Ist mechanische Bewegung relativ. Kinematik. mechanische Bewegung. Referenzsystem. Materieller Punkt. Flugbahn. Weg. Einheitliche mechanische Bewegung

Klassenorganisation für den Unterricht

Bekanntschaft mit dem Unterrichtsplan, Äußerung des Zwecks und der Ziele des Unterrichts.

Wissensaktualisierung

"Heute lernen wir in der Lektion die Bewegung, ihre Typen sowie die Konzepte von Flugbahn, Pfad, Bewegung kennen."

Brainstorming

Gesprächssituation zu zweit

Wenn wir über ein offenes Feld sprechen, auf dem sich das Auto bewegt.

Können wir sagen, wohin oder von wo er geht?

Ungefähr richtige Schülerantworten

Wir können es nicht mit Sicherheit sagen

Es gibt keine Orientierungspunkte, an denen wir sagen könnten: "Er fährt von der Brücke oder er nähert sich der Stadt."

Betrachtung von Beispielen mechanischer Bewegung (Folie Nummer 5)

Diskussion über das, was er gesehen hat

Fazit:

Ja, relativ zum Baum ändert der Junge, das Auto, das Flugzeug seinen Ort, das heißt, wir können sagen, dass sich der Junge, das Auto, das Flugzeug relativ zum Baum bewegen.

Definition der mechanischen Bewegung

Eine zeitliche Änderung der Position eines Körpers relativ zu anderen Körpern wird als mechanische Bewegung bezeichnet.(Notizbucheintrag)

Um die Bedeutung dieser Definition zu verstehen, müssen wir das Konzept eines Bezugskörpers und die Relativität der Bewegung einführen

Sehen Sie sich das Video „Mechanische Bewegung. Referenzkörper"

Fazit:

Bezugsstelle - dieser Körper, relativ zu dem die Position eines anderen bestimmt wird Karosserie. Normalerweise als Referenzstelle die Erde wird ausgewählt, aber es kann auch ein Objekt geben, das sich relativ zur Erde bewegt: ein Auto, ein Boot, ein Flugzeug usw.

Die Studierenden geben Beispiele für die mechanische Bewegung von Körpern

Was können Sie über die Dimensionen des an der Bewegung beteiligten Körpers sagen?

Ungefähr richtige Antwort - Sie sind alle unterschiedlich groß

Apropos Größen, wir müssen einige Bedingungen akzeptieren.

Zu diesem Zweck schlage ich vor, das Video "Materialpunkt" anzusehen.

Ein materieller Punkt ist ein Körper, dessen Größe und Form unter gegebenen Bedingungen vernachlässigt werden kann.

Kriterien für das Ersetzen eines Körpers durch einen materiellen Punkt:

a) Der vom Körper zurückgelegte Weg ist viel größer als die Größe des sich bewegenden Körpers.

b) Der Körper bewegt sich vorwärts.

Translationsbewegungsdefinition

Dies ist eine Bewegung, bei der ein Liniensegment, das zwei beliebige Punkte dieses Körpers verbindet, dessen Form und Größe sich während der Bewegung nicht ändert, parallel zu seiner Position zu jedem früheren Zeitpunkt bleibt.

Frage an Studenten

Wie kann man die Position des Körpers bestimmen? (Gespräch zu zweit)

Fazit nach Diskussion

Bezugssystem: Bezugskörper, Koordinatensystem, Uhr.

Das Bezugssystem kann sein:

Eindimensional, wenn die Position des Körpers durch eine Koordinate bestimmt wird

Zweidimensional, wenn die Position des Körpers durch zwei Koordinaten bestimmt wird

Dreidimensional, wenn die Position des Körpers durch drei Koordinaten bestimmt wird.

Demonstration.

Ich habe ein Spielzeugauto mit Uhrwerk auf meinem Schreibtisch.

Lassen Sie uns seine Bewegung demonstrieren

Gedankenexperiment

Stellen Sie sich nun vor, das Auto verlässt das Dorf (Punkt A) in Richtung Stadt (Punkt B). Gleichzeitig hat die Straße, auf der er sich bewegt, die folgende Form (zeichnen Sie eine imaginäre Linie auf die Tafel). Diese Linie wird Pfad genannt.

Eine Bahn ist eine Linie, entlang der sich ein Körper bewegt.

Flugbahn kann sein

Und wenn wir den kürzesten Abstand zwischen zwei Punkten messen, erhalten wir eine Verschiebung.

Die Länge der Bahn, auf der sich der Körper für eine bestimmte Zeit bewegt, wird als Weg bezeichnet.

Sie können sehen, dass die Bewegung und der Pfad durch den Buchstaben S angezeigt werden.

Sowohl Bewegung als auch Weg werden in Kilometern, Metern, Zentimetern, Dezimetern gemessen. Im SI ist die Grundeinheit der Entfernung Meter.

1 mm = 0,001 m, 1 dm = 0,1 m, 1 cm = 0,01 m, 1 km = 1000 m.

Verständnis prüfen

Formative Bewertung (Peer-Assessment)

Für jede Aufgabe stehen 4 Minuten zur Verfügung, zur Bewertung liest ein Schüler seine Antwort vor, der Rest wird anhand der grünen (stimme zu) und roten (stimme nicht zu) Farbe der Semaphore bewertet

Anhang 1

rAnhang 2 (Materialpunkt, Pfad, Verschiebung)

Denke und antworte

1. Ist es möglich, den Mond bei der Berechnung der Entfernung von der Erde zum Mond als materiellen Punkt zu betrachten? beim Messen seines Durchmessers; bei der Berechnung der Bewegung eines Satelliten um den Mond; beim Landen eines Raumfahrzeugs auf seiner Oberfläche; bei der Bestimmung der Geschwindigkeit seiner Bewegung um die Erde?

a) eine Person geht von zu Hause zur Arbeit;

b) eine Person macht Gymnastikübungen;

c) eine Person mit dem Boot reist;

d) beim Messen der Körpergröße einer Person?

a) er läuft von der Spielfeldmitte zum gegnerischen Tor;

b) er nimmt dem Gegner den Ball ab;

c) er passt zu einem anderen Spieler;

d) er argumentiert mit dem Richter;

e) Hilft ihm der Arzt?

4. Zahlen wir für die Fahrt oder den Transport, wenn wir mit dem Taxi, Flugzeug, Schiff oder Zug reisen?

5. Der Junge warf den Ball hoch und fing ihn wieder auf. Unter der Annahme, dass der Ball auf eine Höhe von 2,5 m aufgestiegen ist, finden Sie den Weg und die Bewegung des Balls.

Verankerung Die Begriffe „Weg“ und „Verschiebung“

Anhang 2

mechanische Bewegung

1.Mechanische Bewegung ist ...

1) Bewegung von mechanisierten Geräten

2) Die Bewegung von Autos und Flugzeugen

3) Veränderung der Position des Körpers relativ zu anderen Körpern im Laufe der Zeit

4) Bewegen von Körpern

2.Was ist eine Flugbahn?

Wählen Sie eine von 3 Antwortmöglichkeiten:

1) Dies ist eine Linie, die die Bewegungsrichtung des Körpers angibt

2) Dies ist die Linie, entlang der sich der Körper bewegt

3) Dies ist der Weg, den der Körper bei der Bewegung zurücklegt

3.Beispiele für mechanische Bewegung sind...

Wählen Sie aus 4 Antwortmöglichkeiten:

1) Laufender Mann

2) Fallender Stein

3) Strom, der durch die Drähte fließt

4) Mischen von Flüssigkeitsschichten während des Kochens

4.In welchen Einheiten wird die zurückgelegte Strecke im Internationalen System (SI) gemessen?

Wählen Sie eine von 4 Antwortmöglichkeiten:

1) In Kilometern

2) In Metern

3) In Zentimetern

4) In Hektometern

Zusammenfassung der Lektion

Lehrer: Heute haben wir im Unterricht mechanische Bewegungen und ihre physikalischen Eigenschaften untersucht.

Heute werden wir über das systematische Studium der Physik und ihren ersten Abschnitt - die Mechanik - sprechen. Die Physik untersucht verschiedene Arten von Veränderungen oder Prozessen in der Natur, und welche Prozesse waren für unsere Vorfahren von vorrangigem Interesse? Natürlich sind dies Prozesse, die mit Bewegung verbunden sind. Sie fragten sich, ob der Speer, den sie warfen, fliegen und das Mammut treffen würde; sie fragten sich, ob der Bote mit der wichtigen Nachricht Zeit haben würde, vor Sonnenuntergang in die benachbarte Höhle zu rennen. Alle diese Arten von Bewegungen und mechanische Bewegungen im Allgemeinen werden von der Abteilung namens Mechanik untersucht.

Wohin wir auch schauen, es gibt viele Beispiele für mechanische Bewegung um uns herum: etwas dreht sich, etwas springt auf und ab, etwas bewegt sich hin und her, und andere Körper können in Ruhe sein, was auch ein Beispiel für mechanische Bewegung ist, deren Geschwindigkeit null ist .

Definition

Mechanische Bewegung bezeichnet die Änderung der Position von Körpern im Raum relativ zu anderen Körpern im Laufe der Zeit (Abb. 1).

Reis. 1. Mechanische Bewegung

So wie die Physik in mehrere Abschnitte unterteilt ist, hat die Mechanik ihre eigenen Abschnitte. Die erste heißt Kinematik. Sektion Mechanik Kinematik beantwortet die Frage, wie sich ein Körper bewegt. Bevor man mit dem Studium der mechanischen Bewegung beginnt, ist es notwendig, die grundlegenden Konzepte, das sogenannte ABC der Kinematik, zu definieren und zu lernen. Im Unterricht lernen wir:

Wählen Sie ein Referenzsystem, um die Bewegung des Körpers zu studieren;

Vereinfachen Sie Aufgaben, indem Sie den Körper gedanklich durch einen materiellen Punkt ersetzen;

Bestimmen Sie die Bewegungsbahn, finden Sie den Weg;

Unterscheiden Sie zwischen Bewegungsarten.

In der Definition der mechanischen Bewegung wird der Ausdruck relativ zu anderen Körpern. Wir müssen immer den sogenannten Referenzkörper wählen, dh den Körper, relativ zu dem wir die Bewegung des zu untersuchenden Objekts betrachten. Ein einfaches Beispiel: Bewegen Sie Ihre Hand und sagen Sie - bewegt sie sich? Ja, natürlich in Bezug auf den Kopf, aber in Bezug auf den Knopf an Ihrem Hemd wird er unbeweglich sein. Daher ist die Wahl der Referenz sehr wichtig, da in Bezug auf einige Körper eine Bewegung stattfindet und in Bezug auf andere Körper keine Bewegung stattfindet. Meistens wird als Bezugskörper der Körper gewählt, der immer zur Hand ist, bzw. unter den Füßen - das ist unsere Erde, die in den meisten Fällen der Bezugskörper ist.

Wissenschaftler haben sich lange darüber gestritten, ob sich die Erde um die Sonne oder die Sonne um die Erde dreht. Tatsächlich ist dies aus Sicht der Physik, aus Sicht der mechanischen Bewegung nur ein Streit um den Bezugskörper. Wenn wir die Erde als Bezugskörper betrachten, dann ja - die Sonne dreht sich um die Erde, wenn wir die Sonne als Bezugskörper betrachten - dann dreht sich die Erde um die Sonne. Daher ist der Referenzkörper ein wichtiges Konzept.

Wie lässt sich die Veränderung der Körperhaltung beschreiben?

Um die Position des für uns interessierenden Körpers relativ zum Referenzkörper genau festzulegen, ist es notwendig, dem Referenzkörper ein Koordinatensystem zuzuordnen (Abb. 2).

Wenn sich der Körper bewegt, ändern sich die Koordinaten, und um ihre Änderung zu beschreiben, brauchen wir ein Gerät zur Zeitmessung. Um Bewegung zu beschreiben, benötigen Sie:

Bezugsstelle;

Das dem Referenzkörper zugeordnete Koordinatensystem;

Ein Gerät zum Messen der Zeit (Stunden).

All diese Objekte bilden zusammen einen Bezugsrahmen. Bis wir einen Bezugsrahmen gewählt haben, macht es keinen Sinn, mechanische Bewegung zu beschreiben – wir werden nicht sicher sein, wie sich der Körper bewegt. Ein einfaches Beispiel: Ein Koffer, der auf einem Regal in einem Abteil eines fahrenden Zuges liegt, ruht für einen Fahrgast einfach, aber für eine Person, die auf dem Bahnsteig steht, bewegt er sich. Wie wir sehen können, bewegt und ruht sich derselbe Körper, das ganze Problem besteht darin, dass die Bezugsrahmen unterschiedlich sind (Abb. 3).

Reis. 3. Verschiedene Meldesysteme

Abhängigkeit der Trajektorie von der Wahl des Bezugssystems

Lassen Sie uns eine interessante und wichtige Frage beantworten, ob die Form der Flugbahn und der vom Körper zurückgelegte Weg von der Wahl des Bezugsrahmens abhängen. Stellen Sie sich eine Situation vor, in der sich ein Zugpassagier befindet, neben dem ein Glas Wasser auf dem Tisch steht. Wie wird die Flugbahn des Glases in dem dem Passagier zugeordneten Meldesystem sein (der Referenzkörper ist der Passagier)?

Natürlich ist das Glas relativ zum Passagier stationär. Das bedeutet, dass die Trajektorie ein Punkt ist und die Verschiebung gleich ist (Abb. 4).

Reis. 4. Die Flugbahn des Glases relativ zum Fahrgast im Zug

Wie wird die Flugbahn des Glases relativ zum Fahrgast sein, der auf dem Bahnsteig auf den Zug wartet? Für diesen Passagier scheint es, dass sich das Glas in einer geraden Linie bewegt und einen von Null verschiedenen Weg hat (Abb. 5).

Reis. 5. Die Flugbahn des Glases relativ zum Fahrgast auf dem Bahnsteig

Aus dem Vorhergehenden können wir schließen, dass Trajektorie und Pfad von der Wahl des Bezugssystems abhängen.

Um eine mechanische Bewegung zu beschreiben, ist es zunächst notwendig, den Bezugsrahmen zu bestimmen.

Bewegung wird von uns untersucht, um vorherzusagen, wo sich dieses oder jenes Objekt zum gewünschten Zeitpunkt befinden wird. Die Hauptaufgabe der Mechanik- jederzeit die Position des Körpers bestimmen. Was bedeutet es, die Bewegung eines Körpers zu beschreiben?

Betrachten Sie ein Beispiel: Ein Bus fährt von Moskau nach St. Petersburg (Abb. 6). Interessieren wir uns für die Größe des Busses im Vergleich zu der Entfernung, die er zurücklegen wird?

Reis. 6. Busverkehr von Moskau nach St. Petersburg

Natürlich kann die Größe des Busses in diesem Fall vernachlässigt werden. Wir können den Bus als einen beweglichen Punkt beschreiben, ansonsten wird er als materieller Punkt bezeichnet.

Definition

Ein Körper, dessen Abmessungen bei diesem Problem vernachlässigt werden können, wird als bezeichnet materieller Punkt.

Ein und derselbe Körper kann je nach den Bedingungen des Problems ein materieller Punkt sein oder auch nicht. Beim Umzug eines Busses von Moskau nach St. Petersburg kann der Bus als materieller Punkt betrachtet werden, da seine Größe nicht mit der Entfernung zwischen den Städten vergleichbar ist. Aber wenn eine Fliege in den Fahrgastraum des Busses geflogen ist und wir ihre Bewegung untersuchen wollen, dann sind uns in diesem Fall die Abmessungen des Busses wichtig und es wird kein materieller Punkt mehr sein.

Meistens untersuchen wir in der Mechanik die Bewegung eines materiellen Punktes. Beim Verschieben passiert der Materialpunkt sukzessive die Position entlang einer bestimmten Linie.

Definition

Die Linie, entlang der sich der Körper (oder Materialpunkt) bewegt, heißt Bahn des Körpers ( Reis. 7).

Reis. 7. Punktflugbahn

Manchmal beobachten wir eine Flugbahn (zum Beispiel den Prozess der Benotung einer Lektion), aber meistens ist die Flugbahn eine Art imaginäre Linie. In Gegenwart von Messgeräten können wir die Länge der Bahn messen, entlang der sich der Körper bewegt hat, und den Wert bestimmen, der genannt wird Weg(Abb. 8).

Definition

Weg, für einige Zeit am Körper vorbeigegangen, ist Bahnabschnittslänge.

Reis. 8. Weg

Es gibt zwei Hauptbewegungsarten – die geradlinige und die krummlinige Bewegung.

Wenn die Flugbahn des Körpers eine gerade Linie ist, wird die Bewegung als geradlinig bezeichnet. Wenn sich der Körper entlang einer Parabel oder einer anderen Kurve bewegt, sprechen wir von einer krummlinigen Bewegung. Betrachtet man die Bewegung nicht nur eines materiellen Punktes, sondern die Bewegung eines realen Körpers, werden zwei weitere Bewegungsarten unterschieden: Translationsbewegung und Rotationsbewegung.

Translations- und Rotationsbewegung. Beispiel

Welche Bewegungen werden als Translation bezeichnet und welche als Rotation? Betrachten Sie diese Frage am Beispiel eines Riesenrads. Wie bewegt sich die Riesenradkabine? Markieren wir zwei beliebige Punkte des Cockpits und verbinden sie mit einer geraden Linie. Das Rad dreht sich. Markieren Sie nach einer Weile dieselben Punkte und verbinden Sie sie. Die resultierenden Linien liegen auf parallelen Linien (Abb. 9).

Reis. 9. Progressive Bewegung der Riesenradkabine

Bleibt eine durch zwei beliebige Punkte des Körpers gezogene Gerade bei Bewegung parallel zu sich selbst, so ist z Verkehr genannt progressiv.

Ansonsten haben wir es mit Drehbewegungen zu tun. Wenn die gerade Linie nicht parallel zu Ihnen verlaufen würde, würde der Beifahrer höchstwahrscheinlich aus der Radkabine fallen (Abb. 10).

Reis. 10. Drehradkabinenbewegung

rotierend nennt man eine solche Bewegung des Körpers, bei der seine Punkte Kreise beschreiben, die in parallelen Ebenen liegen. Die Linie, die die Mittelpunkte der Kreise verbindet, wird aufgerufen Drehachse.

Sehr oft haben wir es mit einer Kombination aus Translations- und Rotationsbewegung zu tun, der sogenannten Translations-Rotations-Bewegung. Das einfachste Beispiel einer solchen Bewegung ist die Bewegung eines Springers ins Wasser (Abb. 11). Es vollführt eine Rotation (Salto), bewegt sich aber gleichzeitig mit seinem Massenmittelpunkt nach vorn in Richtung Wasser.

Reis. 11. Translations-Rotationsbewegung

Heute haben wir das ABC der Kinematik studiert, also die grundlegenden, wichtigsten Konzepte, die es uns später ermöglichen, zur Lösung des Hauptproblems der Mechanik überzugehen - der Positionsbestimmung des Körpers zu jeder Zeit.

Referenzliste

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2. Internetportal "Rushkolnik.ru" ().
3. Internetportal "Testent.ru" ().

Hausaufgaben

Überlegen Sie, was der Referenzkörper ist, wenn wir sagen:

• ein Buch liegt bewegungslos auf einem Tisch in einem Abteil eines fahrenden Zuges;
• die Stewardess geht nach dem Start durch die Passagierkabine des Flugzeugs;
• Die Erde dreht sich um ihre Achse.

Von der Schulbank erinnert sich wahrscheinlich jeder an die sogenannte mechanische Bewegung des Körpers. Wenn nicht, dann versuchen wir in diesem Artikel, nicht nur diesen Begriff in Erinnerung zu rufen, sondern auch das Grundwissen aus dem Physikstudium bzw. aus dem Abschnitt „Klassische Mechanik“ auf den neuesten Stand zu bringen. Es wird auch gezeigt, dass dieser Begriff nicht nur in einer bestimmten Disziplin, sondern auch in anderen Wissenschaften verwendet wird.

Mechanik

Schauen wir uns zunächst an, was dieses Konzept bedeutet. Die Mechanik ist ein Teilbereich der Physik, der sich mit der Bewegung verschiedener Körper, der Wechselwirkung zwischen ihnen sowie dem Einfluss dritter Kräfte und Phänomene auf diese Körper befasst. Die Bewegung eines Autos auf einer Autobahn, ein Fußball, der ins Tor geschossen wird, zu gehen - all dies wird von dieser Disziplin genau untersucht. Wenn der Begriff "Mechanik" verwendet wird, ist normalerweise die "klassische Mechanik" gemeint. Was es ist, werden wir im Folgenden mit Ihnen besprechen.

Die klassische Mechanik ist in drei Hauptabschnitte unterteilt.

1. Kinematik - sie untersucht die Bewegung von Körpern, ohne die Frage zu berücksichtigen, warum sie sich bewegen? Hier interessieren uns Größen wie Weg, Trajektorie, Verschiebung, Geschwindigkeit.
2. Der zweite Abschnitt ist Dynamik. Es untersucht die Ursachen der Bewegung in Begriffen wie Arbeit, Kraft, Masse, Druck, Impuls, Energie.
3. Und der dritte Abschnitt, der kleinste, untersucht einen solchen Zustand wie das Gleichgewicht. Es ist in zwei Teile gegliedert. Einer beleuchtet das Gleichgewicht von Feststoffen und der zweite - Flüssigkeiten und Gase.

Sehr oft wird die klassische Mechanik als Newtonsche Mechanik bezeichnet, weil sie auf den drei Newtonschen Gesetzen basiert.

Newtons drei Gesetze

Sie wurden erstmals 1687 von Isaac Newton erwähnt.

1. Das erste Gesetz sagt über die Trägheit des Körpers. Diese Eigenschaft, bei der die Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit eines materiellen Punktes erhalten bleibt, wenn keine äußeren Kräfte auf ihn einwirken.
2. Der zweite Hauptsatz besagt, dass der Körper, der Beschleunigung erhält, mit dieser Richtungsbeschleunigung zusammenfällt, aber von seiner Masse abhängig wird.
3. Der dritte Hauptsatz besagt, dass die Wirkungskraft immer gleich der Reaktionskraft ist.

Alle drei Gesetze sind Axiome. Mit anderen Worten, dies sind Postulate, die keinen Beweis erfordern.

Was nennt man mechanische Bewegung

Dies ist eine Änderung der Position eines Körpers im Raum relativ zu anderen Körpern im Laufe der Zeit. In diesem Fall wirken materielle Punkte nach den Gesetzen der Mechanik zusammen.

Es ist in mehrere Typen unterteilt:

• Die Bewegung eines materiellen Punktes wird gemessen, indem seine Koordinaten ermittelt und Änderungen der Koordinaten über die Zeit verfolgt werden. Um diese Indikatoren zu finden, müssen die Werte entlang der Abszissen- und Ordinatenachse berechnet werden. Die Untersuchung davon erfolgt durch die Kinematik eines Punktes, die mit Begriffen wie Bahn, Verschiebung, Beschleunigung, Geschwindigkeit arbeitet. Die Bewegung des Objekts kann dabei geradlinig und krummlinig sein.
• Die Bewegung eines starren Körpers besteht aus der Verschiebung eines zugrunde gelegten Punktes und einer Rotationsbewegung um ihn herum. Untersucht von der Kinematik von Festkörpern. Die Bewegung kann translatorisch sein, dh es gibt keine Rotation um einen bestimmten Punkt, und der gesamte Körper bewegt sich gleichmäßig sowie flach - wenn sich der gesamte Körper parallel zur Ebene bewegt.
• Es gibt auch die Bewegung eines kontinuierlichen Mediums. Dies ist die Bewegung einer großen Anzahl von Punkten, die nur durch ein Feld oder einen Bereich verbunden sind. Angesichts der Vielzahl bewegter Körper (bzw. Materialpunkte) reicht hier ein Koordinatensystem nicht aus. Also, wie viele Körper, so viele Koordinatensysteme. Ein Beispiel dafür ist eine Welle auf dem Meer. Sie ist stetig, besteht aber aus einer Vielzahl einzelner Punkte auf einem Satz von Koordinatensystemen. Es stellt sich also heraus, dass die Bewegung der Welle die Bewegung eines kontinuierlichen Mediums ist.

Relativität der Bewegung

Es gibt auch ein solches Konzept in der Mechanik wie die Relativität der Bewegung. Dies ist der Einfluss eines beliebigen Bezugsrahmens auf die mechanische Bewegung. Was bedeutet das? Das Bezugssystem ist das Koordinatensystem plus die Stunden für Einfach ausgedrückt, es sind die Abszissen- und Ordinatenachsen kombiniert mit Minuten. Mittels eines solchen Systems wird bestimmt, wie lange ein materieller Punkt eine bestimmte Strecke zurückgelegt hat. Mit anderen Worten, er hat sich relativ zur Koordinatenachse oder anderen Körpern bewegt.

Bezugssysteme können sein: mitbewegt, inertial und nicht-inertial. Lassen Sie uns erklären:

• Trägheits-CO ist ein System, bei dem die Körper, die die sogenannte mechanische Bewegung eines materiellen Punktes erzeugen, dies geradlinig und gleichmäßig tun oder im Allgemeinen in Ruhe sind.
• Dementsprechend ist ein nicht träges CO ein System, das sich mit Beschleunigung bewegt oder sich in Bezug auf das erste CO dreht.
• Das begleitende CO ist ein System, das zusammen mit einem materiellen Punkt die sogenannte mechanische Bewegung des Körpers ausführt. Mit anderen Worten, wohin und mit welcher Geschwindigkeit sich das Objekt bewegt, bewegt sich auch das gegebene CO mit.

Materieller Punkt

Warum wird manchmal der Begriff „Körper“ und manchmal „materieller Punkt“ verwendet? Der zweite Fall ist angezeigt, wenn die Abmessungen des Objekts selbst vernachlässigt werden können. Das heißt, Parameter wie Masse, Volumen usw. spielen keine Rolle, um das aufgetretene Problem zu lösen. Wenn es beispielsweise darum geht, herauszufinden, wie schnell sich ein Fußgänger relativ zum Planeten Erde bewegt, dann können die Größe und das Gewicht des Fußgängers vernachlässigt werden. Es ist ein materieller Punkt. Die mechanische Bewegung dieses Objekts hängt nicht von seinen Parametern ab.

Verwendete Konzepte und Größen der mechanischen Bewegung

In der Mechanik operieren sie mit verschiedenen Größen, mit deren Hilfe Parameter eingestellt, der Zustand von Problemen geschrieben und eine Lösung gefunden wird. Lassen Sie uns sie auflisten.

• Eine Änderung der Position eines Körpers (oder eines materiellen Punktes) relativ zum Raum (oder einem Koordinatensystem) im Laufe der Zeit wird als Verschiebung bezeichnet. Die mechanische Bewegung eines Körpers (materieller Punkt) ist nämlich ein Synonym für den Begriff „Verschiebung“. Es ist nur so, dass das zweite Konzept in der Kinematik und das erste in der Dynamik verwendet wird. Der Unterschied zwischen diesen Unterabschnitten wurde oben erläutert.
• Eine Bahn ist eine Linie, entlang der ein Körper (materieller Punkt) eine sogenannte mechanische Bewegung ausführt. Seine Länge wird Pfad genannt.
• Geschwindigkeit - Bewegung eines beliebigen materiellen Punktes (Körpers) relativ zu einem bestimmten Berichtssystem. Die Definition des Berichtssystems wurde ebenfalls oben gegeben.

