Механика. Механическое движение

Июль 22, 2022

Главная
Физика
Механика. Механическое движение

Содержание

2. 2.1 Механическое движение Механика - раздел физики, изучающий закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие
3. 2.2 Разделы механики Классическая (ньютоновская) механика - изучает законы движения макроскопических тел, скорости которых малы по
4. Классическая механика делится на три раздела: Кинематика изучает движение тел, не рассматривая причины этого движения. Динамика
5. 2.3 Виды механического движения
6. Поступательное движение – это движение, при котором любая прямая, связанная с телом, при его движении остается
7. 2.4 Кинематика материальной точки Предметом исследования классической механики является материальная точка. Материальная точка - это тело,
8. Судить о движении тела можно, только сопоставляя его с каким-либо другим телом, которое принято называть телом
9. Рис.1 Z Y X A(x, y, z) z x y
10. При движении материальной точки ее координаты с течением времени изменяются и ее движение определяется кинематическими уравнениями
11. 2.5.1 Траектория, путь, перемещение Траектория, путь, перемещение – это геометрические характеристики движения. В зависимости от вида
12. Расстояние, пройденное материальной точкой по траектории в течение некоторого промежутка времени, называют пройденным путем. Пройденный путь
13. Вектор, соединяющий начальную и конечную точку траектории, называется вектором перемещения или перемещением. Вектор перемещения является приращением
15. 2.5.2 Скорость Траектория, путь, перемещение полностью движение не описывают. Введем следующую физическую величину – скорость. Скорость
16. Предел отношения вектора перемещения к интервалу времени (при интервале времени стремящемуся к нулю), равен скорости материальной
17. Можно получить проекции вектора скорости на оси: Модуль скорости определяется выражением: Средняя скорость - скалярная величина,
18. За единицу скорости принимают скорость такого равномерного движения, при котором тело за единицу времени (1 с)
19. 2.5.3 Ускорение Скорость материальной точки с течением времени может меняться. Для характеристики такого изменения скорости вводится
20. При криволинейном движении точки вектор ее ускорения отклонен от касательной к траектории в сторону ее вогнутости:
21. Основной единицей ускорения является метр на секунду в квадрате (1 м/с2). За единицу ускорения принимают ускорение
22. 2.5.4 Нормальное и тангенциальное ускорение. Для плоской траектории можно выделить два направления. Первое по касательной к
23. Составляющая называется тангенциальным (касательным) ускорением, она направлена по касательной к траектории (как и скорость) и характеризует
24. Составляющая называется нормальным (центростремительным) ускорением, она направлена по нормали к траектории к центру кривизны траектории и
25. Полное ускорение по модулю равно: И составляет угол α с вектором тангенциального ускорения, который определяется соотношением
26. 2.5.5 Виды движения в зависимости от составляющих ускорения В зависимости от тангенциальной и нормальной составляющих ускорения
27. 2.5.5.1 Прямолинейное равномерное движение Равномерным называют такое движение, при котором тело за любые равные промежутки времени
28. 2.5.5.2 Прямолинейное равноускоренное (равнопеременное) движение Движение, при котором скорость тела за любые равные промежутки времени увеличивается
29. 2.5.5.3 Равноускоренное (равнопеременное) движение по окружности aτ = const, an≠ 0, Имеет место движение по окружности
30. Рис. 5 φ – угол между радиус-вектором и осью х – угловое пермещение. С течением времени
31. Угловая скорость есть векторная величина, равная здесь dφ – угловое перемещение, вектор ω направлен вдоль оси
32. Угловое ускорение есть векторная величина, равная причем вектор ε cонаправлен вектору ω при ускоренном движении и
33. Связь между линейными и угловыми величинами: v=Rω, s = Rφ, aτ =Rε, Для равнопеременного движения по
34. 2.5.5.4 Равномерное движение по окружности aτ = 0, an= const, Для равномерного движения по окружности ω=const
35. Промежуток времени в течение которого точка совершает один поворот, называется периодом вращения. Число полных оборотов, совершаемых
37. Скачать презентацию

Слайд 2

2.1 Механическое движение
Механика - раздел физики, изучающий закономерности механического движения и

причины, вызывающие или изменяющие это движение..
Механическое движение - это изменение с течением времени взаимного расположения тел или их частей друг относительно друга.

