Федеральное агенство по образованию
Государственное образовательное учреждение СПО
Староосколький геологоразведочный техникум имени И.И. Малышева
Методическое пособие
для студентов
Комплект лекций
130201 - «Геофизические методы поисков разведки месторождений»
130303 - «Гидрология и инженерная геология»
130301 - «Геологическая съемка, поиски и разведка месторохдений полезных ископаемых»
130305 - «Геология и разведка нефтяных и газовых месторождений»
190604- «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»
150803 - «Техническое обслуживание и ремонт гидравлических машин, гидроприводов и
гидропневмоавтоматики»
130504 – «Бурение нефтяных и газовых скважин»;
280201 - «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов»
ФИЗИКА
г. Старый Оскол, 2005 г
Методическое пособие для студентов
130201 - «Геофизические методы поисков разведки месторождений»
130303 - «Гидрология и инженерная геология»
130301 - «Геологическая съемка, поиски и разведка месторохдений полезных ископаемых»
130305 - «Геология и разведка нефтяных и газовых месторождений»
190604- «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»
150803 - «Техническое обслуживание и ремонт гидравлических машин, гидроприводов и
гидропневмоавтоматики»
130504 – «Бурение нефтяных и газовых скважин»;
280201 - «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» «Физика»
Автор: Т.П. Шевлякова
Рецензенты:
О.С. Кравцова – доцент кафедры физики СТИ МИСиС, кандидат технических наук.
Зубкова Г.Н. - преподаватель СОГРТ
Тема: Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Элементы кинематики материальной точки.
1. Механическое движение.
а) Понятие механического движения.
Неотъемлемой формой существования вещества во Вселенной является движение. Оно характеризует изменения, происходящие в окружающем нас мире.
Кинематика изучает механическое движение тел, не рассматривая причины, которыми это движение вызывается.
Механическое движение-изменение пространственного положения тела относительно других тел с течением времени.
б) Материальная точка.
Для описания механического движения тела необходимо знать положение тела в пространстве в любой момент времени. Эта задача осложняется тем, что любое тело состоит из частей, занимающих различное положение в пространстве. Указать положение одной токи тела при его движении можно лишь в случае, когда размеры и форма несущественны.
Материальная точка-тело, обладающее массой, размерами которого в данной задаче можно пренебречь.
Указать положение материальной точки в реальном физическом пространстве можно лишь относительно положения других тел.
Тело отсчета - произвольно выбранное тело, относительно которого определяется положения других тел.
в) Траектория, путь перемещение.
Траектория- воображаемая линия, соединяющая положения материальной точки (тела) в ближайщие последовательные моменты времени.
Траектория представляет собой совокупность всех геометрических точек, в которых побывала материальная точка в процессе ее движения.
Траектория может быть прямолинейной и криволинейной.
Перемещение и путь – разные величины.
Перемещение - величина векторная.
Перемещение - вектор, проведенный из начального положения материальной точки в конечное.
Путь - величина скалярная.
Путь – длина участка траектории, пройденного материальной точкой за данный промежуток времени.
Обозначение:
Перемещение -
;
путь – l.
Единица измерения – метр(м).
-
Относительность движения. Система отсчета.
Движение относительно. Это означает, что перемещение, скорость и траектория движения различны относительно разных систем координат. Относителен и покой. Абсолютно покоящихся тел не существует: тело, покоящееся относительно одной системы координат. Может двигаться относительно каких-то иных систем. Материя существует только в движении.
Система отсчета – совокупность тела отсчета, связанной с ним системы координат и часов.
3. Виды механического движения в зависимости от формы траектории и скорости движения.
Механическое движение характеризуется перемещением, скоростью и ускорением.
Скорость (υ) – векторная физическая величина, характеризующая движение тела, численно равная отношению перемещения за малый промежуток к величине этого промежутка.
Определяющая
формула скорости имеет вид
.
Единица скорости -
.
Она показывает,. Как быстро движется
тело, т. е. в каком соотношении находится
изменение места расположения тела и
время, необходимое для этого изменения.
Ускорение –
векторная физическая величина,
характеризующая быстроту изменения
скорости, численно равная отношению
изменения скорости к промежутку времени,
в течении которого это изменение
произошло.
Если скорость изменяются одинаково в
течение всего движения, то ускорение
можно рассчитать по формуле
.
Единица измерения-
.
Характеристики
механического движения связаны между
собой основными кинематическими
уравнениями:
;
.
а) Равномерное прямолинейное движение.
Равномерное прямолинейное движение – движение при котором тело перемещается с постоянной по модулю и направлению скоростью.
Кинематические
уравнения будут иметь вид:
,
.
График.
б) Прямолинейное движение с постоянным ускорением
Равноускоренное
прямолинейное движение – прямолинейное
движение, при котором ускорение
параллельно (соноправлено) скорости и
постоянно по модулю:
,
.
Кинематические
уравнения выглядят так:
,
.
- перемещение тала.
График.
Равнозамедленное
прямолинейное движение –прямолинейное
движение, при котором ускорение
антипараллельно (противоположно
направлено) скорости и постоянно по
модулю:
,
.
Кинематические
уравнения выглядят так:
,
.
- перемещение тала.
б) Равнопеременное
прямолинейное движение – движение с
постоянным по модулю и направлению
ускорением:
.
Кинематические
уравнения выглядят так:
,
,
где индекс х
означает проекцию данных векторных
величин на ось Х, а индекс у
проекцию на ось У
График.
Свободное падение тел без начальной скорости.
,
,
,
,
.
График.
Криволинейное баллистическое движение – результат сложения двух прямолинейных движений: равномерного движения по горизонтальной оси и равнопеременного движения по вертикальной оси. Баллистической кривой в отсутствии сопротивления воздуха является парабола. В верхней точке траектории вертикальная компонента скорости равна нулю.
График.
Периодическое движение – движение, повторяющееся через промежутки времени (движение по окружности).
График.
Вопросы для самопроверки:
-
Что изучает кинематика?
-
Что характеризует движение?
-
Какое движение называется механическим?
-
Какое тело можно считать материальной точкой?
-
Что такое тело отсчета?
-
Что такое система отсчета?
-
Что такое траектория?
-
Что такое путь? Обозначение, единицы измерения.
-
Что такое перемещение? Обозначение, единицы измерения.
-
При каком движении путь, пройденный точкой, равен модулю перемещения?
-
Почему движение относительно?
-
Что такое скорость? Обозначение, единицы измерения.
-
Что такое ускорение? Обозначение, единицы измерения.
-
Какие виды механического движения вы знаете?
-
Какими физическими величинами характеризуется механическое движение?
-
Как связаны между собой характеристики механического движения в кинематике?
-
Что такое равномерное прямолинейное движение? Его кинематическое уравнение, график.
-
Что такое равномерное равноускоренное прямолинейное движение? Его кинематическое уравнение, график.
-
Что такое равномерное равнозамедленное прямолинейное движение? Его кинематическое уравнение, график.
-
Что такое равномерное равнопеременное прямолинейное движение? Его кинематическое уравнение, график.
-
Что такое криволинейное баллистическое движение? Его кинематическое уравнение, график.
-
Что такое периодическое движение? Его кинематическое уравнение, график.