Die unbekannten Größen, die zur Bestimmung der mechanischen Bewegung verwendet werden, finden sich in Problemen mit der Formel: S = U * T, wobei "S" die Entfernung, "U" die Geschwindigkeit und "T" die Zeit ist.

Aus der Geschichte

Das eigentliche Konzept der „klassischen Mechanik“ tauchte in der Antike auf und führte zu einer rasanten Entwicklung des Bauwesens. Archimedes formulierte und beschrieb den Satz über die Addition paralleler Kräfte und führte das Konzept des "Schwerpunkts" ein. So begann Statik.

Dank Galileo begann sich die "Dynamik" im 17. Jahrhundert zu entwickeln. Das Trägheitsgesetz und das Relativitätsprinzip sind sein Verdienst.

Isaac Newton führte, wie oben erwähnt, drei Gesetze ein, die die Grundlage der Newtonschen Mechanik bildeten. Er entdeckte auch das Gesetz der universellen Gravitation. Damit waren die Grundlagen der klassischen Mechanik gelegt.

Nicht-klassische Mechanik

Mit der Entwicklung der Physik als Wissenschaft und mit dem Aufkommen großer Möglichkeiten in den Bereichen Astronomie, Chemie, Mathematik und anderen Dingen wurde die klassische Mechanik allmählich nicht zur Hauptwissenschaft, sondern zu einer der vielen nachgefragten Wissenschaften. Als sie anfingen, Konzepte wie Lichtgeschwindigkeit, Quantenfeldtheorie usw. aktiv einzuführen und damit zu arbeiten, begannen die Gesetze, die der „Mechanik“ zugrunde liegen, zu fehlen.

Die Quantenmechanik ist ein Teilgebiet der Physik, das sich mit der Untersuchung von ultrakleinen Körpern (materiellen Punkten) in Form von Atomen, Molekülen, Elektronen und Photonen befasst. Diese Disziplin beschreibt sehr gut die Eigenschaften von ultrakleinen Partikeln. Darüber hinaus sagt es ihr Verhalten in einer bestimmten Situation sowie in Abhängigkeit von der Auswirkung voraus. Die Vorhersagen der Quantenmechanik können sich stark von den Annahmen der klassischen Mechanik unterscheiden, da letztere nicht in der Lage ist, alle Phänomene und Prozesse zu beschreiben, die auf der Ebene von Molekülen, Atomen und anderen Dingen auftreten - sehr klein und für das bloße Auge unsichtbar Auge.

Die relativistische Mechanik ist ein Zweig der Physik, der Prozesse, Phänomene und Gesetze mit Geschwindigkeiten untersucht, die mit der Lichtgeschwindigkeit vergleichbar sind. Alle von dieser Disziplin untersuchten Ereignisse finden im vierdimensionalen Raum statt, im Gegensatz zum "klassischen" - dreidimensional. Das heißt, wir fügen der Höhe, Breite und Länge einen weiteren Indikator hinzu - Zeit.

Was ist eine andere Definition der mechanischen Bewegung?

Wir haben nur die grundlegenden Konzepte der Physik betrachtet. Aber der Begriff selbst wird nicht nur in der Mechanik verwendet, ob klassisch oder nicht klassisch.

In einer Wissenschaft namens "Sozioökonomische Statistik" wird die mechanische Bewegung der Bevölkerung als Migration definiert. Mit anderen Worten ist dies die Bewegung von Menschen über weite Entfernungen, zum Beispiel in Nachbarländer oder auf benachbarte Kontinente, um ihren Wohnort zu wechseln. Gründe für eine solche Vertreibung können sowohl die Unfähigkeit sein, auf dem eigenen Territorium weiter zu leben, aufgrund von Naturkatastrophen, zum Beispiel ständige Überschwemmungen oder Dürren, wirtschaftliche und soziale Probleme im eigenen Staat, als auch das Eingreifen externer Kräfte, zum Beispiel, Krieg.

Dieser Artikel beschreibt, was als mechanisches Uhrwerk bezeichnet wird. Beispiele werden nicht nur aus der Physik, sondern auch aus anderen Wissenschaften gegeben. Dies weist darauf hin, dass der Begriff mehrdeutig ist.

Kann man stehen und sich trotzdem schneller bewegen als ein Formel-1-Auto? Es stellt sich heraus, dass Sie es können. Jede Bewegung hängt von der Wahl des Bezugssystems ab, dh jede Bewegung ist relativ. Das Thema der heutigen Stunde: „Relativität der Bewegung. Das Gesetz der Addition von Verschiebungen und Geschwindigkeiten. Wir werden lernen, wie man in einem bestimmten Fall einen Bezugsrahmen wählt, wie man die Verschiebung und Geschwindigkeit des Körpers findet.

Mechanische Bewegung ist eine Änderung der Position eines Körpers im Raum relativ zu anderen Körpern im Laufe der Zeit. In dieser Definition ist der Schlüsselsatz „relativ zu anderen Körpern“. Jeder von uns ist relativ zu jeder Oberfläche bewegungslos, aber relativ zur Sonne machen wir zusammen mit der gesamten Erde eine Umlaufbahnbewegung mit einer Geschwindigkeit von 30 km / s, dh die Bewegung hängt vom Bezugssystem ab.

Referenzsystem - eine Reihe von Koordinatensystemen und Uhren, die dem Körper zugeordnet sind, relativ zu denen die Bewegung untersucht wird. Bei der Beschreibung der Bewegungen von Passagieren in einem Auto kann der Bezugsrahmen beispielsweise mit einem Straßencafé oder mit einem Autoinnenraum oder mit einem fahrenden entgegenkommenden Auto in Verbindung gebracht werden, wenn wir die Überholzeit schätzen (Abb. 1).

Reis. 1. Wahl des Referenzsystems

Welche physikalischen Größen und Konzepte hängen von der Wahl des Referenzsystems ab?

1. Position oder Koordinaten des Körpers

Betrachten Sie einen beliebigen Punkt. In verschiedenen Systemen hat es unterschiedliche Koordinaten (Abb. 2).

Reis. 2. Punktkoordinaten in verschiedenen Koordinatensystemen

2. Flugbahn

Betrachten Sie die Flugbahn eines Punktes, der sich auf dem Propeller eines Flugzeugs in zwei Bezugsrahmen befindet: dem Bezugsrahmen, der dem Piloten zugeordnet ist, und dem Bezugsrahmen, der dem Beobachter auf der Erde zugeordnet ist. Für den Piloten macht dieser Punkt eine kreisförmige Drehung (Abb. 3).

Reis. 3. Kreisförmige Drehung

Während für einen Beobachter auf der Erde die Flugbahn dieses Punktes eine Spirale ist (Abb. 4). Es ist offensichtlich, dass die Trajektorie von der Wahl des Bezugssystems abhängt.

Reis. 4. Schraubenförmige Flugbahn

Relativität der Bahn. Körperbewegungsbahnen in verschiedenen Bezugsrahmen

Betrachten wir am Beispiel des Problems, wie sich die Bewegungsbahn in Abhängigkeit von der Wahl des Bezugssystems ändert.

Eine Aufgabe

Wie wird die Flugbahn des Punktes am Ende des Propellers in verschiedenen COs sein?

1. Im CO des Piloten des Flugzeugs.

2. In CO, verbunden mit einem Beobachter auf der Erde.

Lösung:

1. Weder der Pilot noch der Propeller bewegen sich relativ zum Flugzeug. Für den Piloten erscheint die Flugbahn des Punktes als Kreis (Abb. 5).

Reis. 5. Flugbahn des Punktes relativ zum Piloten

2. Für einen Beobachter auf der Erde bewegt sich ein Punkt auf zwei Arten: Rotieren und Vorwärtsbewegen. Die Flugbahn wird spiralförmig sein (Abb. 6).

Reis. 6. Flugbahn eines Punktes relativ zu einem Beobachter auf der Erde

Antworten : 1) Kreis; 2) Spirale.

Am Beispiel dieses Problems haben wir gesehen, dass die Trajektorie ein relativer Begriff ist.

Als unabhängige Überprüfung empfehlen wir Ihnen, das folgende Problem zu lösen:

Wie wird die Flugbahn des Punktes am Ende des Rades relativ zum Mittelpunkt des Rades sein, wenn sich dieses Rad vorwärts bewegt, und relativ zu Punkten auf dem Boden (stationärer Beobachter)?

3. Bewegung und Weg

Stellen Sie sich eine Situation vor, in der ein Floß schwimmt und irgendwann ein Schwimmer davon springt und versucht, zum gegenüberliegenden Ufer zu gelangen. Die Bewegung des Schwimmers relativ zum am Ufer sitzenden Fischer und relativ zum Floß ist unterschiedlich (Abb. 7).

Bewegung relativ zur Erde wird absolut und relativ zu einem sich bewegenden Körper als relativ bezeichnet. Die Bewegung eines beweglichen Körpers (Floß) relativ zu einem festen Körper (Fischer) wird als tragbar bezeichnet.

Reis. 7. Bewegen Sie den Schwimmer

Aus dem Beispiel folgt, dass Verschiebung und Weg relative Größen sind.

4. Geschwindigkeit

Anhand des vorherigen Beispiels können Sie leicht zeigen, dass Geschwindigkeit auch ein relativer Wert ist. Geschwindigkeit ist schließlich das Verhältnis von Weg zu Zeit. Wir haben die gleiche Zeit, aber die Bewegung ist anders. Daher wird die Geschwindigkeit unterschiedlich sein.

Die Abhängigkeit der Bewegungseigenschaften von der Wahl des Bezugssystems wird genannt Relativität der Bewegung.

Dramatische Fälle hat es in der Menschheitsgeschichte gegeben, gerade im Zusammenhang mit der Wahl eines Referenzsystems. Die Hinrichtung von Giordano Bruno, die Abdankung von Galileo Galilei – all dies sind die Folgen des Kampfes zwischen den Anhängern des geozentrischen Bezugssystems und des heliozentrischen Bezugssystems. Es war für die Menschheit sehr schwierig, sich an die Vorstellung zu gewöhnen, dass die Erde überhaupt nicht das Zentrum des Universums ist, sondern ein ganz gewöhnlicher Planet. Und die Bewegung kann nicht nur relativ zur Erde betrachtet werden, diese Bewegung ist absolut und relativ zur Sonne, Sternen oder anderen Körpern. Es ist viel bequemer und einfacher, die Bewegung von Himmelskörpern in einem Bezugssystem zu beschreiben, das der Sonne zugeordnet ist, dies wurde überzeugend zuerst von Kepler und dann von Newton gezeigt, der auf der Grundlage der Betrachtung der Bewegung des Mondes um die Erde, leitete sein berühmtes Gesetz der universellen Gravitation ab.

Wenn wir sagen, dass Trajektorie, Weg, Verschiebung und Geschwindigkeit relativ sind, also von der Wahl eines Bezugssystems abhängen, dann sagen wir das nicht über die Zeit. Im Rahmen der klassischen oder Newtonschen Mechanik ist die Zeit ein absoluter Wert, das heißt, sie fließt in allen Bezugsrahmen gleich.

Betrachten wir, wie man Verschiebung und Geschwindigkeit in einem Bezugssystem findet, wenn sie uns in einem anderen Bezugssystem bekannt sind.

Betrachten Sie die vorherige Situation, wenn ein Floß schwimmt und irgendwann ein Schwimmer davon springt und versucht, zum gegenüberliegenden Ufer zu gelangen.

Wie hängt die Bewegung des Schwimmers relativ zum fixierten CO (verbunden mit dem Fischer) mit der Bewegung des relativ mobilen CO (verbunden mit dem Floß) zusammen (Abb. 8)?

Reis. 8. Illustration für das Problem

Wir nannten die Bewegung in einem festen Bezugsrahmen . Aus dem Dreieck der Vektoren folgt das . Lassen Sie uns nun weitergehen, um die Beziehung zwischen den Geschwindigkeiten zu finden. Erinnern Sie sich daran, dass Zeit im Rahmen der Newtonschen Mechanik ein absoluter Wert ist (Zeit fließt in allen Bezugsrahmen auf die gleiche Weise). Dies bedeutet, dass jeder Term aus der vorherigen Gleichheit durch die Zeit geteilt werden kann. Wir bekommen:

Dies ist die Geschwindigkeit, mit der sich der Schwimmer für den Fischer bewegt;

Dies ist die eigene Geschwindigkeit des Schwimmers;

Dies ist die Geschwindigkeit des Floßes (die Geschwindigkeit des Flusses).

Aufgabe zum Additionsgesetz der Geschwindigkeiten

Betrachten Sie das Gesetz der Geschwindigkeitsaddition am Beispiel des Problems.

Eine Aufgabe

Zwei Autos bewegen sich aufeinander zu: das erste Auto mit Geschwindigkeit , das zweite mit Geschwindigkeit . Wie schnell nähern sich die Autos (Abb. 9)?

Reis. 9. Illustration für das Problem

Lösung

Wenden wir das Gesetz der Geschwindigkeitsaddition an. Gehen wir dazu vom gewöhnlichen CO der Erde zum CO des ersten Autos über. Somit wird das erste Auto stationär und das zweite bewegt sich mit einer Geschwindigkeit (relative Geschwindigkeit) darauf zu. Mit welcher Geschwindigkeit dreht sich die Erde um das erste Auto, wenn das erste Auto steht? Es dreht sich mit Geschwindigkeit und die Geschwindigkeit ist in Richtung der Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeugs (Transportgeschwindigkeit). Zwei Vektoren, die entlang derselben Geraden gerichtet sind, werden summiert. .

Antworten: .

Grenzen der Anwendbarkeit des Geschwindigkeitsadditionsgesetzes. Das Additionsgesetz der Geschwindigkeiten in der Relativitätstheorie

Lange Zeit glaubte man, dass das klassische Gesetz der Geschwindigkeitsaddition immer gültig und auf alle Bezugssysteme anwendbar sei. Vor etwa einem Jahr stellte sich jedoch heraus, dass dieses Gesetz in manchen Situationen nicht funktioniert. Betrachten wir einen solchen Fall am Beispiel eines Problems.

Stellen Sie sich vor, Sie befinden sich auf einer Weltraumrakete, die sich mit einer Geschwindigkeit von bewegt. Und der Kapitän der Weltraumrakete schaltet die Taschenlampe in Richtung der Raketenbewegung ein (Abb. 10). Die Lichtausbreitungsgeschwindigkeit im Vakuum beträgt . Wie groß ist die Lichtgeschwindigkeit für einen stationären Beobachter auf der Erde? Wird es gleich der Summe der Licht- und Raketengeschwindigkeiten sein?

Reis. 10. Illustration für das Problem

Tatsache ist, dass die Physik hier mit zwei widersprüchlichen Konzepten konfrontiert ist. Einerseits ist nach der Maxwellschen Elektrodynamik die Höchstgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit und gleich . Andererseits ist die Zeit nach der Newtonschen Mechanik ein absoluter Wert. Das Problem wurde gelöst, als Einstein die spezielle Relativitätstheorie oder vielmehr ihre Postulate vorschlug. Er war der erste, der darauf hinwies, dass Zeit nicht absolut ist. Das heißt, irgendwo fließt es schneller und irgendwo langsamer. In unserer Welt der niedrigen Geschwindigkeiten bemerken wir diesen Effekt natürlich nicht. Um diesen Unterschied zu spüren, müssen wir uns mit Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen. Auf der Grundlage von Einsteins Schlussfolgerungen wurde das Gesetz der Addition von Geschwindigkeiten in der speziellen Relativitätstheorie erhalten. Es sieht aus wie das:

Dies ist die Geschwindigkeit relativ zum stationären CO;

Dies ist die Geschwindigkeit relativ zum mobilen CO;

Dies ist die Geschwindigkeit des sich bewegenden CO relativ zum stationären CO.

Wenn wir die Werte aus unserem Problem ersetzen, erhalten wir, dass die Lichtgeschwindigkeit für einen stationären Beobachter auf der Erde .

Der Streit ist beigelegt. Sie können auch sehen, dass, wenn die Geschwindigkeiten im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit sehr klein sind, die Formel für die Relativitätstheorie zur klassischen Formel für die Addition von Geschwindigkeiten wird.

In den meisten Fällen verwenden wir das klassische Gesetz.

Heute haben wir herausgefunden, dass die Bewegung vom Bezugsrahmen abhängt, dass Geschwindigkeit, Weg, Verschiebung und Trajektorie relative Begriffe sind. Und Zeit ist im Rahmen der klassischen Mechanik ein absoluter Begriff. Wir haben gelernt, wie wir das erworbene Wissen anwenden können, indem wir einige typische Beispiele analysiert haben.

Referenzliste

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2. Internetportal Nado5.ru ().
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Hausaufgaben

1. Definiere die Relativität der Bewegung.
2. Welche physikalischen Größen hängen von der Wahl des Referenzsystems ab?

Was ist mechanische Bewegung und wie wird sie charakterisiert? Welche Parameter werden eingeführt, um diese Art von Bewegung zu verstehen? Welche Begriffe werden am häufigsten verwendet? In diesem Artikel werden wir diese Fragen beantworten, mechanische Bewegungen aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten, Beispiele geben und uns mit der Lösung physikalischer Probleme zu den relevanten Themen befassen.

Grundlegendes Konzept

Von der Schulbank wird uns beigebracht, dass mechanische Bewegung eine jederzeitige Veränderung der Position des Körpers relativ zu anderen Körpern im System ist. Eigentlich ist alles so. Nehmen wir das gewöhnliche Haus, in dem wir uns befinden, als Nullpunkt des Koordinatensystems. Stellen Sie sich visuell vor, dass das Haus der Ursprung der Koordinaten ist und die Abszissenachse und die Ordinatenachse in jeder Richtung daraus hervorgehen.

In diesem Fall wird unsere Bewegung sowohl innerhalb als auch außerhalb des Hauses die mechanische Bewegung des Körpers im Bezugssystem klar demonstrieren. Stellen Sie sich vor, dass sich ein Punkt entlang eines Koordinatensystems bewegt und seine Koordinate zu jedem Zeitpunkt relativ sowohl zur Abszissenachse als auch zur Ordinatenachse ändert. Alles wird einfach und klar sein.

Eigenschaften des mechanischen Uhrwerks

Was könnte das für eine Bewegung sein? Wir werden nicht tief in den Dschungel der Physik eintauchen. Betrachten Sie die einfachsten Fälle, in denen sich ein materieller Punkt bewegt. Es wird in geradlinige Bewegung sowie in krummlinige Bewegung unterteilt. Im Prinzip sollte aus dem Namen alles klar sein, aber für den Fall, lassen Sie uns genauer darüber sprechen.

Die geradlinige Bewegung eines materiellen Punktes wird eine solche Bewegung genannt, die entlang einer Bahn ausgeführt wird, die wie eine gerade Linie aussieht. Nun, zum Beispiel fährt ein Auto direkt unter einer Straße, die keine Kurven hat. Oder entlang eines Abschnitts einer ähnlichen Straße. Dies wird eine gerade Linie sein. Dabei kann es gleichmäßig oder gleichmäßig beschleunigt werden.

Die krummlinige Bewegung eines materiellen Punktes wird eine solche Bewegung genannt, die entlang einer Trajektorie ausgeführt wird, die nicht wie eine gerade Linie aussieht. Die Trajektorie kann sowohl eine unterbrochene Linie als auch eine geschlossene Linie sein. Das heißt, eine Kreisbahn, ein Ellipsoid und so weiter.

Mechanische Bevölkerungsbewegung

Diese Art von Bewegung hat mit Physik so gut wie gar nichts zu tun. Allerdings, je nachdem aus welcher Sicht wir es wahrnehmen. Was nennt man allgemein die mechanische Bewegung der Bevölkerung? Es wird die Umsiedlung von Einzelpersonen genannt, die als Folge von Migrationsprozessen auftritt. Es kann sowohl externe als auch interne Migration sein. Durch die Dauer wird die mechanische Bewegung der Bevölkerung in permanent und temporär (plus Pendel und Saison) unterteilt.

