Перемещение

Путь

Пер­вой ха­рак­те­ри­сти­кой дви­же­ния, вве­ден­ной нами ранее, был прой­ден­ный путь. На­пом­ним, что обо­зна­ча­ет­ся он бук­вой S (ино­гда встре­ча­ет­ся обо­зна­че­ние L) и из­ме­ря­ет­ся в си­сте­ме СИ в мет­рах.

S = [м]

Но путь – это ска­ляр­ная ве­ли­чи­на, т.е. ве­ли­чи­на, ко­то­рая ха­рак­те­ри­зу­ет­ся толь­ко чис­ло­вым зна­че­ни­ем. А зна­чит, пред­ска­зать, где тело ока­жет­ся в нуж­ный нам мо­мент вре­ме­ни, мы не смо­жем. Можно го­во­рить толь­ко о прой­ден­ном телом общем рас­сто­я­нии.

 Перемещение

Для ха­рак­те­ри­сти­ки ме­сто­по­ло­же­ния тела, где оно на­хо­ди­лось в дан­ный про­из­воль­ный мо­мент, вво­дит­ся ве­ли­чи­на, ко­то­рая на­зы­ва­ет­ся пе­ре­ме­ще­ние.

Опре­де­ле­ние: пе­ре­ме­ще­ние – это на­прав­лен­ный от­ре­зок пря­мой, ко­то­рый со­еди­ня­ет на­ча­ло дви­же­ния и конец дви­же­ния.

Пе­ре­ме­ще­ние век­тор­ная ве­ли­чи­на, т.е. это ве­ли­чи­на, ко­то­рая ха­рак­те­ри­зу­ет­ся не толь­ко чис­ло­вым зна­че­ни­ем, но и на­прав­ле­ни­ем. Пе­ре­ме­ще­ние обо­зна­ча­ет­ся так же, как прой­ден­ный путь, бук­вой S, но, в от­ли­чие от прой­ден­но­го пути, над бук­вой, обо­зна­ча­ю­щей пе­ре­ме­ще­ние, ста­вит­ся стре­лоч­ка, под­чер­ки­вая тем самым, что это ве­ли­чи­на век­тор­ная: .

То, что пе­ре­ме­ще­ние и прой­ден­ный путь обо­зна­ча­ют­ся одной бук­вой, вво­дит в неко­то­рое за­блуж­де­ние, но мы долж­ны четко по­ни­мать раз­ни­цу между прой­ден­ным путем и пе­ре­ме­ще­ни­ем. Еще раз от­ме­тим, что ино­гда путь обо­зна­ча­ет­ся L. Это поз­во­ля­ет из­бе­жать пу­та­ни­цы.

На­пом­ним, что прой­ден­ный путь – это длина тра­ек­то­рии. А зна­чит, путь и пе­ре­ме­ще­ние – это со­вер­шен­но раз­ные фи­зи­че­ские ве­ли­чи­ны, хотя ино­гда слу­ча­ют­ся си­ту­а­ции, когда они чис­лен­но сов­па­да­ют.

 Некоторые частные случаи

Да­вай­те рас­смот­рим неко­то­рые част­ные слу­чаи на ри­сун­ках.

Путь и пе­ре­ме­ще­ние сов­па­да­ют

Рис. 1. Путь и пе­ре­ме­ще­ние сов­па­да­ют

Об­ра­тим­ся к пер­во­му ри­сун­ку. Здесь рас­смот­рен самый про­стой слу­чай, когда тело дви­жет­ся вдоль пря­мой оси Ох. Тело на­чи­на­ет свое дви­же­ние из точки 0 и по­па­да­ет в точку А. В этом слу­чае мы можем го­во­рить о том, что мо­дуль пе­ре­ме­ще­ния  равен прой­ден­но­му пути: .

