Кинематика

Сентябрь 2, 2022

Главная
Алгебра
Кинематика

Содержание

2. Программа по физике 1 семестр 1. Механика. 2. Электричество и магнетизм. 3. Колебания 2 семестр 4.
3. Контрольное задание №1 1 семестр Участкин В.И., Никитин Б.И. ФИЗИКА: теория, контрольные задания и примеры решения
4. Литература Савельев И.В. Курс общей физики, т.1. Механика - Спб.: Лань, 2011. Савельев И.В. Курс общей
5. Лекция 1 КИНЕМАТИКА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО И ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ Введение. Материя, пространство, время. Модели в механике. Системы отсчета.
6. Материя. Пространство. Время. Материя - это окружающие нас тела вместе с создаваемыми ими полями. Материя с
7. Механическое движение Основное свойство материи - материя всегда находится в непрерывном движении. В физике под движением
8. Основные свойства пространства Пространство непрерывно. Пространство Эвклидово или плоское. Пространство трёхмерно. Пространство однородно. Пространственные соотношения инвариантны
9. Основные свойства времени Время непрерывно. Время одномерно, в отличие от пространства. Время однонаправлено. Время однородно т.е.
10. Физические модели в механике Материальная точка (МТ) - тело, размеры которого в данной задаче можно пренебречь
11. Степени свободы Числом степенями свободы механической системы называется число независимых величин или число уравнений, полностью определяющих
12. Поступательное движение Поступательное движение – это движение, при котором любая прямая связанная с движущимся телом остается
13. Системы отсчета. Система координат, служащая для указания положения тела в пространстве, вместе с часами для указания
14. Декартова система координат y x z А i, j, k единичные вектора (орты), указывающие направления вдоль
15. Уравнение движения Одному векторному уравнению соответствуют три скалярных: x = x(t); y = y(t); z =
16. Средняя скорость Путь s -длина траектории, пройденная МТ Средняя скорость - отношение всего пройденного пути к
17. Линейная скорость Понятие мгновенной скорости относится к данной точке и данному моменту. Направлена мгновенная скорость по
18. Линейная скорость Разложение скорости по ортам имеет вид величина скорости v = ⎢v ⎢=
19. Линейное ускорение Вектор ускорения w определяет скорость изменения вектора скорости материальной точки со временем, равен производной
20. Определение пути Путь, пройденный материальной точкой за промежуток времени от t1 до t2 равен определенному интегралу:
21. Криволинейное движение Тангенциальное ускорение характеризует изменение скорости по величине. Нормальное ускорение характеризует изменение скорости по направлению.
22. Полное ускорение Ускорение материальной точки, движущейся по произвольной кривой зависит от кривизны траектории, которая в разных
23. Поступательное движение АТТ При поступательном движении АТТ все его точки перемещаются по одинаковым траекториям и имеют
24. Вращательное движение В случае простого вращательного движения все точки тела движутся по окружностям, центры, которых лежат
25. Вращательное движение При вращательном движении АТТ вводятся угловые параметры, которые являются одинаковыми для всех точек тела,
26. Параметры вращательного движения Период обращения Т- время, за которое тело делает один оборот, т.е. поворачивается на
27. Кинематические параметры вращательного движения Вектор углового перемещения численно равен углу поворота выраженного в радианах, а направление
28. Правило перемножения векторов Два типа перемножения : 1) Скалярное A=F*S*соsα S a F В результате перемножения
29. Векторное произведение векторов А B α C =AB=[A B]=AB*sinα В результате векторного произведения мы получаем вектор,
30. Угловая скорость. Связь линейной и угловой скорости Вектор угловой скорости ω направлен вдоль оси вращения в
31. Кинематика вращательного движения. модуль полного ускорения: Если ось вращения неподвижна, то можно записать связь кинематических параметров
32. Сложное движение При сложном движении выделяют поступательное движение центра масс, а дальше рассматривают вращение в системе
33. Контрольные вопросы 1. Назовите траекторию при которой радиус - вектор меняется: а)только по направлению; б) только
34. Контрольные вопросы 3. Камень брошен вблизи поверхности земли под некоторым углом к горизонту. Нарисуйте на его
36. Скачать презентацию

Слайд 2

Программа по физике
1 семестр
1. Механика.
2. Электричество и магнетизм.
3. Колебания
2 семестр
4.

