Механічний рух у фізиці

Механічний рух є найпростішою формою руху матерії. Його можна спостерігати повсюдно в навколишньому світі, і воно характеризується деякими ознаками.

Механічний рух – зміна положення тіла, яке відбувається з плином часу. Така зміна відбувається в просторі відносно інших тіл.

Для визначення того, чи було змінено положення тіла в просторі, необхідно знати ще кілька показників. Серед них можливу зміну в просторі оточуючих тіл. Такий рух можна зафіксувати і математично прорахувати тільки при співвідношенні до іншими рухомих тіл. Якщо уявити певний тіло, яке буде повністю ізольовано в просторі, то про рух тіла не говорять, оскільки немає інших факторів у вигляді оточуючих його тіл. Тому при вивченні даного тіла необхідно в обов’язковому порядку вказувати про ознаки руху по відношенню до інших об’єктів в просторі.

В якості основного прикладу можна навести космічні об’єкти. Всі вони рухаються один щодо одного в космічному просторі. Якщо брати за основу Землю, то всі розрахунки проводяться виходячи з характеристик руху нашої планети, при цьому враховуються додаткові умови:

  • Земля обертається навколо своєї осі;
  • Земля обертається навколо Сонця;
  • обертання Сонця щодо інших зірок.

Такий рух відбувається:

  • в просторі;
  • в часі.

Таким чином, можна прийти до висновку, що механічний рух обчислюється за допомогою звичайного годинника. Якщо існує сукупність нерухомих відносно один одного фізичних тіл, по відношенню до яких розглядають руху, то прийнято говорити про формування системи відліку.

При русі певного тіла щодо різних систем відліку виникає різний характер дій.

Види механічного руху

Існує три основних види механічного руху:

  • обертальний;
  • поступальний;
  • коливальний.

Найбільш простими видами механічного руху є поступальний і обертальний рух.

Поступальним називають рух, при якому всі точки тіла рухаються в однаковому режимі.

Поступальний рух виробляє кузов автомобіля, який рухається по дорозі. Його колеса роблять інший вид механічного руху – обертальний.

Обертальним називають рух, при якому тіло здійснює рух навколо своєї осі. Центром обертального руху є вісь (центральна частина тіла), а всі інші точки тіла здійснюють рух по колу.

Як приклад можна привести колеса автомобіля, які здійснюють обертальні рухи навколо своєї осі, проте вони рухаються також в певному напрямку разом з кузовом машини, здійснюючи ще й поступальний рух.

Коливальним називають періодичне рух, яке відбувається по черзі в двох напрямках. Вони повинні бути протилежними відносно один одного. Найяскравішим прикладом коливального руху можна вважати маятник в годиннику.

Відносність механічного руху

В абсолютному спокої немає жодного тіла в спостережуваному Всесвіті, тому відбувається постійний процес механічного руху. Однак не завжди легко можна визначити цей рух, якщо немає додаткових вступних даних. Визначення конкретного руху тіла відбувається тільки при пошуку відносності з іншими тілами.

Відносність в вимірах грає важливу роль при визначенні виду механічного руху і зміни тіла в просторі. Як приклад можна привести автомобіль, що рухається по дорозі і його відносність з іншими об’єктами Всесвіту. Автомобіль робить поступальний рух по дорозі, яка є частиною планети Земля. Однак сама планета робить ще й обертальні рухи навколо своєї осі, а також рухається по орбіті навколо Сонця. Отже, можна зіставити всі дані і сказати, що автомобіль робить не тільки поступальний рух, а й обертальний навколо Сонця разом із Землею. У цьому полягає суть відносності механічного руху. Вона лежить в залежності від траєкторії руху тіла, пройденого шляху, переміщення і швидкості. При цьому необхідно вибрати певну систему відліку.

Характеристики механічного руху

Для точного визначення швидкості і переміщення тіла в просторі і часі використовують різні величини, одиниці вимірювання величини, формули для визначення величини і прилади.

Для позначення величини використовують s – шлях, t – час. Зазвичай застосовують в якості одиниць виміру величини метри (м) і кілометри (км).

Процес обчислення руху відбувається за формулою для шляху S + vt і t = s/v для часу (годинник, секунди).

Для обчислення швидкості використовують одиниці вимірювання (км / год, м / с) за формулою

V = s/t.

Матеріальна точка і система відліку

У деяких випадках розмірами при розрахунках нехтувати. Якщо розміри певного тіла занадто малі в порівнянні з відстанню між іншими тілами, то прийнято використовувати так звану матеріальну точку. Вона служить для спрощення розрахунків і являє собою матеріальну точку з масою.

Автомобіль, який рухається по дорозі, можна також прийняти за матеріальну точку відносно Землі. Однак, якщо людина переміщається всередині цього автомобіля, то розміри тіл будуть вже можна порівняти і використовувати матеріальну точку при розрахунках вже не вийде. При вирішенні завдань у фізиці вводяться поняття швидкості матеріальної точки, імпульс матеріальної точки, прискорення, інерція і інші.

Якщо матеріальна точка рухається щодо інших тіл, то вводиться поняття тіла відліку, по відношенню до якого виробляються обчислення.

Система відліку являє собою систему координат з тілом відліку, з яким пов’язана система координат. Для неї характерно застосування приладу для вимірювання часу. У різних системах відліку і системах координат можуть бути абсолютно різні координати.

Види систем відліку бувають:

  • нерухомими;
  • рухомими;
  • інерційними;
  • неінерціальними.
ПОДІЛИТИСЯ: