Механічний рух і його види

Механічний рух

Зміна розташування тіла (або його частин) щодо інших тіл називають механічним рухом.

Наприклад, людина, що рухається на ескалаторі в метро, ​​перебуває в спокої відносно самого ескалатора і рухається порівняно стін тунелю; гора Ельбрус знаходиться в спокої умовно Землі і рухається разом з Землею щодо Сонця.

Ми бачимо, що треба вказати точку, щодо якої розглядається переміщення, це називається тілом відліку. Точка відліку і система координат, з якою вона з’єднана, а також обраний метод вимірювання часу складають концепцію відліку.

Переміщення тіла, де все його точки рухаються однаково, називається поступальним. Щоб знайти швидкість V з яким рухається тіло, потрібно шлях S розділити на час T.

Наприклад, авто здійснює по дорозі поступальне переміщення. Однак поступальний рух робить лише кузов автомобіля, так як його колеса здійснюють обертальний рух.

Рух тіла навколо деякої осі є обертальний. При такому ході всі крапки тіла здійснюють просування по місцевості, центром яких вважається ця вісь. І хоча колеса роблять обертальний рух навколо своїх осей, в той же час відбувається поступальний рух разом з кузовом машини. Значить, порівняно осі колесо здійснює обертальний рух, а щодо дороги – поступальний.

Коливальний рух – таке періодичне переміщення, яке тіло здійснює по черзі в двох протилежних напрямках. Найпростіший приклад – маятник в годиннику.

Поступальний і обертальний – найпростіші види механічного пересування.

Якщо точка X змінює своє розташування щодо точки Y, то і Y змінює своє положення щодо X. Інакше кажучи, тіла рухаються відносно один одного. Механічний рух вважається відносним – для його опису потрібно вказати, щодо якої точки воно розглядається

Простими видами руху матеріального тіла є рівномірний і прямолінійний пересування. Рівномірним воно є, якщо модуль вектора швидкості не змінюється (напрямок може змінюватися).

Рух називається прямолінійним, якщо курс вектора швидкості постійний (а величина при цьому здатне змінюватися). Траєкторією вважається пряма лінія, на якій знаходиться вектор швидкості.

Приклади механічного руху ми бачимо в повсякденному житті. Це проїжджаючі мимо машини, які летять літаки, пливуть кораблі. Прості приклади ми формуємо самі, проходячи біля інших людей. Кожну секунду наша планета проходить в двох площинах: навколо Сонця і своєї осі. І це теж зразки механічного руху.

різновиди руху
Поступальний рух – автоматичне переміщення твердого тіла, при цьому будь-який етап прямий, чітко пов’язаний з рухомою точкою, залишається синхронним свого початкового положення.

Важливою характеристикою руху тіла вважається її траєкторія, що представляє просторову криву, яку можна показати у вигляді сполучених дуг різного радіусу, що виходить кожен зі свого центру. Різного для будь-яких точок тіла положення, якого може змінюватися з плином часу.

Поступально рухається кабіна ліфта або кабінка колеса огляду. Поступальний рух проходить в 3-х мірному просторі, але його головна відмітна риса – збереження паралельності всякого відрізка самому собі, залишається в силі.

Період позначаємо буквою T. Щоб знайти період обертання, треба час обертання розділити на число оборотів.

Обертальний рух – матеріальна точка описує коло. При обертальному процесі абсолютно твердого тіла всі його точки описують коло, які знаходяться в паралельних площинах. Центри цих кіл лежать при цьому на одній прямій, перпендикулярній до площин кіл і називаються віссю обертання.

Вісь обертання може бути розташована всередині тіла і за ним. Вісь обертання в системі буває рухомою і нерухомою. Наприклад, в системі відліку, з’єднаної з Землею, вісь обертання ротора генератора на станції недвижна.

Іноді вісь обертання отримує складне обертальний рух – сферичне, коли точки тіла рухаються по сферам. Точка пересувається навколо нерухомої осі, що не проходить через центр тіла або обертову матеріальну точку, такий рух називається круговим.

Характеристики прямолінійного руху: переміщення, швидкість, прискорення. Стають їх аналогами при обертальному русі: кутове переміщення, кутова швидкість, кутове прискорення:

  • роль пересування в обертальному процесі має кут;
  • величина кута повороту за одиницю часу є кутовою швидкістю;
  • зміна кутової швидкості в проміжок часу – це кутове прискорення.

Коливальний рух

Рух в двох протилежних напрямках, коливальний. Розгойдування, які проходять в замкнутих концепціях називають незалежними або власними коливаннями. Колихання, які відбуваються під дією зовнішніх сил, називають вимушеними.

Якщо аналізувати розгойдування згідно характеристик, які змінюються (амплітуда, частота, період та ін.), Тоді їх можна поділити на затухаючі, гармонійні, наростаючі (а також прямокутні, складні, пилковидні).

При вільних коливаннях в реальних системах завжди відбуваються втрати енергії. Енергія витрачається на роботу з подолання сили опору повітря. Сила тертя зменшує амплітуди коливань, і вони припиняються через деякий час.

Вимушені розгойдування незгасаючі. Тому треба поповнювати втрати енергії за кожну годину коливань. Для цього необхідно діяти на тіло час від часу, змінюється силою. Вимушені колихання відбуваються з частотою, рівній змін зовнішнього сили.

Амплітуда вимушених коливань досягає найбільшого значення тоді, коли даний коефіцієнт такої ж, як і частота коливальної системи. Це називається резонансом.

Наприклад, якщо періодично смикати канат в такт його коливань, то ми побачимо збільшення амплітуди його розгойдування.

Матеріальна точка – це тіло, завбільшки якого в певних умовах можна нехтувати.

Часто згадую нами автомобіль можливо приймати за матеріальну точку порівняно Землі. Але якщо люди переміщуються всередині цієї машини, то вже не можна нехтувати розмірами автомобіля.

Коли ви вирішуєте завдання з фізики, розцінюють рух тіла як рух матеріальної точки, і користуються такими поняттями, як швидкість точки, прискорення матеріального тіла, інерція матеріальної точки і т.п.

Система відліку

Матеріальна точка переміщається порівняно інерції інших тіл. Тіло, згідно відношенню до якого розглядається це автоматичне переміщення, іменується тілом відліку. Тіло відліку вибирають вільно в залежності з поставленими завданнями.

З тілом відліку в’яжеться система розташування, що передбачає з себе точку відліку (підстава координат). Концепція розташування володіє 1, 2 або 3 осі в зв’язку з умовою переміщення. Стан точки на лінії (1 вісь), площини (2 осі) або в місці (3 осі) встановлюють відповідно до цього однієї, 2-мя або 3-мя координатами.

З метою встановлення положення тіла в просторової області в будь-який період часу необхідно встановити старт відліку часу. Пристрій для виміру часу, система координат, точка відліку, з яким з’єднана система координат – це і є система відліку.

Щодо цієї системи розглядається пересування тіла. У одній і тій же точки в порівнянні з різними тілами відліку в різних концепціях координат можуть бути зовсім інші координати. Система відліку також залежить від вибору траєкторія руху

Різновиди систем відліку можуть бути різноманітними, наприклад: нерухома система відліку, рухома система відліку, інерціальна система відліку, неінерційній система відліку.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
На що здатні Apple Watch?