Тема 1 (лекции 1-2): Кинематика поступательного и вращательного движения План:
Предмет физики.
Физические модели.
Методы описания положения материальной точки
Скорость и ускорение материальной точки
Нормальное и тангенциальное ускорение. Радиус кривизны траектории
Модуль и направление углового перемещения.
Модуль и направление угловой скорости.
Мгновенная угловая скорость.
Связь линейной и угловой скоростей.
Модуль и направление углового ускорения.
Связь тангенциального и углового ускорения.
Мгновенное угловое ускорение.
1. Физика – наука о природе.
Физика выросла из потребности техники. Физика имеет непосредственное, двухстороннее отношение к технике:
от физики к технике | от техники к физике
Разделы физики:
Механика- раздел физики, изучающий формы перемещения (движения) тел в пространстве и времени.
1. Кинематика - раздел, занимающийся описанием механического движения, вне зависимости от его причин.
2. Динамика - раздел, занимающийся поиском законов движения, с помощью которых, при известном виде взаимодействия тел, может быть предсказано положение тел в любой момент времени. Т.е. изучает законы движения тел и причины, которые вызывают или изменяют метод движения.
3. Законы сохранения - занимаются формулировкой общих, не зависящих от вида взаимодействия, свойств систем тел, а также рассмотрением связи с фундаментальными свойствами пространства и времени.
2. Физические модели.
Модель- совокупность основных черт явления.
Инерциальная система отсчета. (И.С.О.)
Материальная точка.
Модель абсолютно твердого тела.
И.С.О.- это такая система, относительно которой, материальная точка, свободная от внешних воздействий, либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно.
Система отсчета– тело отсчета (или система неподвижных относительно друг друга тел) условно принятое за неподвижное.
Материальная точка– тело, размером которого в данной задаче можно пренебречь.
Абсолютно твердое тело– система материальных точек,изменением расстояния между которыми в данной задаче можно пренебречь.
3. Координатное и векторное описание положения частицы, связь между ними.
1
Радиус-вектор
–
=
Меняются со временем:
Кинематическое уравнение движения
Задавая
зависимость
и получив геометрическое место точек
концов
,
мы определим траекторию движения
материальной точки.
4. Скорость и ускорение материальной точки
Прямолинейный отрезок, соединяющий начало и конец траектории, называется перемещением материальной точки.
–перемещение
(
=
)
Средняя скорость сонаправлена с вектором перемещения. Мгновенная скорость направлена по касательной к дуге окружности.
; 
,
при
,
при
5. Нормальное и тангенциальное ускорение. Радиус кривизны траектории
–(тангенциальное)
отвечает за изменение скорости по модулю
–(нормальное)
отвечает за изменение скорости по
направлению
;
R – радиус кривизны траектории – радиус окружности, проведённой через три бесконечно близкие точки траектории.
Вид
движения в зависимости от
и
:
|
№ |
|
|
Вид движения |
|
1 |
0 |
0 |
равномерное, прямолинейное |
|
2 |
const |
0 |
равнопеременное, прямолинейное |
|
3 |
f(t) |
0 |
с переменным ускорением, прямолинейное |
|
4 |
0 |
const |
равномерное, по окружности |
|
5 |
const |
const |
равнопеременное, по окружности |
|
6 |
const |
f(t) |
равнопеременное, криволинейное |
|
7 |
f(t) |
f(t) |
с переменным ускорением, криволинейное |
|
8 |
0 |
f(t) |
равномерное, криволинейное |
|
9 |
f(t) |
const |
с переменным ускорением, по окружности |