Волны, оптика;
5. Квантовая физика (включая физику атома и элементы физики твердого тела);
6. Ядерная физика;
7. Термодинамика и молекулярная физика
(в том числе элементы статистической физики).
8. Физическая картина мира.

Слайд 3

Контрольное задание №1 1 семестр
Участкин В.И., Никитин Б.И.
ФИЗИКА:
теория, контрольные задания и

примеры решения задач,
методические указания

Слайд 4

Литература
Савельев И.В. Курс общей физики, т.1. Механика - Спб.: Лань, 2011.
Савельев

И.В. Курс общей физики, т.2. Электричество и магнетизм - Спб.: Лань, 2011
Трофимова Т. И. Курс физики: учеб. пособие для вузов. М. Издательский центр «Академия», 2010г.
Трофимова Т. И., А.В.Фирсов Курс физики. Задачи и решения, М. Издательский центр «Академия», 2010г.

Слайд 5

Лекция 1 КИНЕМАТИКА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО И ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ
Введение. Материя, пространство, время.
Модели в механике.

Системы отсчета.
Уравнения движения.
Кинематика поступательного движения.
Траектория, путь, скорость, ускорение.
Кинематика вращательного движения.
Угловые скорость и ускорение.

Слайд 6

Материя. Пространство. Время.
Материя - это окружающие нас тела вместе с создаваемыми

ими полями.
Материя с точки зрения классической физики, существует в двух видах:
1) В виде вещества, состоящего из мельчайших частиц.
2) В виде поля (гравитационного,
электромагнитного).
Поле-это особый вид материи, передающий взаимодействие между телами.
Пространство и время – основные свойства существования материи.

Слайд 7

Механическое движение
Основное свойство материи - материя всегда находится в непрерывном движении.

В физике под движением понимают любое изменение состояния.
Простейшая форма движения материи - механическое движение.
Механическое движение- процесс изменения положения тела в пространстве с течение времени.

Слайд 8

Основные свойства пространства

Пространство непрерывно.
Пространство Эвклидово или плоское.
Пространство трёхмерно.
Пространство однородно. Пространственные

соотношения инвариантны (неизменны) относительно параллельного переноса системы координат, нет выделенных точек.
5. Пространство изотропно. Пространственные соотношения инвариантны относительно вращения системы координат.
6. Для измерения пространственных объектов эталоном служит «линейка».

Слайд 9

Основные свойства времени
Время непрерывно.
Время одномерно, в отличие от

пространства.
Время однонаправлено.
Время однородно т.е. любые физические законы не зависят от выбора начала отсчёта времени.
Эталон для определения временных соотношений называется «часами».

Слайд 10

Физические модели в механике
Материальная точка (МТ) - тело, размеры которого в

данной задаче можно пренебречь и считать, что все вещество сосредоточено в точке.
Абсолютно твердое тело (АТТ) - размеры тела неизменны, деформаций нет.
Сплошная среда - объект, в котором возможны деформации и перемещения; вещество тела распределено непрерывно
( жидкость, плазма)

Слайд 11

Степени свободы
Числом степенями свободы механической системы называется число независимых величин или

число уравнений, полностью определяющих положение системы.
МТ имеет 3 степени свободы
Система из N материальных точек имеет
(3 N – К) степеней свободы, где К- число жестких связей.

Слайд 12

Поступательное движение
Поступательное движение – это движение, при котором любая прямая связанная

с движущимся телом остается параллельной самой себе.
При поступательном движении всегда используется модель МТ

Слайд 13

Системы отсчета.
Система координат, служащая для указания положения тела в пространстве, вместе

с часами для указания времени называется системой отсчета.
Система в которой выполняется принцип инерции Галилея называется инерциальной системой отсчета
Декартова прямоугольная система координат - 3 взаимно перпендикулярных оси.
Положение МТ задается при помощи радиус-вектора R(t), проведенного из начала координат в данную точку.
МТ при своем движении описывает некую линию, которая называется траекторией.

Слайд 14

Декартова система координат
y
x
z
А
i, j, k единичные вектора (орты), указывающие направления вдоль

этих осей. Радиус-вектор можно разложить по ортам.

