ЭКЗАМЕН ПО ФИЗИКЕ / Физика / 2

2.Механика и ее разделы. Кинематика поступательного движения материаль­ной точки (перемещение, скорость, ускорение, тангенциальная и нормальная составляющая ускорения).

а)Механика — часть физики, которая изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение. Механическое движе­ние — это изменение с течением времени взаимного расположения тел или их частей. Механика делится на три раздела: I) кинематику; 2) динамику; 3) статику.Кинематика изучает движение тел, не рассматривая причины, которые это движение обусловливают.Динамика изучает законы движения тел и причины, которые вызывают или изменя­ют это движение.Статика изучает законы равновесия системы тел. Если известны законы движения тел, то из них можно установить и законы равновесия. Поэтому законы статики отдельно от законов динамики физика не рассматривает. Основными понятиями в механике, физике и естествознании в целом являются пространство и время. Всякое материальное тело имеет объем, т.е. пространственную протяженность. Время выражает последовательность состояний материи, составляющих любой процесс, любое движение. Таким образом, пространство и время представляют собой наиболее общие формы существования материи.

б)Поступательным движением называют движение, при котором любая прямая, жестко связанная с телом, перемещается, оставаясь параллельной самой себе. Примерами поступательного движения являются движение поршня в цилиндре двигателя, движение кабин «чертова колеса» и т.д.

-Вектор , проведенный из начального положения движущейся точки в положение ее в данный момент времени, называется вектором перемещения. При прямолинейном движении вектор перемещения совпадает с соответствующим участком траектории и его модуль равен пройденному пути .

-Скорость – это векторная физическая величина, введенная для определения быстроты движения и его направления в данный момент времени.Вектором средней скорости называется отношение приращения радиуса-вектора точки к промежутку времени :

При неограниченном уменьшении , средняя скорость стремится к предельному значению, которое называется мгновенной скоростью или просто скоростью: среднея скорость неравномерного движения на данном участке траектории:

Ускорение-. Физической величиной, характеризующей быстроту изменения скорости по модулю и направлению, является ускорение.

-Средним ускорением неравномерного движения в интервале времени от до называется векторная величина, равная отношению изменения скорости к интервалу времени :

Мгновенным ускорением или ускорением материальной точки в момент времени будет предел среднего ускорения:

-Таким образом, ускорение есть векторная величина, равная первой производной скорости по времени. Составляющая ускорения, определяющая изменение скорости по величине, называется тангенциальной составляющей . Численно она равна первой производной по времени от модуля скорости: нормальная составляющая . Она характеризует быстроту изменения скорости по направлению и направлена к центру кривизны траектории по нормали. Ее называют также центростремительным ускорением.

Полное ускорение тела есть геометрическая сумма тангенциальной и нормальной составляющих:

.