Механическое движение 

1. Делаем следующий шаг

Мы пе­ре­хо­дим к изу­че­нию сле­ду­ю­ще­го раз­де­ла фи­зи­ки. Он на­зы­ва­ет­ся вза­и­мо­дей­ствие тел. Одно из важ­ней­ших по­ня­тий, от­но­ся­щих­ся к этому раз­де­лу, – ме­ха­ни­че­ское дви­же­ние.

Что поз­во­ля­ет нам су­дить о том, дви­жет­ся тело или по­ко­ит­ся? Если тело из­ме­ня­ет свое по­ло­же­ние в про­стран­стве с те­че­ни­ем вре­ме­ни, то го­во­рят, что это тело дви­жет­ся.

2. Оказывается, можно одновременно двигаться и покоиться!

Даже поэты об­суж­да­ют во­про­сы фи­зи­ки

Рис. 1. Даже поэты об­суж­да­ют во­про­сы фи­зи­ки

Алек­сандр Сер­ге­е­вич Пуш­кин в одном из своих сти­хо­тво­ре­ний так опи­сы­вал дви­же­ние.

Дви­же­нья нет! – ска­зал муд­рец бра­да­тый.

Дру­гой смол­чал и стал пред ним хо­дить.

В этом от­рыв­ке от­ра­жен один очень важ­ный мо­мент, ко­то­рый нужно обя­за­тель­но учи­ты­вать, когда мы рас­суж­да­ем, дви­жет­ся тело или по­ко­ит­ся. А имен­но: от­но­си­тель­но ка­ко­го тела про­ис­хо­дит или не про­ис­хо­дит дви­же­ние.

Рас­смот­рим одно и то же яв­ле­ние – дви­же­ние ав­то­мо­би­ля – с точки зре­ния двух на­блю­да­те­лей. Если пер­вый на­блю­да­тель на­хо­дит­ся вне ав­то­мо­би­ля, и ав­то­мо­биль про­ез­жа­ет мимо него, то с точки зре­ния пер­во­го на­блю­да­те­ля (фи­зи­ки го­во­рят «от­но­си­тель­но пер­во­го на­блю­да­те­ля») ав­то­мо­биль дви­жет­ся. Но если вто­рой на­блю­да­тель на­хо­дит­ся внут­ри того же са­мо­го ав­то­мо­би­ля, на­при­мер, за рулем, то от­но­си­тель­но вто­ро­го на­блю­да­те­ля ав­то­мо­биль на­хо­дит­ся в со­сто­я­нии покоя (то есть непо­дви­жен).

От­но­си­тель­но пер­во­го на­блю­да­те­ля ав­то­мо­биль дви­жет­ся

Рис. 2. От­но­си­тель­но пер­во­го на­блю­да­те­ля ав­то­мо­биль дви­жет­ся

От­но­си­тель­но вто­ро­го на­блю­да­те­ля ав­то­мо­биль на­хо­дит­ся в со­сто­я­нии покоя

Рис. 3. От­но­си­тель­но вто­ро­го на­блю­да­те­ля ав­то­мо­биль на­хо­дит­ся в со­сто­я­нии покоя

Или, на­при­мер, уче­ник, стоит в клас­се у доски. Он дви­жет­ся или по­ко­ит­ся? Если не да­вать ни­ка­ких уточ­не­ний, то оба ва­ри­ан­та от­ве­та могут быть пра­виль­ны­ми.

Так про­ис­хо­дит по­то­му, что мы не на­зва­ли, от­но­си­тель­но чего про­ис­хо­дит (или не про­ис­хо­дит) дви­же­ние.  Если рас­смат­ри­вать уче­ни­ка как фи­зи­че­ское тело от­но­си­тель­но класс­ной доски, то уче­ник по­ко­ит­ся.

Сто­я­щий у доски уче­ник по­ко­ит­ся от­но­си­тель­но доски

Рис. 4. Сто­я­щий у доски уче­ник по­ко­ит­ся от­но­си­тель­но доски

Но если вспом­нить что тот же уче­ник на­хо­дит­ся на пла­не­те Земля, а Земля со­вер­ша­ет вра­ща­тель­ное дви­же­ние во­круг Солн­ца, то от­но­си­тель­но Солн­ца уче­ник дви­жет­ся.

Пла­не­ты, в том числе и Земля со всеми ее оби­та­те­ля­ми, вклю­чая уче­ни­ка у доски,  дви­жут­ся во­круг Солн­ца

Рис. 5. Пла­не­ты, в том числе и Земля со всеми ее оби­та­те­ля­ми, вклю­чая уче­ни­ка у доски,  дви­жут­ся во­круг Солн­ца

3. Понятия и величины, описывающие механическое движение

Когда тело дви­жет­ся, то по­сте­пен­но его по­ло­же­ние в про­стран­стве от­но­си­тель­но дру­гих тел ме­ня­ет­ся.

Тело, от­но­си­тель­но ко­то­ро­го рас­смат­ри­ва­ет­ся дви­же­ние, на­зы­ва­ет­ся телом от­сче­та.

Можно ска­зать, что дви­жу­ще­е­ся тело пе­ре­хо­дит из одних точек про­стран­ства в дру­гие. Все эти точки рас­по­ла­га­ют­ся на линии, у ко­то­рой есть осо­бое на­зва­ние.

Линия, вдоль ко­то­рой дви­жет­ся тело, на­зы­ва­ет­ся тра­ек­то­ри­ей.

Если тра­ек­то­рия пред­став­ля­ет собой пря­мую линию, то такое дви­же­ние тела на­зы­ва­ют пря­мо­ли­ней­ным.

При­мер пря­мо­ли­ней­но­го дви­же­ния тела

Рис. 6. При­мер пря­мо­ли­ней­но­го дви­же­ния тела

Если тра­ек­то­рия пред­став­ля­ет собой кри­вую линию, то такое дви­же­ние на­зы­ва­ют кри­во­ли­ней­ным. На­при­мер, Земля и дру­гие пла­не­ты дви­жут­ся во­круг Солн­ца по кри­во­ли­ней­ным тра­ек­то­ри­ям.

При­мер кри­во­ли­ней­ных дви­же­ний

Рис. 7. При­мер кри­во­ли­ней­ных дви­же­ний

В по­все­днев­ной жизни нам до­воль­но часто уда­ет­ся ви­деть тра­ек­то­рии дви­же­ния раз­лич­ных тел. Это белый след, ко­то­рый остав­ля­ет в небе са­мо­лет, это след лыж на снегу, это след, ко­то­рый остав­ля­ет со­ба­ка, по­пав­шая ла­па­ми в лужу.

Если ка­ким-ли­бо при­бо­ром из­ме­рить длину тра­ек­то­рии, то мы по­лу­чим новую фи­зи­че­скую ве­ли­чи­ну – путь.

Длина тра­ек­то­рии на­зы­ва­ет­ся путем.

Путь обыч­но обо­зна­ча­ют ла­тин­ской бук­вой S. В си­сте­ме СИ путь, как и любая длина, из­ме­ря­ет­ся в мет­рах. Со­кра­щен­но это обо­зна­ча­ют так:

Длина тра­ек­то­рии на­зы­ва­ет­ся путем и из­ме­ря­ет­ся в мет­рах

Рис. 8. Длина тра­ек­то­рии на­зы­ва­ет­ся путем и из­ме­ря­ет­ся в мет­рах

Рас­смот­рим еще один при­мер ме­ха­ни­че­ско­го дви­же­ния. Два ав­то­мо­би­ля дви­жут­ся от­но­си­тель­но на­блю­да­те­ля, на­хо­дя­ще­го­ся извне. Пусть ав­то­мо­би­ли дви­жут­ся па­рал­лель­но друг другу. Кроме того, пусть они дви­жут­ся в одном на­прав­ле­нии и с оди­на­ко­вы­ми ско­ро­стя­ми. Тогда друг от­но­си­тель­но друга эти ав­то­мо­би­ли на­хо­дят­ся в со­сто­я­нии покоя.

Дви­же­ние с рав­ны­ми ско­ро­стя­ми по па­рал­лель­ным тра­ек­то­ри­ям

Рис. 9. Дви­же­ние с рав­ны­ми ско­ро­стя­ми по па­рал­лель­ным тра­ек­то­ри­ям

4. Полное определение механического движения

Те­перь, зная, что

- любое дви­же­ние есть из­ме­не­ние;

- в слу­чае ме­ха­ни­че­ско­го дви­же­ния из­ме­ня­ет­ся по­ло­же­ние тела в про­стран­стве;

- по­ло­же­ние тела все­гда рас­смат­ри­ва­ет­ся от­но­си­тель­но дру­го­го тела (на­блю­да­те­ля);

- для из­ме­не­ния по­ло­же­ния необ­хо­ди­мо неко­то­рое время,

можно дать сле­ду­ю­щее опре­де­ле­ние ме­ха­ни­че­ско­го дви­же­ния.

Ме­ха­ни­че­ским дви­же­ни­ем на­зы­ва­ет­ся из­ме­не­ние по­ло­же­ния тела в про­стран­стве от­но­си­тель­но дру­гих тел с те­че­ни­ем вре­ме­ни.

Последнее изменение: Четверг, 9 Апрель 2020, 02:31