12.2. Формування основних понять кінематики в школі

(програма 9 клас) Кінематика-розділ механіки, який вивчає механ. рух тіл без урахування їх мас та сил, котрі на їх діють. Основними фіз.. величинами є переміщення, шлях, шв., приск., кут повороту, кутова шв.

♦Механічний рух (МР). Виклад матеріалу почин. з нагадув. про те, що на уроці фіз. в 7 кл. вже зустрічали поняття «механ. рух». Механ. рухом – наз. зміна положення тіла в просторі відносно інших тіл із часом. Приклади: рух зірок і планет, літаків і автомоб. Вивченням МР займається розділ фіз.., що наз. механікою. У залежності від характеру руху розрізняють рівномірний, рівноприскорений, нерівномірний рух.

♦Основна задача механіки. Вивчити рух тіла - це визначити, як змін. його полож. з часом. Якщо це відомо, то можна дізнатися про полож. тіла в б-я момент часу. Осн. зад. мех.:полягає в тому, щоб визначити полож. тіла в б-я мом.часу. Частковим випадком руху є спокій, тому мех. Розгляд. також умови, за яких тіла перебувають у спокої (умови рівноваги).

♦Матеріальна точка. Під час визначення положення тіла в просторі виникають труднощі, пов'язані з тим, що тіло має розміри. Проте під час розв'язування багатьох задач розмірами тіла можна знехтувати, розглядаючи його як 1 точку(матер. точку). При цьому опис руху тіла набагато спрощується.

♦Система відліку. Положення тіла в прост. завжди визнач. відносно якогось тіла, що наз. тілом відліку.Часто як тіло відліку мається на увазі Земля.

З тілом відліку зв'язують систему координат. Полож. т. в просторі задається 3 числами, що наз. координатами т. і познач. x,y,z.

Зв'язане з тілом відліку система координат і обраний спосіб вимірювання часу утворюють систему відліку. Отже, сис. відліку складається з тіла відліку, зв'язаної з ним системи координат, годинника.

1. Траєкторія руху тіла (Мат.т.). Рухаючись у просторі т. описує якусь лінію. Приклад-слід шматка крейди на дошці. Тр. - лінія в просторі, по якій рух. це тіло. Зазвичай тр.-невидима лінія. Вона може бути прямою або кривою – прямолінійний або криволінійний рух.

2. Шлях і переміщення.

Шлях-це довжина траєкторії. Він збільшується, якщо тіло рух. і залиш. Незмінним, якщо тіло нерухоме. Переміщенням-наз. вектор, проведений з початкового положення тіла в його полож. в певний момент часу.

3. Поступальний рух. Часто тіло можна описати повністю стежачи за 1 його точкою. Це тоді, коли переміщення всіх точок тіла однакове. Це поступальний рух.

4. Прямолінійний рівномірний рух (ПРР)-рух при якому тіло за б-я рівні проміжки часу здійсн. рівні переміщення. Швидкість залишається постійною на всьому шляху. Суттєва ознака – однаковість переміщень за б-я, навіть найменші проміжки часу. Можна запропон. Учням спостер. за рівном. Рухом повітряних бульбашок у 2 скляних трубках різного перерізу. Цей дослід дозволяє ввести поняття швидкості.

Шв. під час ПРР. Шв.-одна з основних кінематичних характеристик руху матер. т., вона визначається відношенням переміщення до інтервалу часу, протягом якого воно відбулося . Проекції шв. можуть бути як і від’ємними так і додатніми, в залежності від напряму руху тіла.

5. Нерівномірний рух – рух, при якому шв. з часом змінюється. Вводять величину, що наз. середня шв. вона показує, яке переміщення здійснює тіло в середньому за одиницю часу: V_сер.=S/t.

6. Прямолінійний рівноприскорений рух. якщо шв. тіла змінюється з часом, для опису руху потрібно знати, чому = шв. тіла в певний момент часу. Ця шв. наз. миттєвою шв.- це середня швидкість за дуже малий інтервал часу. Під час такого руху миттєва шв.- величина змінна, вона є різною за модулем і за напрямом у різні мом. Часу й у різних т. траєкторії. Прямолінійний рух, при якому миттєві інтервали часу змінюються однаково, наз. рівноприскореним прямолінійним рухом.

Прискоренням тіла наз. векторна величина, що = відношенню вектора зміни шв. до інтервалу часу, протягом якого ця зміна відбулась: a=∆V/∆t. Воно характериз. Зміну шв. за 1 часу. Один. Вим. м/с².

Рівноприскорений рух – при якому шв. тіла за б-я рівні проміжки часу змін. однаково. Він характер. прискоренням, яке постійне для даного виду руху.

Прямолінійний рух - рух тіла, траєкторія б-я точки якого є пряма.

Криволінійний рух – рух тіла мат.т., траєкторія якого складається з дуг, що є частинами кола. Кривизна траєкторії визначається радіусом кола, дуга якого утворює частину траєкторії. Б-я складний рух можна розглядати як суму поступального та обертального рухів.