
01
.docМеханика.
Механика-часть физики, которая изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение.
1.
Система отсчёта.
Движение тел происходит в пространстве и во времени. Поэтому для описания движения материальной точки надо знать, в каких местах пространства эта точка находилась и в какие моменты времени она проходила то или иное положение.
Тело отсчета-произвольно выбранное тело, относительно которого определяется положение других (движущихся) тел.
Система координат-система (в простейшем случае прямоугольная декартовая система x, y, z), связанная с телом отсчета.
Система отсчета-совокупность тела отсчета, связанной с ним системы координат и синхронизированных между собой часов.
Кинематические уравнения движения материальной точки.
Положение материальной точки А в
декартовой системе координат определяется
тремя координатами x, y,
z или радиусом-вектором
(он
проводится из начала отсчёта координат
О в точку А).
При движении материальной точки её
координаты с течением времени изменяются.
В общем случае её движение определяется
системой скалярных уравнений: x = х(t), y
= y(t), z = z(t)
эквивалентной векторному уравнению:
.
Уравнения (1)(соответственно (2)) называются
кинематическими уравнениями движения
материальной точки.
Траектория. Перемещение.
Траектория-линия, описываемая движущейся материальной точкой (или телом) относительно выбранной системы отсчёта.
Траектория движений одного и того же тела в разных системах отсчета могут быть различными.
В зависимости от формы траектории различают:
-
Прямолинейное движение
-
Криволинейное движение
Вектор перемещения
.
Вектор
о,
проведенные из начального положения
движущейся точки в положение её в данный
момент времени (приращение радиуса-вектора
точки за рассматриваемый промежуток
времени).
Длина пути- длина участка траектории
АВ, пройденного материальной точкой за
данный промежуток времени:
-скалярная
функция времени.
При прямолинейном движении вектор
перемещения совпадает с соответствующим
участком траектории и модуль перемещения
равен пройденному пути
.
Если все точки траектории лежат в одной плоскости, то движение называется плоским.
Скорость.
Векторная величина, которая определяет как быстроту движения, так и его направление в данный момент времени.
Средняя скорость-векторная
величина, определяемая отношением
приращения радиуса-вектора точки
к промежутку времени
:
.
Направление вектора средней скорости
совпадает с направлением
.
Модуль средней скорости:
.
Мгновенная скорость
-векторная
величина,определяемая первой произвольной
радиуса-вектора движущейся точки во
времени:
.
Вектор мгновенной скорости напревлен по касательной к траектории в сторону движения.
Модуль мгновенной скорости:
.
Длина пути, пройденного точкой за
промежуток времени от t1
до t2
задается интегралом
- [м/с]
Ускорение тангенсальное и нормальное. Уравнение движения.
Ускорение-характеристика неравномерного движения; определяет быстроту изменения скорости по модолю и направлению.
Среднее ускорение
Векторная величина, равная отношению
изменения скорости
к интервалу времени
:
.
Мгновенное ускорение
-векторная
величина, определяемая первой производной
скорости по времени:
.
Составляющие ускорения.
-тангенсальная, характеризует
быстроту изменения скорости по модулю
(направлена по касательной к траектории)
.
-нормальная, характеризует быстроту
изменения скорости по направлению
(направлена к центру кривизны
траектории)
.
|
|
Движение |
|
0 |
Прямолинейное движение |
0 |
const |
Равномерное по окружности |
const |
≠0 |
Криволинейное равнопеременное |
Полное ускорение при криволинейном движении.
Геометрическая сумма тангенсальной и
нормальной составляющих:
,
.