Кинематика

Кинематика — раздел механики, изучающий способы описания движения тела. В кинематике не рассматриваются причины движения.



Механическое движение — изменение положения тела. Для определения положения тела необходима система отсчета, т. е. положение тела всегда определяется относительно других тел.

Система отсчета (СО) — совокупность тела отсчета и связанной с ним системы координат, а также начало отсчета времени.

Материальная точка — модель тела, размерами которого можно пренебречь в условиях решаемой задачи.

Траектория — воображаемая линия, вдоль которой движется материальная точка.

Путь (s) — длина участка траектории между начальным и конечным положениями точки на ней. Путь — величина скалярная, единица пути — метр (м), вычисляется по формуле

S = vt, где s — путь (м), v — модуль скорости (м/с), t — время (с).

Перемещение (S) — направленный отрезок (вектор), соединяющий начальное и конечное положения тела.

Проекции вектора перемещения в прямоугольной системе координат при движении на плоскости определяются следующими формулами:

Sx = S' cos сс,

Sy = S' sin а,

У

Сочинение по физике на тему механикаПроек

Ции перемещения на оси Ох и Оу, а — угол между вектором перемещения и осью Ох, S — модуль перемещения.

Прямолинейное равномерное движение — движение, при котором тело за любые равные промежутки времени совершает равные перемещения.

Скорость при прямолинейном равномерном движении (i3) — физическая величина, равная отношению перемещения тела ко времени, за которое это перемещение совершено:

Скорость — величина векторная, единица скорости — метр в секунду (м/с). Зная проекции скорости, можно найти ее модуль:

Закон сложения скоростей. Если в некоторой системе отсчета два тела движутся со скоростями i3j и и2, то скорость и21 второго тела относительно первого (т. е. скорость второго тела в системе отсчета, связанной с первым телом) вычисляется по формуле:

Переменное движение — движение, которое не

Является равномерным прямолинейным.

Скорость переменного движения (и) — физическая величина, равная отношению перемещения тела к промежутку времени, за которое это перемещение было совершено, при условии, что промежуток времени очень мал (стремится к нулю):

V =

Механика сочинениеS.

At

Прямолинейное движение — движение, при котором траектория является прямой линией. Особенность этого движения в том, что если скорость не меняет направления, то путь равен модулю вектора перемещения.

Криволинейное движение — движение, при котором траекторией является кривая линия. Особенность этого движения в том, что модуль перемещения меньше пути, так как скорость меняет

Свое направление. При криволинейном движении направления ускорения и скорости не совпадают.

Ускорение (а) — физическая величина, равная отношению изменения скорости тела Ай к промежутку времени, за которое это изменение произошло, при условии, что промежуток времени очень мал (стремится к нулю):

Ускорение — скорость изменения скорости, величина векторная. Единица ускорения — метр в секунду за секунду (м/с2).

Равноускоренное движение — движение, при котором ускорение тела постоянно.

Зависимость скорости от времени при равноускоренном движении определяется формулой:

V = v0 + at,

Где v — скорость тела (м/с) в момент t, i)0 — скорость тела в начальный момент времени (м/с), а — ускорение (м/с2), t — время, прошедшее с начала изменения скорости (с).

Зависимость перемещения от времени при равноускоренном движении определяется формулой: где S — перемещение тела (м) за время t, и0 — скорость тела в начальный момент времени (м/с), а — ускорение (м/с2), t — время, прошедшее с начала изменения скорости (с).

Полезная формула для прямолинейного движения:

V2 - vfi = 2aS.

Равномерное движение по окружности — движение тела с постоянной по модулю скоростью, при котором траекторией является окружность.

Радиан — единица измерения углов. 1 радиан — центральный угол, опирающийся на дугу, длина которой равна радиусу.

Величина угла вычисляется по формуле: где ф — угол дуги в радианах, I — длина дуги окружности (м), R — радиус окружности (м). Угол — величина безразмерная. Наименование не указывает. Угловая скорость (со) — величина, равная отношению угла поворота радиуса, на котором находится вращающаяся точка, к промежутку времени, за который произошел этот поворот:

<р _ о _ 2п t R Т

Где со — угловая скорость (1/с), ср — угол поворота в радианах, t — время (с), v — модуль вектора скорости (м/с), R — радиус окружности (м), Т — период (с).

Период (Т) (время одного полного оборота) — минимальное время, за которое точка возвращается в начальное положение. Единица периода — секунда (с).

Частота (v) — количество оборотов, совершаемых за 1 с. Частота — величина, обратная периоду. Единица частоты — герц (Гц). В задачах часто указывается как оборот в секунду.

Центростремительное ускорение — ускорение тела при его равномерном движении по окружности. Направлено вдоль радиуса к центру. Характеризует только изменение направления скорости:

<4 с. = £ = “2*.

Где v — модуль вектора скорости (м/с), R — радиус окружности (м), со — угловая скорость (1/с).

Свободное падение — модель движения тел, на которые действует только сила тяжести. Хорошо описывает движение тел большой плотности вблизи поверхности Земли при скоростях, много меньших скорости звука.

Ускорение свободного падения (g) — ускорение, с которым падают на Землю тела в вакууме. Зависит от широты местности, высоты над уровнем моря и особенностей залегающих пород; вблизи поверхности Земли примерно равно 9,8 м/с2.

Динамика

Динамика — раздел механики, изучающий причины изменения скорости тел.

Первый закон Ньютона. Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело движется без ускорения, если на него не действуют другие тела.

Такие системы отсчета называются инерциаль - ными. В инерциальной системе отсчета тело может изменить свою скорость только в результате действия на него других тел.

Инертность — свойство тела сохранять свою скорость постоянной в инерциальных СО при отсутствии на него внешнего воздействия. Ускорение тела при действии на него других тел будет тем меньше, чем больше инертность тела.

Масса (т) — физическая величина, характеризующая инертность тела. При взаимодействии тел их ускорения обратно пропорциональны массам. Чем больше масса тела, тем сильнее оно притягивается к земле. Единица массы — килограмм (кг).

Килограмм (кг) — масса эталона, цилиндра из платиново-иридиевого сплава. Хранится в Международном бюро мер и весов в Севре (Франция).

Плотность (р) определяется отношением массы вещества к объему, в котором оно содержится:

Единица плотности — килограмм на метр кубический (кг/м3).

Сила (F) — физическая величина, характеризующая действие на тело. Определяется в инер- циальных системах как произведение массы тела на ускорение, приобретаемое этим телом в результате взаимодействия. Сила — величина векторная. Единица силы — ньютон (Н).

1 ньютон — сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/с2. 5

Второй закон Ньютона. Ускорение, которое приобретает тело в результате действия на него силы, прямо пропорционально этой силе и обратно пропорционально его массе:

Третий закон Ньютона. Тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной и той же прямой, равными по модулю и противоположными по направлению:

—> —*

Г1 - ~F2-

Сложение сил, действующих на материальную точку, определяется правилом сложения векторов, так как действие одной силы не изменяет действия другой.

Закон всемирного тяготения. Сила притяжения между двумя материальными точками (или однородными шарами) массами тх и /п2, расположенными на расстоянии R, прямо пропорциональна их массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними (между центрами шаров). Сила притяжения направлена вдоль линии, соединяющей точки:

Где G ~ 6,7-lCT11 Н*м2/кг2 — гравитационная постоянная.

Сила тяжести — сила, действующая на все тела на Земле, обусловлена силой гравитационного притяжения и вращением Земли:

F = mg,

Где т — масса тела (кг), g — ускорение свободного падения (м/с2).

Сила упругости — сила, которая возникает при деформации тел.

Закон Гука. Сила упругости прямо пропорциональна деформации тела и направлена в противоположную сторону:

Fx = - kx,

Где k — жесткость - коэффициент, зависящий от формы тела и материала, из которого оно сделано (Н/м), х — величина деформации (м).

Сила трения скольжения — сила, которая возникает при движении одного тела по поверхности другого, направлена вдоль поверхности соприкосновения в сторону, противоположную относительной скорости:

F = iN,

Где ц — коэффициент трения, зависящий от свойств поверхностей, N — модуль силы давления груза на поверхность (Н).

Вес тела (Р) — сила, с которой неподвижное тело действует на горизонтальную опору или подвес. На земле, если опора и тело неподвижны, вес равен силе тяжести.

При движении опоры с ускорением а вес рассчитывается по формуле:

Р = m(g - а).

Невесомость — состояние, возникающее при движении опоры с ускорением свободного падения. Вес тела при невесомости равен нулю.

Перегрузка — увеличение веса тела в результате ускоренного движения опоры.

Первая космическая скорость — минимальная скорость, которую необходимо сообщить телу в горизонтальном направлении, чтобы оно смогло стать спутником планеты и двигаться по круговой орбите.

Первая космическая скорость определяется по формуле:

V = JgR,

Где g — ускорение свободного падения на планете (м/с2), R — радиус планеты (м). Для Земли первая космическая скорость составляет приблизительно 7,9 км/с.




See also: