La prima vedere, mișcarea și calea sunt concepte similare. Cu toate acestea, în fizică, există diferențe cheie între deplasare și cale, deși ambele concepte sunt asociate cu o schimbare a poziției unui corp în spațiu și sunt adesea (de obicei cu mișcare liniară) egale numeric între ele.
Pentru a înțelege diferențele dintre mișcare și cale, să le oferim mai întâi definițiile pe care le dă fizica.
Mișcarea Corpului- Asta segment de linie dreaptă direcționată (vector), al cărui început coincide cu poziția inițială a corpului, iar sfârșitul coincide cu poziția finală a corpului.
Calea corpului- Asta distanţă, pe care corpul a trecut într-o anumită perioadă de timp.
Să ne imaginăm că stai la intrarea ta la un moment dat. Ne-am plimbat prin casă și ne-am întors la punctul de plecare. Deci: deplasarea ta va fi zero, dar calea ta nu va fi. Calea va fi egală cu lungimea curbei (de exemplu, 150 m) pe care ați parcurs casa.
Cu toate acestea, să revenim la sistemul de coordonate. Fie ca un corp punctual să se deplaseze rectiliniu de la punctul A cu coordonata x 0 = 0 m la punctul B cu coordonata x 1 = 10 m Mișcarea corpului în în acest caz, va fi de 10 m Întrucât mișcarea a fost rectilinie, distanța parcursă de corp va fi egală cu 10 metri.
Dacă corpul s-a deplasat rectiliniu de la punctul inițial (A) cu coordonata x 0 = 5 m până la punctul final (B) cu coordonata x 1 = 0, atunci deplasarea sa va fi de -5 m, iar traseul va fi de 5 m.
Deplasarea se găsește ca diferență, unde coordonata inițială este scăzută din coordonata finală. Dacă coordonata finală este mai mică decât cea inițială, adică corpul s-a deplasat în direcția opusă față de direcția pozitivă a axei X, atunci deplasarea va fi o valoare negativă.
Deoarece deplasarea poate avea atât valori pozitive, cât și negative, deplasarea este o mărime vectorială. În schimb, calea este întotdeauna o cantitate pozitivă sau zero (calea este o mărime scalară), deoarece distanța nu poate fi negativă în principiu.
Să ne uităm la un alt exemplu. Corpul s-a deplasat rectiliniu din punctul A (x 0 = 2 m) în punctul B (x 1 = 8 m), apoi s-a deplasat și rectiliniu din punctul B în punctul C cu coordonatele x 2 = 5 m. Care sunt comunele egale și diferite traseele (A →B→C) făcute de acest corp și deplasarea totală a acestuia?
Initial, corpul se afla intr-un punct cu coordonata de 2 m, la sfarsitul miscarii sale ajungea intr-un punct cu coordonata de 5 m Astfel, miscarea corpului era de 5 - 2 = 3 (m). . De asemenea, puteți calcula deplasarea totală ca sumă a două deplasări (vectori). Deplasarea de la A la B a fost 8 - 2 = 6 (m). Deplasarea de la punctul B la C a fost 5 - 8 = -3 (m). Adunând ambele mișcări obținem 6 + (-3) = 3 (m).
Calea totală se calculează prin adunarea celor două distanțe parcurse de corp. Distanța de la punctul A la B este de 6 m, iar de la B la C corpul a parcurs 3 m în total, obținem 9 m.
Astfel, în această problemă, calea și mișcarea corpului sunt diferite.
Problema luată în considerare nu este în întregime corectă, deoarece este necesar să se indice momentele de timp în care corpul se află în anumite puncte. Dacă x 0 corespunde momentului de timp t 0 = 0 (momentul începutului observațiilor), atunci să fie, de exemplu, x 1 să corespundă t 1 = 3 s, iar x 2 să corespundă t 2 = 5 s. Adică, intervalul de timp dintre t 0 și t 1 este de 3 s, iar între t 0 și t 2 este de 5 s. În acest caz, se dovedește că calea corpului într-o perioadă de timp de 3 secunde a fost de 6 metri, iar într-o perioadă de 5 secunde - 9 metri.
Timpul este implicat în determinarea căii. În schimb, timpul nu este deosebit de important pentru mișcare.