При­ме­ром та­ко­го дви­же­ния может слу­жить пе­ре­лет са­мо­ле­та (на­при­мер, из Санкт-Пе­тер­бур­га в Моск­ву). Если дви­же­ние было стро­го пря­мо­ли­ней­ным, то тогда мо­дуль пе­ре­ме­ще­ния будет равен прой­ден­но­му пути.

Ве­ли­чи­на пути боль­ше мо­ду­ля пе­ре­ме­ще­ния 

Рис. 2. Ве­ли­чи­на пути боль­ше мо­ду­ля пе­ре­ме­ще­ния

На вто­ром ри­сун­ке тело дви­жет­ся вдоль кри­вой линии, т.е. дви­же­ние кри­во­ли­ней­ное (из точки А в точку В). Здесь из ри­сун­ка видно, что мо­дуль пе­ре­ме­ще­ния (пря­мая линия) будет мень­ше прой­ден­но­го пути, т.е. длина прой­ден­но­го пути и длина век­то­ра пе­ре­ме­ще­ния не равны.

За­мкну­тая тра­ек­то­рия  

Рис. 3. За­мкну­тая тра­ек­то­рия

И тре­тий, по­жа­луй, наи­бо­лее лю­бо­пыт­ный слу­чай. Тело дви­жет­ся по за­мкну­той кри­вой. Вы­хо­дит из точки А и в эту же точку воз­вра­ща­ет­ся. Вы ви­ди­те, что мо­дуль пе­ре­ме­ще­ния равен , а прой­ден­ный путь – это длина всей этой кри­вой, он не равен нулю S≠0. Тре­тий слу­чай, о ко­то­ром мы толь­ко что про­го­во­ри­ли, можем ха­рак­те­ри­зо­вать сле­ду­ю­щим при­ме­ром. Уче­ник вышел из дома утром, пошел в школу, целый день от­за­ни­мал­ся, кроме этого, по­бы­вал еще в несколь­ких ме­стах (ма­га­зин, спорт­зал, биб­лио­те­ка) и вер­нул­ся домой. Об­ра­ти­те вни­ма­ние: самое ин­те­рес­ное за­клю­ча­ет­ся в том, что в итоге он остал­ся дома, а зна­чит, его пе­ре­ме­ще­ние равно 0. Он не из­ме­нил сво­е­го ме­сто­по­ло­же­ния, ни­ку­да не пе­ре­дви­нул­ся, остал­ся, где был.

 Перемещение в системе координат

Когда мы го­во­рим о пе­ре­ме­ще­нии, важно пом­нить, что пе­ре­ме­ще­ние за­ви­сит от си­сте­мы от­сче­та, в ко­то­рой рас­смат­ри­ва­ет­ся дви­же­ние. Об­ра­ти­те вни­ма­ние на ри­су­нок.

 

Опре­де­ле­ние мо­ду­ля пе­ре­ме­ще­ния тела  

Рис. 4. Опре­де­ле­ние мо­ду­ля пе­ре­ме­ще­ния тела

Тело дви­жет­ся в плос­ко­сти XOY. Точка А – на­чаль­ное по­ло­же­ние тела. Ее ко­ор­ди­на­ты А(х1; у1). Тело пе­ре­ме­ща­ет­ся в точку В (х2; у2). Век­тор  – это будет пе­ре­ме­ще­ние тела: 

Рас­счи­тать его можно как ги­по­те­ну­зу пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка АВС, ис­поль­зуя тео­ре­му Пи­фа­го­ра: АВ= АС+ ВС2.

 Заключение

В за­клю­че­ние можно от­ме­тить, что мы по­зна­ко­ми­лись с важ­ной ве­ли­чи­ной – пе­ре­ме­ще­ни­ем. Еще раз об­ра­ти­те вни­ма­ние на то, что пе­ре­ме­ще­ние и путь могут сов­па­дать толь­ко в слу­чае пря­мо­ли­ней­но­го дви­же­ния, без смены на­прав­ле­ния та­ко­го дви­же­ния.

Последнее изменение: Среда, 30 Май 2018, 17:05