Слайд 3

2.2 Разделы механики
Классическая (ньютоновская) механика - изучает законы движения макроскопических тел,

скорости которых малы по сравнению со скоростью света в вакууме.
Релятивистская механика - изучает законы движения макроскопических тел со скоростями, сравнимыми со скоростью света в вакууме (с ≈ 3∙108 м/с).
Квантовая механика - изучает законы движения микроскопических тел (отдельных атомов, элементарных частиц).

Слайд 4

Классическая механика делится на три раздела:
Кинематика изучает движение тел, не

рассматривая причины этого движения.
Динамика изучает причины, вызывающие движения тел.
Статика изучает законы равновесия системы тел.

Слайд 5

2.3 Виды механического движения

Слайд 6

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

с телом, при его движении остается параллельной своему начальному положению.
Вращательным движением тела вокруг неподвижной оси называется такое его движение, при котором все точки тела движутся в плоскостях, перпендикулярных к неподвижной прямой, называемой осью вращения, и описывают окружности, центры которых лежат на этой оси.
Колебательным движением называется процесс, при котором характеристики движения принимают одни и те же значения через некоторые промежутки времени.

Слайд 7

2.4 Кинематика материальной точки
Предметом исследования классической механики является материальная точка.
Материальная

точка - это тело, обладающее массой, размерами которого в данной задаче можно пренебречь.
Для количественного описания механического движения тела необходимо знать его положение в пространстве в любой момент времени.

Слайд 8

Судить о движении тела можно, только сопоставляя его с каким-либо другим

телом, которое принято называть телом отсчета.
Тело отсчета – это тело, которое в условиях данной задачи условно считается неподвижным и относительно которого рассматривается движение.
С телом отсчета связана система координат.
Совокупность тела отсчета, системы координат и часов составляют систему отсчета.

Слайд 9

Рис.1
Z
Y
X
A(x, y, z)
z
x
y

Слайд 10

При движении материальной точки ее координаты с течением времени изменяются и

ее движение определяется кинематическими уравнениями движения материальной точки:
x = f1(t), y = f2(t), z = f3(t).

В более общей записи:
- радиус вектор

Слайд 11

2.5.1 Траектория, путь, перемещение
Траектория, путь, перемещение – это геометрические характеристики движения.

В зависимости от вида траектории различают прямолинейное и криволинейное движение.
Если траектория располагается в одной плоскости, то траектория называется плоской.

Совокупность всех последовательных положений материальной точки в пространстве представляет траекторию движения.

Слайд 12

Расстояние, пройденное материальной точкой по траектории в течение некоторого промежутка времени,

называют пройденным путем.
Пройденный путь (или просто путь) — физическая величина, ее принято обозначать буквой S.

Длина пути dS является скалярной функцией времени S(t).

Слайд 13

Вектор, соединяющий начальную и конечную точку траектории, называется вектором перемещения или

перемещением.
Вектор перемещения является приращением радиуса-вектора.

При прямолинейном движении вектор совпадает с соответствующим участком перемещения и модуль перемещения равен пройденному пути S.

Слайд 14

Слайд 15

2.5.2 Скорость
Траектория, путь, перемещение полностью движение не описывают. Введем следующую

физическую величину – скорость.
Скорость характеризует быстроту движения тела и его направление в данный момент времени. Скорость - векторная величина.
Так, запись означает, что скорость — векторная величина, имеющая направление, а запись V — модуль скорости, т. е. числовое значение скорости.

Слайд 16

Предел отношения вектора перемещения к интервалу времени (при интервале времени стремящемуся

к нулю), равен скорости материальной точки:
Скорость – это производная от радиуса-вектора по времени:
Эта скорость называется мгновенной. Вектор скорости направлен по касательной к траектории движения материальной точки.

Слайд 17

Можно получить проекции вектора скорости на оси:
Модуль скорости определяется выражением:
Средняя скорость

- скалярная величина, равная отношению пути к промежутку времени, затраченному на его прохождение

Слайд 18

За единицу скорости принимают скорость такого равномерного движения, при котором тело

за единицу времени (1 с) проходит путь, равный единице длины (1 м).
Основной единицей скорости является метр в секунду (1 м/с).

Слайд 19

2.5.3 Ускорение
Скорость материальной точки с течением времени может меняться. Для

характеристики такого изменения скорости вводится новая векторная величина – ускорение.
Ускорение характеризует быстроту изменения скорости по модулю и направлению, т.е. ускорение - векторная величина.
Мгновенное ускорение определяется как

Слайд 20

При криволинейном движении точки вектор ее ускорения отклонен от касательной к

траектории в сторону ее вогнутости:
при ускоренном движении угол между и V острый, при замедленном движении - тупой.

Слайд 21

Основной единицей ускорения является метр на секунду в квадрате (1 м/с2).

За единицу ускорения принимают ускорение такого равноускоренного движения, при котором за 1 с скорость изменяется на 1 м/с.

Слайд 22

2.5.4 Нормальное и тангенциальное ускорение.
Для плоской траектории можно выделить два направления.

Первое по касательной к траектории (орт ) и второе по главной нормали (орт ). Рис.3

Тогда вектор можно разложить на две составляющие вдоль этих направлений

Слайд 23

Составляющая называется тангенциальным (касательным) ускорением, она направлена по касательной к траектории

(как и скорость) и характеризует быстроту изменения скорости по модулю.
При ускоренном движении вектор
совпадает по направлению с вектором скорости , а при замедленном движении эти векторы направлены в противоположные стороны.

Слайд 24

Составляющая называется нормальным (центростремительным) ускорением, она направлена по нормали к траектории

к центру кривизны траектории и характеризует быстроту изменения скорости по направлению и равно по модулю:
Здесь r – радиус кривизны траектории.

Слайд 25

Полное ускорение по модулю равно:
И составляет угол α с вектором тангенциального

ускорения, который определяется соотношением

Слайд 26

2.5.5 Виды движения в зависимости от составляющих ускорения
В зависимости от тангенциальной

и нормальной составляющих ускорения возможны девять видов движения. Наиболее важные виды движения:
Прямолинейное равномерное движение
Прямолинейное равноускоренное (равнопеременное) движение (равноускоренное или равнозамедленное)
Равноускоренное (равнопеременное) движение по окружности
Равномерное движение по окружности

Слайд 27

2.5.5.1 Прямолинейное равномерное движение
Равномерным называют такое движение, при котором тело

за любые равные промежутки времени проходит одинаковые пути.
aτ = 0, an = 0,
кинематическое уравнение движения
S = V t.

Слайд 28

2.5.5.2 Прямолинейное равноускоренное (равнопеременное) движение
Движение, при котором скорость тела за любые

равные промежутки времени увеличивается (или уменьшается) на одно и то же значение, называют равноускоренным.
aτ = a = const, an= 0,
кинематические уравнения движения

здесь vo - скорость в начальный момент времени.

Слайд 29

2.5.5.3 Равноускоренное (равнопеременное) движение по окружности
aτ = const, an≠ 0,
Имеет

место движение по окружности радиуса R

Слайд 30

Рис. 5
φ – угол между радиус-вектором и осью х – угловое

пермещение.
С течением времени угол поворота φ меняется. Пусть за время dt повернется на угол dφ.

Слайд 31

Угловая скорость есть векторная величина, равная
здесь dφ – угловое перемещение,
вектор

ω направлен вдоль оси вращения по правилу правого винта.
Единица измерения угловой скорости [рад/с].

Слайд 32

Угловое ускорение есть векторная величина, равная
причем вектор ε cонаправлен вектору ω

при ускоренном движении и направлен в противоположную сторону ему при замедленном движении.

Слайд 33

Связь между линейными и угловыми величинами:
v=Rω, s = Rφ, aτ

=Rε,
Для равнопеременного движения по окружности (ε = const).
ω = ωo ± εt
где ωo - начальная угловая скорость.

Слайд 34

2.5.5.4 Равномерное движение по окружности
aτ = 0, an= const,
Для равномерного

движения по окружности ω=const
кинематическое уравнение
φ=ωt.
Связь между линейными и угловыми величинами:
s = Rφ, v = Rω, an = ω2R,
где R - радиус окружности.

Слайд 35

Промежуток времени в течение которого точка совершает один поворот, называется периодом

вращения.
Число полных оборотов, совершаемых телом в единицу времени, называется частотой вращения.
Отсюда

Механика. Механическое движение

Содержание

2.1 Механическое движениеМеханика - раздел физики, изучающий закономерности механического движения и

2.2 Разделы механикиКлассическая (ньютоновская) механика - изучает законы движения макроскопических тел,

Классическая механика делится на три раздела: Кинематика изучает движение тел, не

2.3 Виды механического движения

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

2.4 Кинематика материальной точки Предметом исследования классической механики является материальная точка.Материальная

Судить о движении тела можно, только сопоставляя его с каким-либо другим

Рис.1ZYXA(x, y, z)zxy

При движении материальной точки ее координаты с течением времени изменяются и

2.5.1 Траектория, путь, перемещениеТраектория, путь, перемещение – это геометрические характеристики движения.

Расстояние, пройденное материальной точкой по траектории в течение некоторого промежутка времени,

Вектор, соединяющий начальную и конечную точку траектории, называется вектором перемещения или

2.5.2 Скорость Траектория, путь, перемещение полностью движение не описывают. Введем следующую

Предел отношения вектора перемещения к интервалу времени (при интервале времени стремящемуся

Можно получить проекции вектора скорости на оси:Модуль скорости определяется выражением:Средняя скорость

За единицу скорости принимают скорость такого равномерного движения, при котором тело

2.5.3 Ускорение Скорость материальной точки с течением времени может меняться. Для

При криволинейном движении точки вектор ее ускорения отклонен от касательной к

Основной единицей ускорения является метр на секунду в квадрате (1 м/с2).

2.5.4 Нормальное и тангенциальное ускорение.Для плоской траектории можно выделить два направления.

Составляющая называется тангенциальным (касательным) ускорением, она направлена по касательной к траектории

Составляющая называется нормальным (центростремительным) ускорением, она направлена по нормали к траектории

Полное ускорение по модулю равно:И составляет угол α с вектором тангенциального

2.5.5 Виды движения в зависимости от составляющих ускоренияВ зависимости от тангенциальной

2.5.5.1 Прямолинейное равномерное движение Равномерным называют такое движение, при котором тело

2.5.5.2 Прямолинейное равноускоренное (равнопеременное) движениеДвижение, при котором скорость тела за любые

2.5.5.3 Равноускоренное (равнопеременное) движение по окружности aτ = const, an≠ 0,Имеет

Рис. 5φ – угол между радиус-вектором и осью х – угловое

Угловая скорость есть векторная величина, равная здесь dφ – угловое перемещение,вектор

Угловое ускорение есть векторная величина, равнаяпричем вектор ε cонаправлен вектору ω

Связь между линейными и угловыми величинами: v=Rω, s = Rφ, aτ

2.5.5.4 Равномерное движение по окружности aτ = 0, an= const,Для равномерного