Krivocrtno kretanje tijela

Definicija krivocrtnog kretanja tijela:

Krivocrtno gibanje je vrsta mehaničkog gibanja kod kojeg se mijenja smjer brzine. Modul brzine se može promijeniti.

Jednoliko kretanje tijela

Definicija jednolikog pokreta tijela:

Ako tijelo prijeđe jednake udaljenosti u jednakim vremenskim razdobljima, tada se takvo gibanje naziva. Kod jednolikog gibanja, modul brzine je konstantna vrijednost. Ili se može promijeniti.

Neravnomjerno kretanje tijela

Definicija neravnomjernog pokreta tijela:

Ako tijelo prijeđe različite udaljenosti u jednakim vremenskim razdobljima, tada se takvo gibanje naziva neravnomjernim. Kod neravnomjernog kretanja, modul brzine je promjenjiva veličina. Smjer brzine se može promijeniti.

Jednako naizmjenično kretanje tijela

Jednako naizmjenično gibanje tijela definicija:

Postoji konstantna veličina s jednoliko izmjeničnim gibanjem. Ako se smjer brzine ne mijenja, tada dobivamo pravocrtno jednoliko gibanje.

Jednoliko ubrzano gibanje tijela

Jednoliko ubrzano gibanje tijela definicija:

Jednako sporo kretanje tijela

Jednoliko usporeno kretanje definicije tijela:

Kada govorimo o mehaničkom kretanju tijela, možemo uzeti u obzir pojam translatornog gibanja tijela.

Mehaničko kretanje tijela (točke) je promjena njegova položaja u prostoru u odnosu na druga tijela tijekom vremena.

Vrste pokreta:

A) Jednoliko pravocrtno gibanje materijalne točke: Početni uvjeti

. Početni uvjeti

G) Harmonijsko oscilatorno gibanje. Važan slučaj mehaničkog gibanja su oscilacije, kod kojih se parametri gibanja točke (koordinate, brzina, ubrzanje) ponavljaju u određenim intervalima.

OKO spisi pokreta . Postoje različiti načini da se opiše kretanje tijela. Metodom koordinata određujući položaj tijela u kartezijevom koordinatnom sustavu, kretanje materijalne točke određeno je trima funkcijama koje izražavaju ovisnost koordinata o vremenu:

x= x(t), g=y(t) I z= z(t) .

Ova ovisnost koordinata o vremenu naziva se zakon gibanja (ili jednadžba gibanja).

Vektorskom metodom položaj točke u prostoru je u svakom trenutku određen radijus vektorom r= r(t) , povučeno od ishodišta do točke.

Postoji još jedan način za određivanje položaja materijalne točke u prostoru za zadanu putanju njezina kretanja: pomoću krivuljaste koordinate l(t) .

Sve tri metode opisivanja gibanja materijalne točke su ekvivalentne; izbor bilo koje od njih određen je razmatranjima jednostavnosti rezultirajućih jednadžbi gibanja i jasnoće opisa.

Pod, ispod referentni sustav razumjeti referentno tijelo, koje se konvencionalno smatra nepomičnim, koordinatni sustav povezan s referentnim tijelom i sat, također povezan s referentnim tijelom. U kinematici se referentni sustav odabire u skladu sa specifičnim uvjetima problema opisa gibanja tijela.

2. Putanja kretanja. Prijeđena udaljenost. Kinematički zakon gibanja.

Pravac po kojem se giba određena točka tijela naziva se putanjapokret ovu točku.

Duljina dionice putanje koju točka prijeđe tijekom svog kretanja naziva se pređeni put .

Promjena radijus vektora tijekom vremena naziva se kinematičkog zakona :
U ovom slučaju, koordinate točaka će biti koordinate u vremenu: x= x(t), g= g(t) Iz= z(t).

Kod krivuljastog gibanja put je veći od modula pomaka, budući da je duljina luka uvijek veća od duljine tetive koja ga skuplja

Vektor povučen od početnog položaja pomične točke do njenog položaja u određenom trenutku (povećanje radijus vektora točke tijekom razmatranog vremenskog razdoblja) naziva se kreće se. Rezultirajući pomak jednak je vektorskom zbroju uzastopnih pomaka.

Tijekom pravocrtnog kretanja, vektor pomaka podudara se s odgovarajućim dijelom putanje, a modul pomaka jednak je prijeđenom putu.

3. Brzina. Prosječna brzina. Projekcije brzine.

Ubrzati - brzina promjene koordinata. Kada se tijelo (materijalna točka) giba, ne zanima nas samo njegov položaj u odabranom referentnom sustavu, već i zakon gibanja, odnosno ovisnost radijus vektora o vremenu. Neka trenutak u vremenu odgovara radijus vektoru pokretna točka i bliski trenutak u vremenu - radijus vektor . Zatim u kratkom vremenskom razdoblju
točka će napraviti mali pomak jednak

Za karakterizaciju gibanja tijela uvodi se pojam Prosječna brzina njegovi pokreti:
Ova veličina je vektorska veličina, koja se po smjeru podudara s vektorom
. Uz neograničeno sniženje Δt prosječna brzina teži graničnoj vrijednosti koja se naziva trenutna brzina :

Projekcije brzine.

A) Jednoliko pravocrtno gibanje materijalne točke:
Početni uvjeti

B) Jednoliko ubrzano pravocrtno gibanje materijalne točke:
. Početni uvjeti

B) Gibanje tijela po kružnom luku stalnom apsolutnom brzinom:

Ljudsko kretanje je mehaničko, odnosno to je promjena tijela ili njegovih dijelova u odnosu na druga tijela. Relativno kretanje opisuje se kinematikom.

Kinematika – grana mehanike u kojoj se proučava mehaničko gibanje, ali se ne razmatraju uzroci tog gibanja. Opis kretanja kako ljudskog tijela (njegovih dijelova) u raznim sportovima tako i raznih sportskih rekvizita sastavni je dio sportske biomehanike, a posebno kinematike.

Koji god materijalni predmet ili pojavu razmotrili, ispada da ništa ne postoji izvan prostora i izvan vremena. Svaki objekt ima prostorne dimenzije i oblik, te se nalazi na nekom mjestu u prostoru u odnosu na drugi objekt. Svaki proces u kojem sudjeluju materijalni objekti ima početak i kraj u vremenu, koliko traje u vremenu i može se dogoditi ranije ili kasnije od nekog drugog procesa. Upravo zbog toga postoji potreba za mjerenjem prostornog i vremenskog opsega.

Osnovne mjerne jedinice kinematičkih karakteristika u međunarodnom mjernom sustavu SI.

Prostor. Jedan četrdesetmilijunti dio duljine zemljinog meridijana koji prolazi kroz Pariz nazivao se metar. Dakle, duljina se mjeri u metrima (m) i njegovim višestrukim jedinicama: kilometrima (km), centimetrima (cm), itd.

Vrijeme– jedan od temeljnih pojmova. Možemo reći da je to ono što razdvaja dva uzastopna događaja. Jedan od načina mjerenja vremena je korištenje bilo kojeg procesa koji se redovito ponavlja. Jedna osamdeset šest tisućinka zemaljskog dana odabrana je kao jedinica vremena i nazvana je sekunda (s) i njene višestruke jedinice (minute, sati itd.).

U sportu se koriste posebne vremenske karakteristike:

Trenutak vremena(t)- ovo je privremena mjera položaja materijalne točke, karike tijela ili sustava tijela. Trenuci vremena označavaju početak i kraj pokreta ili bilo koji njegov dio ili fazu.

Trajanje pokreta(∆t) – ovo je njegova privremena mjera, koja se mjeri razlikom između trenutaka kraja i početka kretanja∆t = tkon. – moliti.

Brzina kretanja(N) – to je vremenska mjera ponavljanja pokreta koji se ponavljaju u jedinici vremena. N = 1/∆t; (1/s) ili (ciklus/s).

Ritam pokreta – ovo je privremena mjera odnosa između dijelova (faza) pokreta. Određuje se omjerom trajanja dijelova pokreta.

