Физический словарь по кинематике

№ п/п

Новые понятия

Содержание

1

Механика

изучает механическое движение

2

Кинематика

раздел механики, который изучает описание движения тела, не рассматривая причин, вызвавших движение

3

Механическим движением тела

называется изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени

4

Основная задача механики

определить положение тела в любой момент времени, т.е задать координаты x, y, z

5

Траектория

линия, которую описывает движущееся тело

6

Путь

длина траектории

7

Перемещение

вектор, соединяющий начальную и конечную точки траектории тела, описанной за некоторый интервал времени

8

Материальная точка

тело, размерами которого можно пренебречь в данных условиях движения:

а) размеры тела значительно меньше, чем расстояния, которое оно проходит;

б) тело движется поступательно

9

Поступательное движение

это движение, при котором все точки тела движутся одинаково

10

Тело отсчета

тело, относительно которого определяют положение другого тела

11

Система отсчета включает в себя

тело отсчета, связанную с ним систему координат и прибор для измерения времени

12

Прямолинейное равномерное движение (ПРД)

движение, при котором тело за любые равные промежутки времени осуществляет одинаковые перемещения

13

Скорость равномерного прямолинейного движения

векторная величина, равная отношению перемещения тела ко времени, за которое это перемещение совершено

14

Положение тела при ПРД определяем

15

Под относительностью движения понимают

зависимость кинематических величин (координаты, скорости, пути, перемещения) от выбора системы отсчета - закон сложения перемещений; - закон сложения скоростей

16

Прямолинейное неравномерное движение

движение, при котором тело за одинаковые промежутки времени совершает различные перемещения

17

Средняя скорость при неравномерном движении

равна отношению всего перемещения, совершенного телом, ко всему времени, за которое это перемещение совершено - величина векторная

18

Средняя путевая скорость

равна отношению всего пути, пройденного телом, ко всему времени, за которое этот путь пройден

19

Мгновенная скорость

это скорость тела в данный момент времени или в данной точке траектории

20

Равноускоренное движение

Движение, при котором скорость тела за любые равные промежутки времени изменяется одинаково. Ели при этом направление скорости не изменяется, то движение будет равноускоренным и прямолинейным

21

Ускорение

физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости к промежутку времени, за которое произошло это изменение

22

Прямолинейное равноускоренное движение

характеризуется двумя векторными уравнениями:

23

Положение тела при равноускоренном прямолинейном движении

определяют по формулам:

24

Свободное падение

движение, происходящее только под действием силы притяжения Земли. Свободное падение описывается уравнениями равноускоренного движения

25

Криволинейное движение

движение материальной точки по кривой (по окружности)

26

Равномерное движение по окружности

движение материальной точки по окружности с постоянной по модулю скоростью

27

При равномерном движении тела по окружности

его ускорение в любой точке траектории направлено по радиусу к центру окружности. Это ускорение называют центростремительным

28

Период

промежуток времени, за который тело совершает один полный оборот

29

Линейная скорость

30

Частота вращения

_{величина, равная числу оборотов, которое тело совершает за единицу времени, двигаясь по окружности}

31

Угловая скорость

_{величина, равная отношению угла поворота радиуса, проведенного из центра окружности к точке тела, ко времени, за которое совершен этот поворот}

32

Один радиан

_{это угол, соответствующей дуге, длина которой равна радиусу окружности}

33

Связь между линейной и угловой скоростями

№

п/п

Алгоритм

Выполнение последовательности алгоритма.

1

Выберите систему отсчета: тело

отсчета, систему координат, прибор для измерения времени

(положительное направление оси) или начертите предложенный к задаче график

(или выполните вспомогательный рисунок);

Выберем тело отсчета О, с которым свяжем ось х и укажем положительное направление (к этому чертежу вернемся в пункте 3)

Х

2

Определите вид движения вдоль

каждой оси и напишите

кинематические уравнения

движения: уравнения для

координаты и скорости. (Если тел

несколько, уравнения движения

пишутся для каждого тела).

Для криволинейного движения

запишите (по необходимости формулы: линейной и угловой скоростей, частоты, периода, ускорения);

Запишем уравнение движения в общем виде:

А) для прямолинейного равномерного движения: ;

Б) для прямолинейного равноускоренного движения:

;

В) т.к. в уравнениях движения данной задачи время в первой степени, следовательно, движение прямолинейное равномерное;

Г) запишем кинематические уравнения для велосипедиста и мотоциклиста:

3

Определите начальные условия

(координаты и скорость в

начальный момент времени), а

также проекции ускорения и скорости на оси координат и подставьте эти величины в уравнение движения. (Для

криволинейного движения начальные условия отобразить на рисунке);

Из уравнения прямолинейного равномерного движения записанного в общем виде (п.2А) следует, что у велосипедиста ( ) скорость и направлена по оси ОХ (т.к. скорость величина положительная).

Для мотоциклиста ( ) скорость и направлена против оси ОХ (т.к. скорость величина отрицательная).

Изобразим скорости на чертеже в пункте 1.

4

Определите дополнительные

условия, т.е. координату или

скорость для какого-то момента

времени и подставьте эти величины в уравнение движения.

По необходимости введите дополнительные обозначения, запишите справочные данные;

Когда тела встретятся:

5

Решить полученную систему

уравнений относительно искомых величин

А) Запишем полученную систему уравнений:

Б) Если равны левые части этих уравнений, то равны и правые их части. Приравниваем правые части и решаем уравнение:

В) Подставляем время t в любое уравнение движения (А), например:

или

Мы видим, что результаты одинаковые. Это действительно так, ведь велосипедист и мотоциклист встретятся в точке, координата которой х.

Ответ: координата точки встречи велосипедиста и мотоциклиста .

№

п/п

Алгоритм

Выполнение последовательности алгоритма.

1

Выберите систему отсчета: тело

отсчета, систему координат, прибор

для измерения времени

(положительное направление оси)

или начертите предложенный

к задаче график

(или выполните вспомогательный рисунок);

Выберем тело отсчета О, с которым свяжем ось Х и укажем положительное направление.

(к рисунку вернемся в п.3)

X

2

Определите вид движения вдоль

каждой оси и напишите

кинематические уравнения

движения: уравнения для

координаты и скорости. (Если тел

несколько, уравнения движения

пишутся для каждого тела).

Для криволинейного движения

запишите (по необходимости формулы: линейной и угловой скоростей, частоты, периода, ускорения);

А) Запишем уравнение скорости в общем виде:

, где

-скорость тела относительно неподвижной системы отсчета;

- (скорость течения реки)

скорость подвижной системы отсчета (ПСО) относительно неподвижной системы отсчета(НСО)

 - скорость тела относительно подвижной системы отсчета;

Б) Запишем уравнение скорости для каждой лодки:

 , где  - скорость первой лодки относительно ПСО; - скорость первой лодки относительно НСО

, где - скорость второй лодки относительно ПСО; - скорость второй лодки относительно НСО;

3

Определите начальные условия

(координаты и скорость в

начальный момент времени), а

также проекции ускорения и

скорости на оси координат

и подставьте эти величины

в уравнение движения. (Для

криволинейного движения начальные условия отобразить на рисунке;

А) На рисунке изобразим скорости лодок и течения реки относительно НСО;

Б) Найдем проекции скоростей на ось ОХ для каждой лодки:

скорость - направлена по оси ОХ, значит ее проекция положительная;

скорость - направлена против оси ОХ, значит ее проекция отрицательная.

В) Запишем уравнения скоростей лодок в проекциях на ось Х:

4

Определите дополнительные

условия, т.е. координату или

скорость для какого-то момента

времени и подставьте эти величины

в уравнение движения.

По необходимости введите дополнительные обозначения, запишите справочные данные.

_____________

5

Решить полученную систему

уравнений относительно искомых

величин

Подставим в уравнение скоростей численные значения и определим скорости лодок относительно берега:

=6 м/с

=4 м/с

Ответ: 6 м/с

4 м/с