Слайд 15

Уравнение движения
Одному векторному уравнению соответствуют три скалярных:
x

= x(t); y = y(t); z = z(t).
x, y, z - проекции радиус-вектора на оси X,Y,Z соответственно.
Уравнение движения в координатной форме

Слайд 16

Средняя скорость
Путь s -длина траектории, пройденная МТ
Средняя скорость - отношение

всего пройденного пути к соответствующему промежутку времени:
= s / t .
При траекторном способе описания движения вводится бесконечно малый элемент траектории ds.
v =
V-скалярная величина, характеризующая быстроту изменения траектории по времени .

Слайд 17

Линейная скорость
Понятие мгновенной скорости относится к данной точке и данному моменту.

Направлена мгновенная скорость по касательной в данной точке в сторону движения.
Если v = const, то есть скорость постоянна по величине и по направлению, то такое движение называется равномерным.

Слайд 18

Линейная скорость
Разложение скорости по ортам имеет вид
величина скорости
v = ⎢v

⎢=

Слайд 19

Линейное ускорение
Вектор ускорения w определяет скорость изменения вектора скорости материальной

точки со временем, равен производной от вектора скорости по времени:

В зависимости от направления скорости и ускорения различают равноускоренное и равнозамедленное движения.

Слайд 20

Определение пути
Путь, пройденный материальной точкой за промежуток времени от t1 до

t2 равен определенному интегралу:

На графике зависимости модуля вектора скорости от времени пройденный путь графически изображается, как площадь под графиком между двумя моментами времени.

Слайд 21

Криволинейное движение
Тангенциальное ускорение характеризует изменение скорости по величине.
Нормальное ускорение

характеризует изменение скорости по направлению.

Полное ускорение w материальной точки может быть представлено как сумма двух векторов тангенциального и нормального ускорений. Нормальное ускорение wn перпендикулярно к вектору скорости v, а тангенциальное wτ направлено по касательной к траектории

Слайд 22

Полное ускорение
Ускорение материальной точки, движущейся по произвольной кривой зависит от кривизны

траектории, которая в разных точках может быть различна.
Модуль полного ускорения

Слайд 23

Поступательное движение АТТ
При поступательном движении АТТ все его точки перемещаются по

одинаковым траекториям и имеют одинаковые скорость и ускорение. Поэтому при поступательном движении АТТ используются модель МТ и кинематические параметры для МТ.
В этом случае выбирается одна точка, связанная с телом и описывается ее движение. Все остальные точки в движении отличаются только по координатам.

Слайд 24

Вращательное движение
В случае простого вращательного движения все точки тела движутся по

окружностям, центры, которых лежат на одной прямой, называемой осью вращения.
Ось вращения может находиться вне тела.
При вращательном движении всегда используется модель АТТ

Слайд 25

Вращательное движение
При вращательном движении АТТ вводятся угловые параметры, которые являются

одинаковыми для всех точек тела, поэтому они описывают движение твердого тела как целого.
Все вектора описывающие вращательное движение твердого тела являются аксиальными, т.е. направлены по оси вращения.

Слайд 26

Параметры вращательного движения
Период обращения Т- время, за которое тело делает

один оборот, т.е. поворачивается на угол 2π
Частота- это число оборотов в единицу времени

Циклическая частота:
измеряется в рад/с

Слайд 27

Кинематические параметры вращательного движения
Вектор углового перемещения численно равен углу поворота выраженного

в радианах, а направление определяется по правилу правого винта.
ϕ=ϕ(t)
угловая скорость ω = dϕ/dt
угловое ускорение ε = dω/dt

Слайд 28

Правило перемножения векторов
Два типа перемножения :
1) Скалярное A=FSсоsα
S
a
F
В результате перемножения

векторов получаем скаляр, например, А - работа

Слайд 29

Векторное произведение векторов
А
B
α
C =AB=[A B]=AB*sinα
В результате векторного произведения мы

получаем вектор, модуль которого равен AB*sin α , а направление определяется по правилу правого винта. Результирующий вектор перпендикулярен плоскости в которой лежат перемножаемые вектора.

Слайд 30

Угловая скорость. Связь линейной и угловой скорости
Вектор угловой скорости ω направлен

вдоль оси вращения в сторону, определяемую правилом правого винта, и является аксиальным вектором.
Связь линейной скорости и угловой

Слайд 31