Položaj tijela u prostoru određuje se u odnosu na određeni referentni sustav, koji uključuje referentno tijelo (odnosno, u odnosu na koje se promatra kretanje) i koordinatni sustav neophodan da se na kvalitativnoj razini opiše položaj tijela u jedan ili drugi dio prostora.

Početak i smjer mjerenja povezani su s referentnim tijelom. Na primjer, u brojnim natjecanjima, ishodište koordinata može biti odabrano kao startna pozicija. Iz njega su već izračunate različite natjecateljske udaljenosti u svim cikličkim sportovima. Tako se u odabranom koordinatnom sustavu “start-cilj” određuje udaljenost u prostoru koju će sportaš prijeći prilikom kretanja. Svaki međupoložaj tijela sportaša tijekom kretanja karakterizira trenutna koordinata unutar odabranog intervala udaljenosti.

Kako bi se točno odredio sportski rezultat, pravila natjecanja propisuju na kojoj se točki (referentnoj točki) broji: uz vrh prsta klizačice, na izbočenoj točki prsa sprintera ili uz stražnji rub doskoka skakača u dalj. staza.

U nekim slučajevima, da bi se točno opisalo kretanje prema zakonima biomehanike, uvodi se pojam materijalne točke.

Materijalna točka – ovo je tijelo čije se dimenzije i unutarnja građa u danim uvjetima mogu zanemariti.

Kretanje tijela može biti različito po prirodi i intenzitetu. Kako bi se okarakterizirale te razlike, u kinematici se uvode brojni pojmovi, prikazani u nastavku.

Putanja – linija opisana u prostoru pokretnom točkom tijela. Prilikom biomehaničke analize pokreta, prije svega, uzimaju se u obzir putanje kretanja karakterističnih točaka osobe. U pravilu, takve točke su zglobovi tijela. Na temelju vrste putanje kretanja dijele se na pravocrtne (ravna linija) i krivocrtne (bilo koja linija osim ravne).

Kretanje – je vektorska razlika između konačnog i početnog položaja tijela. Prema tome, pomak karakterizira konačni rezultat kretanja.

Staza – ovo je duljina dionice putanje koju prijeđe tijelo ili točka tijela tijekom odabranog vremenskog razdoblja.

Da bi se okarakteriziralo koliko se brzo mijenja položaj tijela koje se kreće u prostoru, koristi se poseban pojam brzine.

Ubrzati – Ovo je omjer prijeđene udaljenosti i vremena potrebnog da se prijeđe. Pokazuje koliko se brzo mijenja položaj tijela u prostoru. Budući da je brzina vektor, ona također pokazuje u kojem se smjeru tijelo ili točka na tijelu kreće.

Srednja brzina tijela na određenom dijelu putanje naziva se omjer prijeđene udaljenosti i vremena kretanja, m/s:

Ako je prosječna brzina jednaka na svim dijelovima putanje, tada se kretanje naziva jednolikim.

Pitanje brzine trčanja važno je u sportskoj biomehanici. Poznato je da brzina trčanja na određenoj udaljenosti ovisi o veličini te udaljenosti. Trkač može održavati maksimalnu brzinu samo ograničeno vrijeme (3-4 sekunde, visoko vješti sprinteri do 5-6 sekundi). Prosječna brzina stajtera puno je niža od brzine sprintera. Dolje je prikazana ovisnost srednje brzine (V) o duljini puta (S).

Svjetski sportski rekordi i prosječna brzina prikazana u njima

Vrsta natjecanja i udaljenost	Muškarci		žene
		Prosječna brzina m/s	Vrijeme prikazano na stazi	Prosječna brzina m/s
Trčanje
100 m	9,83 s	10,16	10.49 s	9,53
400 m	43.29 s	9,24	47.60 s	8,40
1500 m	3 min 29,46 s	7,16	3 min 52,47 s	6,46
5000 m	12 min 58,39 s	6,42	14 min 37,33 s	5,70
10000 m	27 min 13,81 s	6,12	30 min 13,75 s	5,51
maraton (42 km 195 m)	2 h 6 min 50 s	5,5	2 sata 21 minuta 0,6 s	5,0
Klizanje
500 m	36.45 s	13,72	39.10 s	12,78
1500 m	1 min 52,06 s	13,39	1 min 59,30 s	12,57
5000 m	6 min 43,59 s	12,38	7 min 14.13 s	11,35
10000 m	13 min 48,20 s	12,07
100 m (slobodno)	48.74 s	2,05	54.79 s	1,83
200 m (v/s)	1 min 47,25 s	1,86	1 min 57,79 s	1,70
400 m (v/s)	3 min 46,95 s	1,76	4 min 3,85 s	1,64

Radi praktičnosti izračuna, prosječna brzina se također može napisati kroz promjenu koordinata tijela. Kod kretanja po ravnoj liniji prijeđeni put jednak je razlici koordinata krajnje i početne točke. Dakle, ako je u trenutku t0 tijelo bilo u točki s koordinatom X0, au trenutku t1 - u točki s koordinatom X1, tada je prijeđeni put ∆H = X1 - X0, a vrijeme kretanja ∆t = t1 - t0 (simbol ∆ označava razliku vrijednosti iste vrste ili za označavanje vrlo malih intervala). U ovom slučaju:

Dimenzija brzine u SI je m/s. Pri prelasku velikih udaljenosti brzina se određuje u km/h. Ako je potrebno, takve se vrijednosti mogu pretvoriti u SI. Na primjer, 54 km/h = 54000 m/3600 s = 15 m/s.

Prosječne brzine na različitim dionicama puta značajno se razlikuju čak i uz relativno ujednačenu udaljenost: početno ubrzanje, prevladavanje udaljenosti s fluktuacijama brzine unutar ciklusa (tijekom uzlijetanja brzina se povećava, tijekom slobodnog klizanja u klizanju ili faze leta u brzom klizanju smanjuje se) , završetak. Kako se interval za koji se izračunava brzina smanjuje, može se odrediti brzina u određenoj točki na putanji, što se naziva trenutna brzina.

Ili je brzina u određenoj točki putanje granica kojoj kretanje tijela u blizini te točke teži u vremenu s neograničenim smanjenjem intervala:

Trenutna brzina je vektorska veličina.

Ako se veličina brzine (ili veličina vektora brzine) ne mijenja, kretanje je jednoliko, a kada se veličina brzine mijenja, ono je neravnomjerno.

Uniforma nazvao kretanje u kojem tijelo prolazi iste staze u bilo kojim jednakim vremenskim intervalima. U tom slučaju veličina brzine ostaje nepromijenjena (u smjeru u kojem se brzina može promijeniti ako je kretanje krivocrtno).

Izravno nazvao kretanje u kojem je putanja ravna linija. U tom slučaju smjer brzine ostaje nepromijenjen (veličina brzine se može promijeniti ako kretanje nije jednoliko).

Ravna uniforma naziva se kretanje koje je jednoliko i pravocrtno. U tom slučaju i veličina i smjer ostaju nepromijenjeni.

U općem slučaju, kada se tijelo giba, mijenjaju se i veličina i smjer vektora brzine. Kako bi se okarakteriziralo koliko brzo se te promjene događaju, koristi se posebna veličina - ubrzanje.

Ubrzanje – to je veličina jednaka omjeru promjene brzine tijela i trajanja vremenskog razdoblja tijekom kojeg se ta promjena brzine dogodila. Prosječna akceleracija na temelju ove definicije je, m/s²:

Trenutno ubrzanje nazvao fizikalna veličina jednaka granici kojoj prosječno ubrzanje teži u intervalu∆t → 0, m/s²:

Budući da se brzina može mijenjati i po veličini i po smjeru duž putanje, vektor ubrzanja ima dvije komponente.

Komponenta vektora ubrzanja a, usmjerena duž tangente na putanju u danoj točki, naziva se tangencijalno ubrzanje, koje karakterizira promjenu vektora brzine u veličini.

Komponenta vektora ubrzanja a, usmjerena duž normale na tangentu u danoj točki putanje, naziva se normalno ubrzanje. Karakterizira promjenu smjera vektora brzine u slučaju krivocrtnog gibanja. Naravno, kada se tijelo kreće duž putanje koja je ravna, normalna akceleracija je nula.