« Fizica - clasa a X-a"
Cum diferă mărimile vectoriale de mărimile scalare?
Linia de-a lungul căreia se mișcă un punct în spațiu se numește traiectorie.
În funcție de forma traiectoriei, toate mișcările unui punct sunt împărțite în rectilinie și curbilinie.
Dacă traiectoria este o linie dreaptă, se numește mișcarea punctului direct, iar dacă curba este curbilinii.
Fie ca la un moment dat punctul în mișcare să ocupe poziția M 1 (Fig. 1.7, a). Cum să-și găsesc poziția după o anumită perioadă de timp după acest moment?
Să presupunem că se știe că punctul se află la o distanță l față de poziția sa inițială. În acest caz, vom putea determina fără ambiguitate noua poziție a punctului? Evident că nu, deoarece există nenumărate puncte care sunt îndepărtate de punctul M 1 la o distanță l. Pentru a determina fără ambiguitate noua poziție a punctului, trebuie să știți și în ce direcție din punctul M 1 ar trebui să așezați un segment de lungime l.
Astfel, dacă poziția unui punct la un moment dat este cunoscută, atunci noua sa poziție poate fi găsită folosind un anumit vector (Fig. 1.7, b).
Se numește vectorul tras de la poziția inițială a unui punct până la poziția sa finală vector de deplasare sau doar mutând punctul
Deoarece deplasarea este o mărime vectorială, deplasarea prezentată în figura (1.7, b) poate fi notată
Să arătăm că prin metoda vectorială de specificare a mișcării, mișcarea poate fi considerată ca o modificare a vectorului rază a unui punct în mișcare.
Fie vectorul rază 1 specifică poziția punctului la momentul t 1 și vectorul rază 2 la momentul t 2 (Fig. 1.8). Pentru a găsi modificarea vectorului rază într-o perioadă de timp Δt = t 2 - t 1, este necesar să se scadă vectorul inițial 1 din vectorul final 2. Din Figura 1.8 este clar că mișcarea efectuată de un punct în perioada de timp Δt este modificarea vectorului său de rază în acest timp. Prin urmare, notând modificarea vectorului rază prin Δ, putem scrie: Δ = 1 - 2.
Calea s- lungimea traiectoriei la deplasarea unui punct din pozitia M 1 in pozitia M 2.
Modulul de deplasare poate să nu fie egal cu calea parcursă de punct.
De exemplu, în Figura 1.8, lungimea liniei care leagă punctele M 1 și M 2 este mai mare decât modulul de deplasare: s > |Δ|. Calea este egală cu deplasarea numai în cazul mișcării rectilinie unidirecțională.
Deplasarea corpului Δ este un vector, calea s este un scalar, |Δ| ≤ s.
Sursa: „Fizica - clasa a X-a”, 2014, manual Myakishev, Bukhovtsev, Sotsky
Cinematica - Fizica, manual pentru clasa a 10-a - Fizica misto
Fizica și cunoașterea lumii --- Ce este mecanica ---
Lăsați corpul să se deplaseze din poziția inițială în punctul A în poziția finală, care se află în punctul C, deplasându-se de-a lungul unei traiectorii sub forma unui arc ABC. Distanța parcursă este măsurată de-a lungul arcului ABC. Lungimea acestui arc este calea.Cale este o mărime fizică egală cu lungimea
traiectorii între poziţia iniţială a corpului şi
pozitia sa finala. Desemnat l.
Unitățile de cale sunt unități de lungime (m, cm, km,...)
dar unitatea de bază a lungimii este metrul SI. Este scris așa
Distanța dintre punctele A și C nu este egală cu lungimea traseului. Aceasta este o altă mărime fizică. Se numește deplasare. Mișcarea nu are doar o valoare numerică, ci și o anumită direcție, care depinde de locația punctelor de început și de sfârșit ale mișcării corpului. Se numesc mărimi care au nu numai un modul (valoare numerică), ci și o direcție cantități vectoriale sau doar vectori.
În mișcare – aceasta este o mărime fizică vectorială care caracterizează schimbarea poziției unui corp în spațiu, egală cu lungimea segmentului care leagă punctul din poziția inițială a corpului cu punctul din poziția sa finală. Mișcarea este direcționată din poziția inițială spre cea finală.
Notat cu . Unitate.
Sunt numite mărimi care nu au direcție, cum ar fi calea, masa, temperatura mărimi scalare sau scalari.
Pot calea și mișcarea să fie egale?
Dacă un corp sau un punct material (MP) se mișcă de-a lungul unei linii drepte și întotdeauna în aceeași direcție, atunci calea și deplasarea coincid, adică. numeric sunt egale. Deci, dacă o piatră cade vertical într-un defileu la 100 m adâncime, atunci mișcarea ei va fi îndreptată în jos și s = 100 m. Cale l =100 m.
Dacă un corp face mai multe mișcări, atunci acestea sunt adăugate, dar nu în același mod în care se adaugă valorile numerice, ci după alte reguli, conform regulilor de adăugare a vectorilor. În curând le vei parcurge în cursul tău de matematică. Deocamdată, să ne uităm la un exemplu.
Pentru a ajunge la stația de autobuz, Pyotr Sergeevich merge mai întâi prin curte la 300 m spre vest, iar apoi de-a lungul bulevardului la 400 m spre nord. Găsiți deplasarea lui Piotr Sergeevich și comparați-o cu distanța parcursă.
Dat: s 1 = 300 m; s 2 = 400 m.
______________________
|
Soluţie:
|
l = s 1 + s 2 = 300 m +400 m = 700 m.
Pentru a găsi deplasarea, trebuie să aflați lungimea segmentului care leagă poziția inițială a corpului și poziția finală. Aceasta este lungimea vectorului s.
În fața noastră este un triunghi dreptunghic cu catete cunoscute (300 și
400 m). Să folosim teorema lui Pitagora pentru a găsi lungimea ipotenuzei s:
Astfel, traseul parcurs de o persoană este mai mare decât deplasarea cu 200 m.
Dacă, să presupunem, Piotr Sergeevich, ajuns la oprire, a decis brusc să se întoarcă și să se deplaseze în direcția opusă, atunci lungimea căii sale ar fi de 1400 m, iar deplasarea ar fi de 0 m.
Sistem de referință.
A rezolva problema de bază a mecanicii înseamnă a indica unde va fi corpul la un moment dat în timp. Cu alte cuvinte, calculați coordonatele corpului. Dar iată problema: de unde vom număra coordonatele?
Puteți, desigur, să luați coordonatele geografice - longitudine și latitudine, dar! În primul rând, corpul (MT) se poate deplasa în afara planetei Pământ. În al doilea rând, sistemul de coordonate geografice nu ține cont de tridimensionalitatea spațiului nostru.
Mai întâi trebuie să alegi organism de referință. Acest lucru este atât de important încât, altfel, ne vom afla într-o situație similară cu cea prezentată în romanul lui R. Stevenson „Insula comorilor”. După ce a îngropat partea principală a comorii, căpitanul Flint a lăsat o hartă și o descriere a locului.
Arborele înalt al Muntelui Spion. Direcția este de la copac de-a lungul umbrei la amiază. Merge o sută de picioare. Întoarce-te spre vest. Mergeți zece strânse. Sapă la o adâncime de zece inci.
Dezavantajul descrierii locului în care se află comoara este că arborele, care în această problemă este corpul de referință, nu poate fi găsit folosind caracteristicile specificate.
Acest exemplu arată importanța alegerii corpuri de referință – orice corp din care se măsoară coordonatele poziţiei unui punct material în mişcare.
Uită-te la desen. Ca obiect în mișcare, luați: 1) un iaht; 2) pescăruş. Luați ca corp de referință: a) o stâncă de pe mal; b) căpitanul iahtului; c) un pescăruş zburător. Cum depinde natura mișcării unui obiect în mișcare și coordonatele sale de alegerea corpului de referință?
Când descrieți caracteristicile mișcării unui anumit corp, este important să indicați în raport cu ce corp de referință sunt date caracteristicile.
Să încercăm să introducem coordonatele corpului sau MT. Să folosim un cartezian dreptunghiular Sistemul de coordonate XYZ cu originea în punctul O. Aşezăm originea sistemului de referinţă acolo unde se află corpul de referinţă. Din acest punct tragem trei axe de coordonate reciproc perpendiculare OX, OY, OZ. Acum coordonatele punctului material (x;y;z) pot fi indicate relativ la corpul de referință.