Wenn wir diesen Vorgang aus physikalischer Sicht betrachten, kann nur eines gesagt werden: Diese Bewegung wird die Bewegung materieller Punkte in dem mit unserem Planeten - der Erde - verbundenen Bezugsrahmen perfekt demonstrieren.

Einheitliche mechanische Bewegung

Wie der Name schon sagt, handelt es sich hierbei um eine Bewegungsart, bei der die Geschwindigkeit des Körpers einen bestimmten Wert hat, der im absoluten Wert konstant gehalten wird. Mit anderen Worten, die Geschwindigkeit eines Körpers, der sich gleichförmig bewegt, ändert sich nicht. Im wirklichen Leben bemerken wir fast nie ideale Beispiele für eine gleichmäßige mechanische Bewegung. Sie können vernünftigerweise einwenden, sagen sie, Sie können ein Auto mit einer Geschwindigkeit von 60 Stundenkilometern fahren. Ja, natürlich kann der Tacho eines Fahrzeugs einen ähnlichen Wert anzeigen, aber das bedeutet nicht, dass die Geschwindigkeit des Autos tatsächlich genau sechzig Kilometer pro Stunde beträgt.

Um was geht es hierbei? Wie wir wissen, haben erstens alle Messgeräte einen gewissen Fehler. Lineale, Waagen, mechanische und elektronische Geräte - sie alle haben einen gewissen Fehler, eine Ungenauigkeit. Sie können dies selbst überprüfen, indem Sie ein Dutzend Lineale nehmen und sie aneinander heften. Danach werden Sie einige Inkonsistenzen zwischen Millimetermarkierungen und ihrer Anwendung feststellen können.

Gleiches gilt für den Tacho. Es hat einen bestimmten Fehler. Bei Instrumenten ist die Ungenauigkeit numerisch gleich dem halben Teilungswert. Bei Autos beträgt die Ungenauigkeit des Tachos 10 Kilometer pro Stunde. Deshalb ist es unmöglich, zu einem bestimmten Zeitpunkt mit Sicherheit zu sagen, ob wir uns mit der einen oder anderen Geschwindigkeit bewegen. Der zweite Faktor, der zu Ungenauigkeiten führt, sind die auf das Auto einwirkenden Kräfte. Aber Kräfte sind untrennbar mit Beschleunigung verbunden, deshalb werden wir etwas später auf dieses Thema eingehen.

Sehr oft tritt eine gleichförmige Bewegung eher bei mathematischen als bei physikalischen Problemen auf. Dort bewegen sich Motorradfahrer, Lastwagen und Autos zu unterschiedlichen Zeiten mit gleicher Geschwindigkeit und gleichem Modul.

Gleichmäßig beschleunigte Bewegung

In der Physik kommt diese Art von Bewegung recht häufig vor. Auch in den Aufgaben des Teils "A" der 9. und 11. Klasse gibt es Aufgaben, bei denen Sie Operationen mit Beschleunigung ausführen können müssen. Zum Beispiel „A-1“, wo ein Diagramm der Bewegung des Körpers in Koordinatenachsen gezeichnet wird und es erforderlich ist, zu berechnen, wie weit das Auto in einem bestimmten Zeitraum gefahren ist. Darüber hinaus kann eines der Intervalle eine gleichmäßige Bewegung aufweisen, während beim zweiten zuerst die Beschleunigung und erst dann die zurückgelegte Strecke berechnet werden muss.

Woher wissen Sie, dass die Bewegung gleichmäßig beschleunigt wird? In der Regel wird in Aufgaben direkt darüber informiert. Das heißt, es gibt entweder eine numerische Angabe der Beschleunigung oder es werden Parameter (Zeit, Geschwindigkeitsänderung, Entfernung) angegeben, die es uns ermöglichen, die Beschleunigung zu bestimmen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Beschleunigung eine vektorielle Größe ist. Es kann also nicht nur positiv, sondern auch negativ sein. Im ersten Fall beobachten wir die Beschleunigung des Körpers, im zweiten - seine Verlangsamung.

Aber es kommt vor, dass Informationen über die Art der Bewegung dem Schüler in einer etwas geheimnisvollen, wenn man es so nennen kann, Form beigebracht wird. Man sagt zum Beispiel, dass auf den Körper nichts einwirkt oder die Summe aller Kräfte gleich Null ist. Nun, in diesem Fall müssen Sie klar verstehen, dass wir über eine gleichmäßige Bewegung oder Ruhe des Körpers in einem bestimmten Koordinatensystem sprechen. Wenn Sie sich an Newtons zweites Gesetz erinnern (das besagt, dass die Summe aller Kräfte nichts anderes ist als das Produkt aus der Masse des Körpers und der durch die entsprechenden Kräfte ausgeübten Beschleunigung), dann fällt Ihnen leicht eine interessante Sache auf: Wenn die Summe der Kräfte Null ist, dann ist auch das Produkt aus Masse und Beschleunigung Null.

Fazit

Aber schließlich ist die Masse für uns ein konstanter Wert und kann a priori nicht Null sein. In diesem Fall wäre es logisch zu schließen, dass der Körper ohne die Wirkung äußerer Kräfte (oder mit ihrer kompensierten Wirkung) keine Beschleunigung hat. Dies bedeutet, dass es entweder ruht oder sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt.

Formel der gleichmäßig beschleunigten Bewegung

Manchmal gibt es in der wissenschaftlichen Literatur einen Ansatz, nach dem zunächst einfache Formeln angegeben werden, die dann unter Berücksichtigung einiger Faktoren komplizierter werden. Wir werden das Gegenteil tun, nämlich zunächst eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung betrachten. Die Formel zur Berechnung der zurückgelegten Strecke lautet wie folgt: S = V0t + at^2/2. Hier ist V0 die Anfangsgeschwindigkeit des Körpers, a die Beschleunigung (kann negativ sein, dann ändert sich das +-Zeichen in der Formel in -) und t ist die Zeit, die vom Beginn der Bewegung bis zum Stopp der verstrichen ist Karosserie.

Einheitliche Bewegungsformel

Wenn wir von gleichförmiger Bewegung sprechen, denken Sie daran, dass in diesem Fall die Beschleunigung Null ist (a = 0). Setze Null in die Formel ein und erhalte: S = V0t. Aber immerhin ist die Geschwindigkeit auf dem gesamten Wegabschnitt konstant, wenn wir grob sprechen, müssen wir also die auf den Körper wirkenden Kräfte vernachlässigen. Was übrigens überall in der Kinematik praktiziert wird, da die Kinematik nicht die Ursachen der Bewegung untersucht, tut dies die Dynamik. Wenn also die Geschwindigkeit auf dem gesamten Wegabschnitt konstant ist, stimmt ihr Anfangswert mit jedem Zwischen- und Endwert überein. Daher sieht die Abstandsformel folgendermaßen aus: S = Vt. Das ist alles.