Pravocrtno gibanje nazivamo jednoliko promjenljivim ako se u bilo kojem vremenskom razdoblju brzina tijela promijeni za isti iznos. U ovom slučaju odnos

∆V/ ∆t je isti za sve vremenske intervale. Stoga veličina i smjer akceleracije ostaju nepromijenjeni: a = const.

Za pravocrtno gibanje vektor ubrzanja usmjeren je duž pravca gibanja. Ako se smjer ubrzanja poklapa sa smjerom vektora brzine, tada će se veličina brzine povećati. U tom slučaju kretanje se naziva jednoliko ubrzano. Ako je smjer ubrzanja suprotan smjeru vektora brzine, tada će se veličina brzine smanjiti. U ovom slučaju, kretanje se naziva jednoliko sporo. U prirodi postoji prirodno jednoliko ubrzano kretanje - to je slobodni pad.

Slobodan pad- pozvao pad tijela ako je jedina sila koja na njega djeluje gravitacija. Pokusi koje je proveo Galileo pokazali su da se tijekom slobodnog pada sva tijela gibaju jednakom gravitacijskom akceleracijom i označavaju se slovom ĝ. U blizini Zemljine površine ĝ = 9,8 m/s². Ubrzanje slobodnog pada uzrokovano je gravitacijom Zemlje i usmjereno je okomito prema dolje. Strogo govoreći, takvo kretanje moguće je samo u vakuumu. Pad u zraku može se smatrati približno slobodnim.

Putanja tijela koje slobodno pada ovisi o smjeru vektora početne brzine. Ako se tijelo baci okomito prema dolje, tada je putanja okomiti segment, a gibanje se naziva jednoliko promjenljivo. Ako se tijelo baci okomito prema gore, tada se putanja sastoji od dva okomita segmenta. Prvo se tijelo diže, krećući se jednako sporo. U točki najvećeg uspona brzina postaje nula, nakon čega se tijelo spušta jednoliko ubrzano.

Ako je vektor početne brzine usmjeren pod kutom prema horizontu, tada se kretanje događa duž parabole. Tako se kreće bačena lopta, disk, atletičar koji izvodi skok u dalj, leteći metak i sl.

Ovisno o obliku prikaza kinematičkih parametara, postoje različite vrste zakona gibanja.

Zakon gibanja je jedan od oblika određivanja položaja tijela u prostoru koji se može izraziti:

Analitički, odnosno pomoću formula. Ovaj tip zakona gibanja specificiran je pomoću jednadžbi gibanja: x = x(t), y = y(t), z = z(t);

Grafički, odnosno korištenjem grafova promjena koordinata točke ovisno o vremenu;

Tabularno, odnosno u obliku vektora podataka, kada se u jedan stupac tablice upisuju brojčana vremena, au drugi, u usporedbi s prvim, koordinate točke ili točaka tijela.

U 7. razredu proučavali ste mehaničko gibanje tijela stalnom brzinom, odnosno jednoliko gibanje.

Sada prelazimo na razmatranje neravnomjernog gibanja. Od svih vrsta nejednolikog gibanja proučavat ćemo najjednostavnije - pravocrtno jednoliko ubrzano, kod kojeg se tijelo giba pravocrtno, a projekcija vektora brzine tijela jednako se mijenja tijekom bilo kojih jednakih vremenskih razdoblja (u ovom slučaju , veličina vektora brzine može se povećati ili smanjiti).

Na primjer, ako se brzina zrakoplova koji se kreće pistom poveća za 15 m/s u bilo kojih 10 s, za 7,5 m/s u bilo kojih 5 s, za 1,5 m/s u svakoj sekundi itd., tada se zrakoplov kreće s ravnomjernim ubrzanjem.

U ovom slučaju, brzina zrakoplova podrazumijeva njegovu takozvanu trenutnu brzinu, tj. brzinu u svakoj određenoj točki putanje u odgovarajućem trenutku vremena (stroža definicija trenutne brzine bit će dana u srednjoškolskom kolegiju fizike ).