Pentru a studia mișcarea corpului (BMT), aveți nevoie și de un ceas sau un dispozitiv pentru măsurarea timpului. Vom asocia începerea numărătorii inverse cu un anumit eveniment. Cel mai adesea acesta este începutul mișcării corpului (MT).
Combinația dintre un corp de referință, un sistem de coordonate asociat cu corpul de referință și un dispozitiv pentru măsurarea intervalelor de timp se numește sistem de referință (CO) .
Dacă un corp staționar este ales ca corp de referință, atunci sistemul de referință va fi de asemenea staționar (NSO). Cel mai adesea, suprafața Pământului este aleasă ca corp de referință staționar. Puteți alege un corp în mișcare ca corp de referință și puteți obține cadru de referință în mișcare(PSO).
Uitați-vă la Figura 1. Un sistem de coordonate tridimensional vă permite să specificați poziția în spațiu a oricărui punct. De exemplu, coordonatele punctului F situat pe coloană sunt egale cu (6; 3; 1).
|
Gândește-te! Ce sistem de coordonate veți alege atunci când rezolvați probleme legate de mișcare:
1) un biciclist participă la competiții pe o pistă de ciclism;
2) o muscă se târăște pe sticlă;
3) o muscă zboară prin bucătărie;
4) camionul se deplasează pe o porțiune dreaptă a autostrăzii;
5) o persoană urcă într-un lift;
6) proiectilul decolează și zboară din botul pistolului.
Exercițiul 1.
1. Selectaţi în Fig. 3 cazurile în care apare mişcarea mecanică.
3. Există doi operatori la centrul de control al zborului. Unul controlează parametrii orbitali ai stației Mir, iar celălalt andochează nava spațială Progress cu această stație. Care operator poate considera stația Mir un punct material?
4. Pentru a studia mișcarea unui avion de luptă și a unui balon cu aer cald (Fig. 4), s-a ales sistemul de coordonate dreptunghiular XOYZ. Descrieți cadrul de referință care este utilizat aici. Ar putea fi utilizate sisteme de coordonate mai simple?
5. Sportivul a alergat pe o distanță de 400 de metri (Fig. 5). Găsiți mișcarea sportivului și calea parcursă de acesta.
6. Figura 6 prezintă o frunză a unei plante pe care se târăște un melc. Folosind o grilă de scară, calculați calea parcursă de melc de la punctul A la punctul B și de la punctul B la punctul C.
7. O mașină care conduce pe o porțiune dreaptă de autostradă de la o benzinărie până la cea mai apropiată decontare, s-a întors. Calculați modulul de deplasare al mașinii și distanța parcursă de aceasta. Ce se poate spune despre relația dintre modulul de deplasare și distanța parcursă dacă mașina a călătorit doar de la o benzinărie la o zonă populată?
| | 3 | | |
Deplasare, schimbare, mișcare, migrare, mișcare, rearanjare, regrupare, transfer, transport, tranziție, relocare, transfer, călătorie; deplasare, deplasare, telekineză, epeiroforeză, relocare, rostogolire, waddle,... ... Dicţionar de sinonime
MIȘCARE, mișcare, cf. (carte). 1. Acțiune conform cap. muta muta. Deplasarea în cadrul serviciului. 2. Acțiune și condiție conform cap. muta muta. Mișcarea straturilor scoarței terestre. Dicţionar Ushakova. D.N. Uşakov. 1935 1940... Dicționarul explicativ al lui Ushakov
În mecanică, un vector care leagă pozițiile unui punct în mișcare la începutul și la sfârșitul unei anumite perioade de timp; Vectorul P este îndreptat de-a lungul coardei traiectoriei punctului. Dicționar enciclopedic fizic. M.: Enciclopedia Sovietică. Redactor-șef A.M....... Enciclopedie fizică
MĂSĂ, mănâncă, mănâncă; încă (yon, ena); bufnițe, cine ce. Locul, transferul în alt loc. P. peisaj. P. brigada la alt loc. Persoane strămutate (persoane strămutate forțat din țara lor). Dicționarul explicativ al lui Ozhegov. S.I.... ... Dicționarul explicativ al lui Ozhegov
- (relocare) Mutarea unui birou, întreprindere etc. în alt loc. Adesea este cauzată de o fuziune sau achiziție. Uneori, angajații primesc o indemnizație de relocare, care are scopul de a-i încuraja să rămână în poziția lor actuală... ... Dicţionar de termeni de afaceri
în mișcare- - Subiecte de telecomunicații, concepte de bază EN redistribuire ... Ghidul tehnic al traducătorului
Mișcare,- Deplasarea, mm, cantitatea de modificare a poziției oricărui punct al unui element al unui bloc de fereastră (de obicei un cadru sau bare verticale de cercevele) în direcția normală cu planul produsului sub influența sarcinii vântului. Sursa: GOST......
