Tipuri de mișcare mecanică
Tipuri de mișcare mecanică
mișcare mecanică este considerată un punct material și corp rigid.
Miscarea punctului material
Conceptul punctului material este introdus pentru a facilita soluționarea problemelor practice.
Dacă dimensiunile corpului sunt mici în comparație cu distanța pe care se extinde, sau în comparație cu alte organisme, organismul poate fi considerat în mod convențional ca un punct material. Astfel, aeronave în raport cu pământul poate fi considerat ca un punct material. Dar, în ceea ce privește persoana care se deplasează în interiorul compartimentului pentru pasageri, punctul de material aeronava va fi plecat. Aceasta este, în cazul în care dimensiunea corpului într-un caz particular poate fi neglijată, mișcarea corpului poate fi considerată ca o mișcare a unui punct material.
Studiul mișcării unui punct material de cinematica implicate.
Poziția punctului în spațiu
Știm că în același moment de timp, poziția unui punct în spațiu este diferit în raport cu diferite organisme. Pentru a descrie mișcarea unui punct, trebuie să alegeți un sistem de coordonate și corpul de referință.
Desigur, în matematică știm că poziția oricărui punct de pe planul poate fi definit printr-un sistem de coordonate. Două linii perpendiculare care se intersectează într-un punct, numit coordonate linii. Și punctul lor de intersecție se numește origine. În cazul în care un plan perpendicular de la origine gazdă a treia linie, apoi cu ajutorul unui sistem de coordonate poate fi specificată poziția unui punct în spațiu.
Poziția punct este dată ca de vectorul rază. Vectorul rază - un segment realizat de punctul de origine la un punct specificat.
Poziția unui punct material atunci când se deplasează în spațiu variază în funcție de timp. Pentru a calcula poziția unui punct la un anumit punct, putem doar în cazul în care va fi capabil să măsoare timpul.
În mod colectiv, organismul de referință, asociat sistemului și unitatea de timp de referință de coordonate, numit sistemul de referință.
Alegerea traiectoriei de referință a sistemului depinde de distanța parcursă și viteza de deplasare.
De exemplu, două vehicule se deplasează pe benzile adiacente în aceeași direcție cu aceeași viteză. Dacă unul dintre vehiculele, o rată de cadre de referință a doua mașină, calea și mișcarea acesteia va fi zero, este selectat ca organism de referință. Aceasta este, al doilea vehicul pentru prima va fi în repaus. Și în cazul în care corpul de referință să ia în considerare drumul, viteza, calea și mișcarea va avea o valoare specifică.
Traiectoria unui punct material considerat linia care descrie punctul de material atunci când se deplasează în spațiu. Această linie este formată dintr-o multitudine de puncte în care moment materialul a fost în punctul precedent este în prezent și va fi data viitoare.
Mișcarea unui punct material - este un vector al cărui început este la punctul traiectoriei la momentul inițial, iar la sfârșitul anului - la punctul de traiectoria într-un timp finit.
Calea unui punct material - este suma tuturor parcelele care trece punctul de material în mișcare.
Way - este o cantitate scalară, are întotdeauna doar o valoare pozitivă. Pe parcursul traseului de circulație poate crește numai.
Calea traversat de un punct material, notat ca S. Dacă vorbim despre o parte a traiectoriei, calea notată ΔS.
Viteza medie de deplasare - o cantitate vector definit prin formula
Viteza medie cale - cantitatea scalară.
accelerație medie - valoarea determinată prin formula
accelerație medie - mărime vectorială.
mișcare linie dreaptă
Dacă punctul se mișcă într-o linie dreaptă, mișcarea sa este numită rectilinie. Traiectoria mișcării rectilinii a unui punct - o linie dreaptă. mișcare uniformă de-a lungul unei linii drepte - este cea mai simplă formă de mișcare. Această mișcare se numește rectilinie uniform.
Cu o mișcare uniformă a unei particule trece mod egal în intervale de timp egale.
Valoarea egală cu intervalul relativ de timp în mișcare în care are loc deplasarea se numește viteză uniformă mișcarea rectilinie.
Vectorul de viteză are aceeași direcție ca și vectorul de mișcare.
Ecuația cinematică a mișcării uniforme în formă vectorială este:
r = r0 + v t,
unde r0 - poziția punctului material la momentul inițial până la;
v - viteză de mișcare uniformă:
T - valoarea în momentul respectiv
mișcare uniformă poate fi descrisă de ecuațiile în proiecțiile de pe axele de coordonate.