Trenutna brzina tijela koja se gibaju jednoliko ubrzano može se mijenjati na različite načine: u nekim slučajevima brže, u drugima sporije. Primjerice, brzina običnog putničkog dizala prosječne snage povećava se za 0,4 m/s za svaku sekundu ubrzanja, a za 1,2 m/s za brzo dizalo. U takvim slučajevima kažu da se tijela gibaju različitim ubrzanjima.

Razmotrimo koja se fizikalna veličina naziva ubrzanjem.

Neka se brzina nekog tijela koje se giba jednoliko ubrzano promijeni od v 0 do v tijekom vremena t. Pod v 0 podrazumijevamo početnu brzinu tijela, tj. brzinu u trenutku t 0 = O, koji se uzima kao početak vremena. A v je brzina koju je tijelo imalo na kraju vremenskog razdoblja t, računajući od t 0 = 0. Tada se za svaku jedinicu vremena brzina promijenila za iznos jednak

Taj omjer označava se simbolom a i naziva se ubrzanje:

• Ubrzanje tijela pri pravocrtnom jednoliko ubrzanom gibanju vektorska je fizikalna veličina jednaka omjeru promjene brzine i vremenskog razdoblja tijekom kojeg se ta promjena dogodila.

Jednoliko ubrzano gibanje je gibanje s konstantnom akceleracijom.

Ubrzanje je vektorska veličina koju karakterizira ne samo veličina, već i smjer.

Veličina vektora ubrzanja pokazuje koliko se veličina vektora brzine mijenja u svakoj jedinici vremena. Što je akceleracija veća, to se brže mijenja brzina tijela.

SI jedinica za ubrzanje je ubrzanje takvog jednoliko ubrzanog gibanja, pri kojem se brzina tijela mijenja za 1 m/s u 1 s:

Dakle, SI jedinica za ubrzanje je metar po sekundi na kvadrat (m/s2).

Koriste se i druge jedinice za ubrzanje, na primjer 1 cm/s 2 .

Možete izračunati ubrzanje tijela koje se giba pravocrtno i jednoliko ubrzano pomoću sljedeće jednadžbe, koja uključuje projekcije vektora ubrzanja i brzine:

Pokažimo konkretnim primjerima kako se nalazi ubrzanje. Slika 8, a prikazuje sanjke koje se jednoliko ubrzano kotrljaju niz planinu.

Riža. 8. Jednoliko ubrzano gibanje sanjki koje se kotrljaju niz planinu (AB) i nastavljaju kretanje po ravnici (CD)

Poznato je da su sanjke dio staze AB prešle za 4 s. Štoviše, u točki A imale su brzinu 0,4 m/s, a u točki B 2 m/s (saonice su uzete kao materijalna točka).

Odredimo kojom su se akceleracijom sanjke gibale u presjeku AB.

U ovom slučaju, početak odbrojavanja vremena treba uzeti kao trenutak kada saonice prođu točku A, jer prema uvjetu, od tog trenutka počinje vremenski period tijekom kojeg se veličina vektora brzine promijenila od 0,4 do Računa se 2 m/s.

Sada nacrtajmo os X paralelnu s vektorom brzine sanjki i usmjerenu u istom smjeru. Projicirajmo na njega početke i krajeve vektora v 0 i v. Rezultirajući segmenti v 0x i v x projekcije su vektora v 0 i v na os X. Obje ove projekcije su pozitivne i jednake modulima odgovarajućih vektora: v 0x = 0,4 m/s, v x = 2 m/ s.

Zapišimo uvjete zadatka i riješimo ga.

Pokazalo se da je projekcija vektora ubrzanja na X os pozitivna, što znači da je vektor ubrzanja usklađen s X osi i brzinom sanjki.

Ako su vektori brzine i ubrzanja usmjereni u istom smjeru, tada se brzina povećava.

Razmotrimo sada još jedan primjer, u kojem se saonice, nakon što su se otkotrljale niz planinu, kreću duž horizontalnog presjeka CD (slika 8, b).

Zbog sile trenja koja djeluje na sanjke, njihova brzina kontinuirano opada, au točki D saonice se zaustavljaju, tj. njihova brzina je nula. Poznato je da su u točki C saonice imale brzinu 1,2 m/s, a dionicu CD prešle su za 6 s.

Izračunajmo u ovom slučaju akceleraciju saonica, tj. odredimo koliko se brzina saonica promijenila za svaku jedinicu vremena.

Nacrtajmo os X paralelno sa segmentom CD i poravnajmo je s brzinom sanjki, kao što je prikazano na slici. U tom će slučaju projekcija vektora brzine sanjki na os X u bilo kojem trenutku njihova kretanja biti pozitivna i jednaka veličini vektora brzine. Konkretno, pri t 0 = 0 v 0x = 1,2 m/s, a pri t = 6 s v x = 0.

Zabilježimo podatke i izračunajmo ubrzanje.

Projekcija ubrzanja na X os je negativna. To znači da je vektor ubrzanja a usmjeren suprotno od osi X i, prema tome, suprotno od brzine kretanja. Istodobno se smanjila brzina sanjki.

Dakle, ako su vektori brzine i ubrzanja tijela koje se kreće usmjereni u jednom smjeru, veličina vektora brzine tijela raste, a ako su u suprotnom smjeru, smanjuje se.

Pitanja

1. U koju vrstu gibanja - jednoliko ili nejednoliko - spada pravocrtno jednoliko ubrzano gibanje?
2. Što se podrazumijeva pod trenutnom brzinom neravnomjernog gibanja?
3. Dajte definiciju akceleracije jednoliko ubrzanog gibanja. Koja je jedinica za ubrzanje?
4. Što je jednoliko ubrzano gibanje?
5. Što pokazuje veličina vektora akceleracije?
6. Pod kojim se uvjetom povećava veličina vektora brzine tijela koje se kreće; smanjuje li se?

Vježba 5

Karakteristike mehaničkog kretanja tijela:

- putanja (linija po kojoj se tijelo kreće),

- pomak (usmjereni segment ravne linije koji povezuje početni položaj tijela M1 s njegovim sljedećim položajem M2),

- brzina (omjer kretanja i vremena kretanja - za ravnomjerno kretanje) .

Glavne vrste mehaničkog kretanja

Ovisno o putanji kretanja tijela dijelimo na:

Ravna crta;

Krivolinijski.

Ovisno o brzini kretanja se dijele na:

uniforma,

Jednoliko ubrzano

Jednako sporo

Ovisno o načinu kretanja, pokreti su:

Progresivna

Rotacijski

Oscilatorni

Složena gibanja (Na primjer: kretanje vijka u kojem se tijelo jednoliko okreće oko određene osi i istovremeno čini jednoliko translatorno kretanje duž te osi)

Kretanje naprijed - To je gibanje tijela pri kojem se sve njegove točke gibaju jednako. U translatornom gibanju svaka ravna linija koja povezuje bilo koje dvije točke tijela ostaje paralelna sama sa sobom.

Rotacijsko gibanje je gibanje tijela oko određene osi. Pri takvom kretanju sve točke tijela gibaju se po kružnicama, čije je središte ova os.

Oscilatorno gibanje je periodično gibanje koje se odvija naizmjenično u dva suprotna smjera.

Na primjer, njihalo u satu izvodi oscilatorno gibanje.

Translacijska i rotacijska gibanja su najjednostavnije vrste mehaničkih gibanja.

Pravo i ravnomjerno kretanje se zove takvo gibanje kada tijelo za proizvoljno male jednake intervale vremena čini identične pokrete . Zapišimo matematički izraz ove definicije s = v? t. To znači da je pomak određen formulom, a koordinata - formulom .

Jednoliko ubrzano gibanje je kretanje tijela pri kojem se njegova brzina jednako povećava u svim jednakim intervalima vremena . Da biste okarakterizirali ovo kretanje, morate znati brzinu tijela u danom trenutku u vremenu ili u danoj točki na putanji, t . e . trenutna brzina i ubrzanje .

Trenutna brzina- ovo je omjer dovoljno malog kretanja na dionici putanje uz ovu točku i malog vremenskog razdoblja tijekom kojeg se to kretanje događa .

υ = S/t. SI jedinica je m/s.

Ubrzanje je veličina jednaka omjeru promjene brzine i vremenskog razdoblja tijekom kojeg se ta promjena dogodila. . α = ?υ/t(SI sustav m/s2) Inače, ubrzanje je stopa promjene brzine ili povećanje brzine za svaku sekundu α. t. Otuda formula za trenutnu brzinu: υ = υ 0 + α.t.

Pomak tijekom ovog kretanja određen je formulom: S = υ 0 t + α . t 2 /2.

Jednako usporeno gibanje se naziva kada je akceleracija negativna, a brzina jednoliko opada.

Jednolikim kružnim kretanjem kutovi rotacije radijusa za bilo koja jednaka razdoblja vremena bit će isti . Stoga kutna brzina ω = 2πn, ili ω = πN/30 ≈ 0,1N, Gdje ω - kutna brzina n - broj okretaja u sekundi, N - broj okretaja u minuti. ω u SI sustavu mjeri se u rad/s . (1/c)/ Predstavlja kutnu brzinu kojom svaka točka tijela u jednoj sekundi prijeđe put jednak njegovoj udaljenosti od osi rotacije. Tijekom tog kretanja modul brzine je konstantan, usmjeren je tangencijalno na putanju i stalno mijenja smjer (vidi . riža . ), stoga dolazi do centripetalnog ubrzanja .

Razdoblje rotacije T = 1/n - ovaj put , pri čemu tijelo napravi jedan puni obrtaj dakle ω = 2π/T.

Linearna brzina tijekom rotacijskog gibanja izražava se formulama:

υ = ωr, υ = 2πrn, υ = 2πr/T, gdje je r udaljenost točke od osi rotacije. Linearna brzina točaka koje leže na obodu osovine ili remenice naziva se periferna brzina osovine ili remenice (u SI m/s)

Kod jednolikog gibanja po kružnici brzina ostaje konstantna po veličini, ali cijelo vrijeme mijenja smjer. Svaka promjena brzine povezana je s ubrzanjem. Ubrzanje koje mijenja smjer brzine naziva se normalno ili centripetalno, to je ubrzanje okomito na putanju i usmjereno u središte njezine zakrivljenosti (u središte kruga, ako je putanja kružnica)

α p = υ 2 /R ili α p = ω 2 R(jer υ = ωR Gdje R polumjer kruga , υ - brzina kretanja točke)

Relativnost mehaničkog gibanja- ovo je ovisnost putanje tijela, prijeđene udaljenosti, kretanja i brzine o izboru referentni sustavi.

Položaj tijela (točke) u prostoru može se odrediti u odnosu na neko drugo tijelo odabrano kao referentno tijelo A . Referentno tijelo, s njim povezan koordinatni sustav i sat čine referentni sustav . Karakteristike mehaničkog kretanja su relativne, t . e . mogu biti različiti u različitim referentnim sustavima .

Primjer: kretanje čamca prate dva promatrača: jedan na obali u točki O, drugi na splavi u točki O1 (vidi . riža . ). Povucimo mentalno kroz točku O koordinatni sustav XOY - ovo je fiksni referentni sustav . Na splav ćemo spojiti još jedan X"O"Y" sustav - to je pokretni koordinatni sustav . U odnosu na sustav X"O"Y (splav), čamac se giba u vremenu t i gibat će se brzinom υ = sčamci u odnosu na splav /t v = (s brodovi- s splav )/t. U odnosu na XOY (obalni) sustav, brod će se kretati za isto vrijeme sčamci gdje sčamci koji pomiču splav u odnosu na obalu . Brzina čamca u odnosu na obalu ili . Brzina tijela u odnosu na nepomični koordinatni sustav jednaka je geometrijskom zbroju brzine tijela u odnosu na pokretni sustav i brzine tog sustava u odnosu na nepomičan sustav. .

Vrste referentnih sustava mogu biti različiti, na primjer, fiksni referentni sustav, pokretni referentni sustav, inercijalni referentni sustav, neinercijalni referentni sustav.