§ 24. Траектория

П редположим, что два путешественника решили посетить г.Астану, находясь в г. Алматы. Один из них полетел самолетом, а другой добирался поездом (рис.3.4). Оба в итоге оказались в г. Астане. При этом каждый из них перемещался через разные точки земной поверхности или двигался над ней.

Внимательно изучив рис.3.4 вы можете отметить, что и поезд, и самолет, находившиеся в городе Алматы, попадают в город Астана разными путями. Поэтому для определения всех точек, в которых побывало тело во время движения необходимо вводить новое понятие – «траектория движения».

Траекторией движения называется линия, в каждой точке которой последовательно побывало тело в процессе своего движения.

Траектория представляет собой как бы след, оставленный телом за время движения. Иногда этот след реален, как след от реактивного самолета в небе или след на песке от колес автомобиля, или линия, оставленная мелом на школьной доске. А иногда его приходится дорисовывать мысленно, как «след» от полета пчелы или птицы.

Нам известно, что звезды двигаются в космическом пространстве. Но перемещение звезд относительно друг друга можно определить только через очень большой промежуток времени (порядка 1000 лет). А вот их суточное движение относительно земной поверхности, вызванное вращением Земли вокруг своей оси, можно зафиксировать, если сфотографировать звезды с помощью фотоаппарата, поставленного на длительную выдержку. После проявления пленки невидимая траектория движения звезд станет видимой (на пленке будут видны светлые кривые полосы). Попробуйте это проделать по мере возможности.

Форма траектории зависит от выбора системы отсчета. Так, например, траектория точки, находящейся на винте самолета, представляет собой окружность в системе отсчета, связанной с корпусом самолета, и спираль в системе отсчета, связанной с Землей. Точно так же траектория движения Луны относительно Земли представляет собой окружность, а относительно Солнца линию более сложной формы. На рис.3.5а и 3.5б изображены виды этих траекторий.

рис.3.5 а

рис.3.5б

Попробуйте представить себе траекторию движения пловца, переплывающего реку, двигаясь перпендикулярно к ее берегам: а) относительно берега; б) относительно плота, плывущего по течению реки.

Изменится ли вид траектории, если пловец, переплывающий реку, начнет уставать?

По форме траектории различают криволинейное и прямолинейное движения.

Попробуйте самостоятельно, определить какие тела движутся криволинейно, а какие прямолинейно.

Вопросы для самоконтроля:

1. Какое тело в физике называют материальной точкой?

2. Что называют траекторией движения?

3. От чего зависит форма траектории?

4. Какую форму относительно земли имеют траектории движения а) детей, катающихся на карусели; б) колесо велосипеда ;в) карандаш, скатывающийся со стола?

5. Прямолинейно или криволинейно движутся: а)человек на эскалаторе метро; б) лыжник, прыгающий с трамплина; в) игла швейной машинки; г) стрелки часов; д) колесо обозрения в парке.