În cazul în care sistemul selectat, astfel încât organismul se va deplasa de-a lungul axei x coordonatei, proiecția vectorului rază este exprimată prin ecuația pe această axă
O proiecție pe celelalte axe va fi zero.
Să presupunem că punctul de la începutul mișcării de la origine. Apoi, în timpul timpul t în mișcare uniformă rectilinie, Fildas s = vt
În vectorul de mișcare de rulare dreaptă nu schimbă direcția. Și modul său este egală cu lungimea traseului care trece corpul.
Dar mișcarea liniară poate fi neuniformă. Cu această mișcare pentru perioade egale de timp, organismul trece prin diferite distanță.
Cea mai simplă mișcare liniară neregulată - uniform accelerată mișcare.
În mișcare uniform accelerată a vitezei punctului material este mărit cu aceeași valoare pentru intervale egale.
Viteza de mișcare rectilinie uniform accelerată este determinată prin formula:
în cazul în care o - accelerare - cantitate vector care arată variația vitezei de circulație.
Dacă accelerația este negativă, valoarea vitezei scade. Această mișcare se numește ravnozamedlennym.
Unitatea de accelerare m / s 2.
mișcare curbilinie
Daca un punct se mișcă de-a lungul unui traseu care nu este drept, este o mișcare numită curbilinie.
Pentru o mișcare curbilinie introduce conceptele de viteză instantanee și medie.
Viteza medie de deplasare - este raportul dintre vectorul de deplasare pentru timpul At.
Vav = Δr / At
Viteza instantanee a punctelor de material la momentul t - este limita raportul Δr trecerea la decalajul intervalul de timp care At tinde la zero.
Viteza Instantaneu este tangentă la traiectoria de deplasare a punctului material.
mișcare în stare solidă
Absolut corp rigid este considerat a fi un astfel de organism, poziția relativă a pieselor care nu se schimba, indiferent cât de rezistentă organismul este în mișcare este supus. Se crede că corpul rigid nu este supus tulpina.
Desigur, în realitate, corpurile rigide absolut nu există. Dar, în cazul în care atunci când se deplasează corpul rigid este deformat un pic, acesta poate fi privit ca un solid absolut.
Mecanice de mișcare a corpului rigid poate fi de translație și de rotație.
mișcare de translație
mișcare translațională a unui corp absolut rigid - această mișcare mecanică, în timpul căreia orice segment de linie asociat cu corpul, mereu paralel cu ea însăși, în orice moment.
Dacă mental pentru a conecta două drepte punct solid-state, segmentul rezultat va fi întotdeauna paralel cu ea însăși în timpul deplasării înainte.
Atunci când deplasarea înainte a tuturor punctelor ale corpului muta la fel. Asta este, ele sunt aceeași distanță în aceleași perioade de timp și se deplasează în aceeași direcție.
Exemple de mișcare de translație: mișcare a cupelor cabinei ascensorului cantare mecanice, curse de sanie pedale de biciclete de munte, platformele de tren, pistoane în raport cu cilindrii motorului.
mișcare de rotație
Atunci când mișcarea de rotație a tuturor punctelor corpului fizic muta în cercuri. Toate aceste cercuri se află în planuri paralele între ele. Și centrele de rotație a tuturor punctelor sunt pe aceeași linie fixă, care se numește axa de rotație. Cercul, care descrie punctele se află în planuri paralele. Aceste planuri sunt perpendiculare pe axa de rotație.
Mișcarea de rotație este foarte comun. Astfel, deplasarea punctelor de pe janta roții este un exemplu de mișcare de rotație. Mișcarea de rotație a ventilatorului elice descrisă și altele.
Mișcarea de rotație caracterizată prin următoarele mărimi fizice: viteza unghiulară, perioada de rotație, viteza, viteza liniară a punctului.
Viteza unghiulară a corpului de la rotație uniformă se numește o valoare egală cu unghiul de rotire în raport cu intervalul de timp în care a avut loc rotația.
Timpul pentru care organismul trece printr-o rotație completă, numită perioada de rotație (T).
Numărul de rotații, ceea ce face ca organismul pe unitatea de timp se numește frecvența de rotație (f).
Frecvența de rotație și perioada sunt legate de T = 1 / f.
Dacă punctul este situat la o distanță R de centrul de rotație, viteza liniară este dată de: