Механическое движение. Равномерное и неравномерное движение
Повторим и вспомним:
Единицы измерений СИ
Кратные и дольные единицы измерений
Мы узнаем:
Что такое механическое движение
Что такое материальная точка, траектория, путь
Как зависит механическое движение от выбора тела отсчета
Что такое равномерное движение
Что такое неравномерное движение
Представьте себе, что вы стоите на железнодорожной станции, и мимо вас едет поезд. Движется ли поезд? «Конечно, да!» — скажете вы и будете правы!
Теперь представьте, что ваш друг сидит в этом поезде и смотрит из окна на вас. Если спросить, движется ли поезд, он скажет: «Нет, поезд покоится, движутся мои друзья и железнодорожная станция». И будет тоже прав.
Примеры движения тел
Так как же определить, движется то или иное тело или положение этого тела среди окружающих его тел. Чтобы судить о движении тела, надо узнать, меняется ли положение этого тела среди окружающих его тел.
Но положение поезда не меняется относительно находящегося в этом поезде мальчика. Говорят, что поезд не движется относительно мальчика , то есть находится в состоянии покоя .
Например, положение поезда меняется относительно перрона. Говорят, что поезд движется относительно перрона .
Примеры изменения положения тела относительно других тел (а) и состояния покоя тел (б)
Поэтому, говоря о движении тела, обязательно надо указать, относительно каких тел происходит это движение.
Изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени называют механическим движением .
Тело, относительно которого рассматривается движение, называется телом отсчёта .
Тело отсчета
Поезд движется относительно перрона
Поезд покоится относительно мальчика
Часто при движении тела можно не учитывать его собственные размеры, то есть считать точкой.
Например, если самолет летит из Москвы в Сочи и требуется рассчитать время движения самолета (а), то в этом случае не важно какие у него размеры. Однако, когда самолет въезжает в ангар (б), размеры самолета играют важную роль.
Тело, размерами которого в определенных условиях можно пренебречь, называется материальной точкой .
Когда материальная точка движется в пространстве, переходя из одного места в другое, она движется по некоторой линии. Эта линия называется траекторией движения тела.
Воображаемую линию, вдоль которой двигалось тело, называют траекторией его движения.
Траектория может быть видимой (например, светящийся след метеора в ночном небе) или невидимой (линия движения молекулы в сосуде).
Траектории могут иметь разную форму (прямая, ломанная, кривая)
Траектория по форме, как вы уже поняли, может быть прямой или кривой. И движение соответственно подразделяют на прямолинейное и криволинейное .
Если траекторией является прямая линия, движение точки называется прямолинейным , а если кривая — криволинейным .
Форма траектории зависит от выбора тела отсчета. Например, если за тело отсчета выбрать вертолет, то траектория точки на лопасти пропеллера является окружностью. Если же за тело отсчета принять Землю, то траектория этой точки будет более сложной формы.
Пример зависимости формы траектории от выбора тела отсчета: за тело отсчета выбран вертолет (а), Земля (б)
Длину траектории, по которой движется тело в течение некоторого промежутка времени, называют путём , пройденным за этот промежуток времени.
Путь — физическая величина; обозначают его буквой s.
Единица пути в СИ — метр (м).
Используют и другие единицы длины: миллиметр (мм), сантиметр (см), дециметр (дм) и километр (км).
Проведем следующий опыт. Установим на тележку капельницу с подкрашенной жидкостью. Можно добиться такого движения тележки, при котором расстояния между следами, оставленными каплями на бумаге (при движении тележки), будут одинаковыми.
Равномерным называют движение, при котором тело за любые равные промежутки времени проходит равные пути.
Но не все тела могут двигаться равномерно. Поезд, отходя от станции, проходит все большие и большие пути за одинаковые промежутки времени. Машина на дороге движется то медленнее, то быстрее. Лист, падая с дерева, проходит разные пути за одинаковые промежутки времени.
Движение, при котором тело за равные промежутки времени проходит разные пути, называют неравномерным .
78. Поезд идёт на восток. В каком направлении летит вертолет, если находящемуся в нём лётчику, наблюдающему за движением поезда, кажется, что: а) поезд покоится; б) поезд движется на запад?
80. Вы сидите в одном из вагонов поезда и смотрите в окно. Соседний состав начал отправляться. Вначале вам кажется, что уходит ваш поезд. Почему? Наблюдалось бы такое явление, если бы вы одновременно могли видеть соседний состав и здание вокзала или железнодорожную платформу?
81. Воздушный шар оказался в сплошном тумане. Может ли воздухоплаватель, не пользуясь приборами, определить направление полёта?
82. В покое или движении находится пассажир, сидящий в купе поезда, движущегося из Санкт-Петербурга в Москву, относительно: а) полотна железной дороги; б) пола вагона; в) телеграфных столбов; г) пассажира, сидящего в этом же купе?
83. Автомобиль и троллейбус движутся прямолинейно так, что некоторое время расстояние между ними не меняется. Укажите, относительно какого тела каждый из них в это время находится в покое. Относительно каких тел каждый из них движется?
84. Буксир по реке толкает баржу. Относительно каких тел меняется положение буксира? Относительно какого тела его положение не меняется?
87. Какое из движений является равномерным: а) движение Земли вокруг своей оси; б) движение маятника в часах; в) движение автомобиля при торможении?
88. Можно ли считать равномерным движением: а) движение поезда, отходящего от станции; б) подъём или спуск на эскалаторе метрополитена?
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
§§14-15; Упр. 6 №1-4