиста — лінійна функція, і графік цієї функції — пряма (випадок рівномірного прямолінійного руху). Мотоцикліст рухався рівноприскорено, тому залежність координати мотоцикліста від часу — це квадратична функція, графіком якої є парабола.