în mișcare- Migrarea materialului sub formă de soluție sau suspensie de la un orizont de sol la altul... Dicţionar de Geografie
în mișcare- 3.14 transfer (în raport cu locația de stocare): Modificarea locației de stocare a unui document. Sursa: GOST R ISO 15489 1 2007: Sistemul de standarde informatice... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice
în mișcare- ▲ schimbare de poziţie, nemişcat în spaţiu, schimbare de poziţie în spaţiu; transformarea unei figuri care păstrează distanțele dintre punctele figurii; deplasare în alt loc. circulaţie. mișcare înainte...... Dicționar ideologic al limbii ruse
Cărți
- GESNm 81-03-40-2001. Partea 40. Mișcarea suplimentară a echipamentelor și a resurselor materiale. Standarde de estimare de stat. Standardele de deviz elementare de stat pentru instalarea echipamentelor (denumite în continuare GESNm) au scopul de a determina nevoia de resurse (costurile forței de muncă ale muncitorilor,...
- Mișcarea oamenilor și a mărfurilor în spațiul apropiat Pământului prin ferografitizare tehnică, R. A. Sizov. Această publicație este a doua ediție aplicată cărților de R. A. Sizov „Materia, antimateria și mediul energetic - Triada fizică a lumii reale”, în care, pe baza descoperirii...
Sectiunea 1 MECANICA
Capitolul 1: CINEMATICA DE BAZĂ
Mișcare mecanică. Traiectorie. Calea și mișcarea. Adăugarea vitezei
Mișcarea mecanică a corpului se numește schimbarea poziției sale în spațiu față de alte corpuri în timp.
Studii de mișcare mecanică a corpurilor mecanici. Secțiunea de mecanică care descrie proprietățile geometrice ale mișcării fără a lua în considerare masele corpurilor și forțele care acționează se numește cinematică .
Mișcarea mecanică este relativă. Pentru a determina poziția unui corp în spațiu, trebuie să-i cunoașteți coordonatele. Pentru a determina coordonatele unui punct material, trebuie mai întâi să selectați un corp de referință și să îi asociați un sistem de coordonate.
Corp de referințănumit corp fata de care se determina pozitia altor corpuri. Corpul de referință este ales în mod arbitrar. Poate fi orice: teren, clădire, mașină, navă etc.
Sistemul de coordonate, corpul de referință cu care este asociat și indicarea formei de referință de timp cadru de referință , faţă de care se consideră mişcarea corpului (fig. 1.1).
Un corp a cărui dimensiune, formă și structură pot fi neglijate atunci când se studiază un dat mișcare mecanică, numit punct material . Un punct material poate fi considerat un corp ale cărui dimensiuni sunt mult mai mici decât distanțele caracteristice mișcării luate în considerare în problemă.
Traiectorieeste linia de-a lungul căreia se mișcă corpul.
În funcție de tipul de traiectorie, mișcările sunt împărțite în rectilinie și curbilinie
Caleeste lungimea traiectoriei ℓ(m) ( fig.1.2)
Se numește vectorul tras de la poziția inițială a particulei până la poziția sa finală în mișcare a acestei particule pentru un timp dat.
Spre deosebire de o cale, deplasarea nu este un scalar, ci o mărime vectorială, deoarece arată nu numai cât de departe, ci și în ce direcție s-a deplasat corpul într-un anumit timp.
