 |  |  |  |
 |  |  |  |
Механика
 | 1. Кинематика |  | 2. Динамика |  | 3. Законы сохранения |
1. Кинематика
1.1 Механическое движение
Механика - наука о том, как определить положение тела в любой момент времени.
Кинематика - раздел механики, изучающий движение тела без учета причин, вызвавших это движение.
Механическое движение - изменение положения тела относительно других тел в пространстве с течением времени.
Не всегда важна форма и размеры тела при изучении его движения, поэтому вводят понятие материальной точки.
Материальная точка - тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь.
Не нужно описывать движение каждой точки тела тогда, когда размеры тела малы по сравнению с расстоянием от него до другого тела, при поступательном движении.
Поступательное - движение, при котором любая прямая, проведенная через две точки тела, всегда параллельна самой себе.
 |  |  |  |
Посмотрите на рисунки. Какие тела можно считать материальными точками, а какие - нет? Для описания механического движения необходимо выбрать систему отсчета.
Систему отсчета образуют система координат, тело отсчета, с которым она связана, и указание начала отсчета времени.
Тело отсчета выбирают произвольно (например, Земля, дерево, движущийся автомобиль). Положение тала задают координатами:
а) тело движется по прямой - одна координата;
б) тело движется в плоскости - две координаты;
в) тело движется в пространстве - три координаты.
 полет птицы |  движение песчинок в часах |  движение кончика пера |  движение маятника |
Посмотрите на рисунки. Какую систему отсчета (одно-, двух- или трехмерную) вы выберите для описания движения?Изменение координаты тела при движении: Х - Хо
Основная задача механики (ОЗМ) состоит в том, чтобы определить положение тела в пространстве с течением времени относительно других тел.
1.2 Основные характеристики движения материальной точки.
Траектория - воображаемая линия, которую описывает тело при своем движении.
Обычно траектории задают с помощью формул или графически (рисуют). Вид траектории зависит от выбора системы отсчета. Например, траектория движения падающего в автобусе мяча относительно автобуса - прямая линия, а относительно наблюдателя, стоящего на дороге, - парабола.
Путь - это скалярная физическая величина, равная длине траектории. Путь обозначают l или S.
[S] = 1 м (далее квадратными скобками мы будем обозначать единицы измерения в СИ, системе интернациональной)
Достаточно ли знать только путь, чтобы решить ОЗМ? Нет! Для того, чтобы найти положение тела, надо знать перемещение.
Перемещение - вектор, соединяющий начальное положение тела с его конечным положением. 
Как вы думаете, путь и перемещение совпадают? В каком случае?1.3 Векторные величины в физике
Векторными величинами называют физические величины, которые характеризуются направлением и числовым значением (модулем).
Модуль физической величины - это не всегда длина. Ведь модуль перемещения, действительно, измеряется в метрах, а модуль скорости - в метрах в секунду. На чертежах векторные величины изображают с помощью стрелок: направление стрелки показывает направление физической величины, а длина стрелки пропорциональна модулю.
Любую векторную величину можно представить в виде суммы трех векторных величин (составляющих), направленных вдоль осей координат. Каждую составляющую можно характеризовать просто числом: модуль этого числа равен модулю составляющей, а знак определяется направлением составляющей. Есои она направлена в положительном направлении оси координат, - число положительное, а если в отрицательном, - отрицательное.
Это число называется проекцией данной векторной величины на соответствующую координатную ось.
Проекция обозначается той же буквой, что и вектор, с нижним (как правило) индексом названия оси, на которую этот вектор проектируется (Рис.1). Например, если на ось Х проектируется вектор а, то его проекция обозначается аx. При проектировании этого же вектора на другую ось, например, на ось Y , его проекция будет обозначаться аy
Проекции векторной величины измеряются в тех же единицах, что и модуль этой величины.
Чтобы вычислить проекцию вектора на ось (например, ось X) надо из координаты точки его конца вычесть координату точки начала, то есть
аx = хк − xн.
Рис. 1.
Выразим проекцию векторной величины а на ось Х через ее модуль и угол ß между направлением а и осью Х:
Как видно из рисунка 2,
аx = а Cos ß
Чтобы найти проекцию вектора на ось надо модуль этого вектора умножить на косинус угла между направлением оси и направлением вектора.1.4 Связь проекций перемещения тела с его координатами
Рассмотрим движение на плоскости. Пусть тело переместилось из точки с координатами х0, у0 переместилось в точку с координатами х, у. Тогда перемещение S - это вектор проведенный из точки с координатами х0, у0 в точку с координатами х, у. Следовательно, Sх = х - х0, Sу = у – у0.
Таким образом, х = х0 + Sх, у = у0 + Sу.
По рисунку определите координаты дерева, светофора, а также начальную и конечную координату пешехода. Рассчитайте проекцию перемещения и путь, пройденный пешеходом, если он дошел до светофора и вернулся к дереву.
Ответы к задачам на этой странице
