2. Механика. Механическое движение.

Понятие механики. Механика – это часть физики, в которой изучают движение тел, взаимодействие тел или, движение тел под каким-либо взаимодействием.

Главная задача механики – это определение местоположения тела в любой момент времени.

Разделы механики: кинематика и динамика. Кинематика – это раздел механики, изучающий геометрические свойства движений без учета их масс и действующих на них сил. Динамика – это раздел механики, изучающий движение тел под действием приложенных к ним сил.

Движение. Характеристики движения. Движение – это изменение положения тела в пространстве с течением времени относительно других тел. Характеристики движения: пройденный путь, перемещение, скорость, ускорение.

Механическое движение – это изменение положение тела (или его частей) в пространстве относительно других тел с течением времени.

Поступательное движение. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Равномерное движение тела. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Неравномерное механическое движение – это движение, при котором за равные промежутки времени тело совершает неравные перемещения.

Относительность механического движения. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Точка отсчёта и система отсчёта в механическом движении. Тело, относительно которого рассматривается движение, называется точкой отсчёта. Система отсчёта в механическом движении – это точка отсчёта и система координат и часами.

Система отсчета. Характеристики механического движения. Система отсчета демонстрируется видеопоказом с объяснениями. Механическое движение имеет характеристики: Траектория; Путь; Скорость; Время.

Траектория прямолинейного движения – это линия, вдоль которой движется тело.

Криволинейное движение. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Путь и понятие скалярной величины. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Физические формулы и единицы измерения характеристик механического движения:

Обозначение величины	Единицы измерения величины	Формула для определения величины
Путь-s	м, км	S = vt
Время- t	с, час	T = s/v
Скорость -v	м/с, км/ч	V = s/t

Понятие ускорения. Раскрывается демонстрацией видеопоказа, с объяснениями.

Формула для определения величины ускорения:

3. Законы динамики Ньютона.

Великий физик И. Ньютон. И. Ньютон развенчал античные представления, что законы движения земных и небесных тел совершенно различны. Вся Вселенная подчинена единым законам, допускающим математическую формулировку.

Две фундаментальные задачи, решенные физикой И. Ньютона:

1. Создание для механики аксиоматической основы, которая перевела эту науку в разряд строгих математических теорий.

2. Создание динамики, связывающей поведение тела с характеристиками внешних воздействий на него (сил).

Законы динамики И. Ньютона в его авторской редакции:

1. Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.

2. Изменение количества движения пропорционально приложенной силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.

3. Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе, взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.

Первый закон динамики И. Ньютона. Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.

Понятия инерции и инертности тела. Инерция – это явление, при котором тело стремится сохранить свое первоначальное состояние. Инертность – это свойство тела сохранять состояние движения. Свойство инертности характеризуется массой тела.

Развитие Ньютоном теории механики Галилея. Долгое время считалось, что для поддержания любого движения необходимо осуществлять нескоменсированное внешнее воздействие со стороны других тел. Ньютон разбил эти убеждения, выведенные Галилеем.

Инерциальная система отсчета. Системы отсчёта, относительно которых свободное тело движется равномерно и прямолинейно, называются инерциальными.

Первый закон Ньютона – закон инерциальных систем. Первый закон Ньютона – это постулат о существовании инерциальных систем отсчёта. В инерциальных системах отсчёта механические явления описываются наиболее просто.

Второй закон динамики И. Ньютона. В инерциальной системе отсчёта прямолинейное и равномерное движение может происходить только в том случае, если на тело не действуют другие силы или действие их скомпенсировано, т.е. уравновешено. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Принцип суперпозиции сил. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Понятие массы тела. Масса – одна из самых фундаментальных физических величин. Масса характеризует сразу несколько свойств тела и обладает рядом важных свойств.

Сила - центральное понятие второго закона Ньютона. Второй закон Ньютона определяет, что тело тогда будет двигаться с ускорением, когда на него действует сила. Сила – мера взаимодействия двух (или больше) тел.

Два вывода классической механики из второго закона И. Ньютона:

1. Ускорение тела напрямую связано с приложенной к телу силой.

2. Ускорение тела напрямую связано с его массой.

Демонстрация прямой зависимости ускорения тела от его массы

Третий закон динамики И. Ньютона. Демонстрируется видеопоказом с объяснениями.

Значение законов классической механики для современной физики. Механика, основанная на законах Ньютона, называется классической механикой. В рамках классической механики хорошо описывается движение не очень маленьких тел с не очень большими скоростями.

Демонстрации:

Физические поля вокруг элементарных частиц.

Планетарная модель атома Резерфорда и Бора.

Движение, как физическое явление.

Поступательное движение.

Равномерное прямолинейное движение

Неравномерное относительное механическое движение.

Видеоанимация системы отсчета.

Криволинейное движение.

Путь и траектория.

Ускорение.

Инерция покоя.

Принцип суперпозиции.

2-й закон Ньютона.

Динамометр.

Прямая зависимость ускорения тела от его массы.

3-й закон Ньютона.

Контрольные вопросы:.

1. Сформулируйте определение и научный предмет физики.

2. Сформулируйте физические свойства, общие для всех явлений природы.

3. Сформулируйте основные этапы эволюции физической картины мира.

4. Назовите 2 основных принципа современной науки.

5. Назовите особенности механистической модели мира.

6. В чем суть молекулярно-кинетической теории.

7. Сформулируйте основные признаки электромагнитной картины мира.

8. Объясните понятие физического поля.

9. Определите признаки и различия электрического и магнитного полей.

10. Объясните понятия электромагнитного и гравитационного полей.

11. Объясните понятие «Планетарная модель атома»

12. Сформулируйте признаки современной физической картины мира.

13. Сформулируйте основные положения современной физической картины мира.

14. Объясните значение теории относительности А. Эйнштейна.

15. Объясните понятие: «Механика».

16. Назовите основные разделы механики и дайте им определения.

17. Назовите основные физические характеристики движения.

18. Сформулируйте признаки поступательного механического движения.

19. Сформулируйте признаки равномерного и неравномерного механического движения.

20. Сформулируйте признаки относительности механического движения.

21. Объясните смысл физических понятий: «Точка отсчёта и система отсчёта в механическом движении».

22. Назовите основные характеристики механического движения в системе отсчета.

23. Назовите основные характеристики траектории прямолинейного движения.

24. Назовите основные характеристики криволинейного движения.

25. Дайте определение физическому понятию: «Путь».

26. Дайте определение физическому понятию: «Скалярная величина».

27. Воспроизведите физические формулы и единицы измерения характеристик механического движения.

28. Сформулируйте физический смысл понятия: «Ускорение».

29. Воспроизведите физическую формулу для определения величины ускорения.

30. Назовите две фундаментальные задачи, решенные физикой И. Ньютона.

31. Воспроизведите основные смыслы и содержание первого закона динамики И. Ньютона.

32. Сформулируйте физический смысл понятия инерции и инертности тела.

33. В чем проявилось развитие Ньютоном теории механики Галилея.

34. Сформулируйте физический смысл понятия: «Инерциальная система отсчета».

35. Почему первый закон Ньютона это закон инерциальных систем.

36. Воспроизведите основные смыслы и содержание второго закона динамики И. Ньютона.

37. Сформулируйте физические смыслы принципа суперпозиции сил, выведенного И. Ньютоном.

38. Сформулируйте физический смысл понятия массы тела.

39. Обоснуйте, что сила является центральным понятием второго закона Ньютона.

40. Сформулируйте два вывода классической механики на основании второго закона И. Ньютона.

41. Воспроизведите основные смыслы и содержание третьего закона динамики И. Ньютона.

42. Объясните значение законов классической механики для современной физики.

Литература:

1. Ахмедова Т.И., Мосягина О.В. Естествознание: Учебное пособие / Т.И. Ахмедова, О.В. Мосягина. – М.: РАП, 2012. – С. 34-37.