Modul de vector de mișcare(adică lungimea segmentului care leagă punctele de început și de sfârșit ale mișcării) poate fi egală cu distanța parcursă sau mai mică decât distanța parcursă. Dar modulul de deplasare nu poate fi niciodată mai mare decât distanța parcursă. De exemplu, dacă o mașină se deplasează de la punctul A la punctul B de-a lungul unei căi curbe, atunci mărimea vectorului deplasare este mai mică decât distanța parcursă ℓ. Calea și modulul de deplasare sunt egale doar într-un singur caz, când corpul se mișcă în linie dreaptă.
Vitezăeste un vector caracteristic cantitativ al mișcării corpului
Viteza medie– aceasta este o mărime fizică egală cu raportul dintre vectorul de mișcare al unui punct și perioada de timp
Direcția vectorului viteză medie coincide cu direcția vectorului deplasare.
Viteza instantanee, adică viteza la un moment dat în timp este o mărime fizică vectorială egală cu limita la care tinde viteza medie pe măsură ce intervalul de timp Δt scade la infinit.
Vectorul viteză instantanee este direcționat tangențial la traiectoria mișcării (Fig. 1.3).
În sistemul SI, viteza este măsurată în metri pe secundă (m/s), adică unitatea de măsură a vitezei este considerată a fi viteza unei astfel de mișcări rectilinie uniforme în care un corp parcurge o distanță de un metru într-o secundă. Viteza este adesea măsurată în kilometri pe oră.
sau 1 
Adăugarea vitezei
Orice fenomen mecanic este luat în considerare într-un anumit cadru de referință: mișcarea are sens numai în raport cu alte corpuri. Când se analizează mișcarea aceluiași corp în sisteme de referință diferite, toate caracteristicile cinematice ale mișcării (cale, traiectorie, deplasare, viteză, accelerație) se dovedesc a fi diferite.
De exemplu, tren de pasageri se deplasează de-a lungul căii ferate cu o viteză de 60 km/h. O persoană merge de-a lungul vagonului acestui tren cu o viteză de 5 km/h. Dacă luăm în considerare calea ferată staționară și o luăm ca sistem de referință, atunci viteza unei persoane este relativă feroviar, va fi egal cu adăugarea vitezelor trenului și ale persoanei, adică
60 km/h + 5 km/h = 65 km/h dacă o persoană merge în aceeași direcție cu trenul și
60 km/h - 5 km/h = 55 km/h dacă o persoană merge împotriva direcției trenului.
Cu toate acestea, acest lucru este valabil numai în acest caz dacă persoana și trenul se deplasează pe aceeași linie. Dacă o persoană se mișcă într-un unghi, atunci este necesar să se țină cont de acest unghi și de faptul că viteza este o mărime vectorială.
Să ne uităm mai detaliat la exemplul descris mai sus - cu detalii și imagini.
Deci, în cazul nostru, calea ferată este un cadru de referință staționar. Trenul care se deplasează de-a lungul acestui drum este un cadru de referință în mișcare. Vagonul pe care merge persoana face parte din tren. Viteza unei persoane în raport cu trăsura (față de cadrul de referință în mișcare) este de 5 km/h. Să o notăm cu litera . Viteza trenului (și deci a vagonului) față de un cadru de referință fix (adică față de calea ferată) este de 60 km/h. Să o notăm cu litera . Cu alte cuvinte, viteza trenului este viteza cadrului de referință în mișcare în raport cu cadrul de referință staționar.
Viteza unei persoane în raport cu calea ferată (față de un cadru de referință fix) ne este încă necunoscută. Să o notăm cu litera .
Să asociem sistemul de coordonate XOY cu sistemul de referință fix (Fig. 1.4), și cu sistemul de referință în mișcare - X p O p Y p Să determinăm acum viteza unei persoane în raport cu sistemul de referință fix, adică , în raport cu calea ferată.
Într-o perioadă scurtă de timp Δt apar următoarele evenimente:
O persoană se mișcă în raport cu trăsura la distanță
· Vagonul se deplasează în raport cu calea ferată la distanță
Apoi, în această perioadă de timp, mișcarea unei persoane în raport cu calea ferată este:
Acest legea adunării deplasărilor . În exemplul nostru, mișcarea unei persoane față de calea ferată este egală cu suma mișcărilor persoanei față de vagon și vagonul față de calea ferată.
Împărțirea ambelor părți ale egalității la o perioadă mică de timp Dt în timpul căreia a avut loc mișcarea:
Primim:
|
