Exemple de sisteme de referință pentru punctele materiale. Ce este un punct material? Ce este un sistem de referință

Punct material

Punct material(particulă) - cel mai simplu model fizic din mecanică - un corp ideal, ale cărui dimensiuni sunt egale cu zero, se poate considera și dimensiunile corpului ca fiind infinit de mici în comparație cu alte dimensiuni sau distanțe în cadrul ipotezelor problemei sub studiu. Poziția unui punct material în spațiu este definită ca poziția unui punct geometric.

În practică, un punct material este înțeles ca un corp cu masă, a cărui dimensiune și formă pot fi neglijate la rezolvarea acestei probleme.

Cu o mișcare rectilinie a unui corp, o axă de coordonate este suficientă pentru a-i determina poziția.

Particularități

Masa, poziția și viteza unui punct material într-un anumit moment de timp determină complet comportamentul acestuia și proprietăți fizice.

Consecințe

Energia mecanică poate fi stocată de un punct material numai sub forma energiei cinetice a mișcării sale în spațiu și (sau) a energiei potențiale de interacțiune cu câmpul. Aceasta înseamnă automat că un punct material este incapabil de deformare (doar un corp absolut rigid poate fi numit punct material) și de rotație în jurul propriei axe și se schimbă în direcția acestei axe în spațiu. În același timp, modelul mișcării corpului descris de un punct material, care constă în schimbarea distanței acestuia față de un centru instantaneu de rotație și două unghiuri Euler, care stabilesc direcția dreptei care leagă acest punct de centru, este extrem de larg. folosit în multe ramuri ale mecanicii.

Restricții

Limitarea aplicării conceptului de punct material este evidentă din următorul exemplu: într-un gaz rarefiat la temperatură ridicată, dimensiunea fiecărei molecule este foarte mică în comparație cu distanța tipică dintre molecule. S-ar părea că pot fi neglijate, iar molecula poate fi considerată un punct material. Cu toate acestea, acesta nu este întotdeauna cazul: vibrațiile și rotațiile unei molecule sunt un rezervor important al „energiei interne” a moleculei, a cărei „capacitate” este determinată de dimensiunea moleculei, structura acesteia și proprietăți chimice. Într-o bună aproximare, o moleculă monoatomică (gaze inerte, vapori de metal etc.) poate fi considerată uneori ca punct material, dar chiar și în astfel de molecule la o temperatură suficient de ridicată se observă excitarea învelișurilor de electroni din cauza coliziunilor moleculare, urmată de prin emisie.

Note

Fundația Wikimedia. 2010 .

• mișcare mecanică
• Corp absolut rigid

Vedeți ce este „Punctul material” în alte dicționare:

PUNCTUL MATERIAL este un punct cu masa. În mecanică, conceptul de punct material este folosit în cazurile în care dimensiunile și forma unui corp nu joacă un rol în studierea mișcării acestuia, ci doar masa este importantă. Aproape orice corp poate fi considerat ca punct material, dacă ...... Dicţionar enciclopedic mare

PUNCTUL MATERIAL- un concept introdus în mecanică pentru a desemna un obiect, care este considerat ca un punct având o masă. Poziția lui M. t. în dreapta este definită ca poziția geomului. puncte, ceea ce simplifică foarte mult rezolvarea problemelor din mecanică. În practică, corpul poate fi considerat ...... Enciclopedie fizică

punct material- Un punct cu masă. [Culegere de termeni recomandați. Problema 102. Mecanica teoretică. Academia de Științe a URSS. Comitetul de terminologie științifică și tehnică. 1984] Teme mecanică teoretică EN particule DE materialle Punkt FR point matériel … Manualul Traducătorului Tehnic

PUNCTUL MATERIAL Enciclopedia modernă

PUNCTUL MATERIAL- În mecanică: un corp infinit de mic. Dicționar de cuvinte străine incluse în limba rusă. Chudinov A.N., 1910... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse

Punct material- MATERIAL POINT, concept introdus in mecanica pentru a desemna un corp a carui dimensiune si forma pot fi neglijate. Poziția unui punct material în spațiu este definită ca poziția unui punct geometric. Corpul poate fi considerat material ...... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat

punct material- un concept introdus în mecanică pentru un obiect de mărime infinitezimală, având o masă. Poziția unui punct material în spațiu este definită ca poziția unui punct geometric, ceea ce simplifică rezolvarea problemelor din mecanică. Aproape orice organism poate...... Dicţionar enciclopedic

Punct material- punct geometric cu masa; punctul material este o imagine abstractă a unui corp material care are masă și nu are dimensiuni... Începuturile științelor naturale moderne

punct material- materialusis taškas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. punct de masă; punct material vok. Massenpunkt, m; materieller Punkt, m rus. punct material, f; masa punctuală, fpranc. masa punctuală, m; point matériel, m … Fizikos terminų žodynas

punct material- Un punct având o masă... Dicționar terminologic explicativ politehnic

Cărți

• Un set de mese. Fizică. Nota 9 (20 de mese), . Album educativ de 20 de coli. Punct material. coordonatele corpului în mișcare. Accelerare. legile lui Newton. Lege gravitatie. Mișcare rectilinie și curbilinie. Mișcarea corpului de-a lungul...

Punct material

Punct material(particulă) - cel mai simplu model fizic din mecanică - un corp ideal, ale cărui dimensiuni sunt egale cu zero, se poate considera și dimensiunile corpului ca fiind infinit de mici în comparație cu alte dimensiuni sau distanțe în cadrul ipotezelor problemei sub studiu. Poziția unui punct material în spațiu este definită ca poziția unui punct geometric.

În practică, un punct material este înțeles ca un corp cu masă, a cărui dimensiune și formă pot fi neglijate la rezolvarea acestei probleme.

Cu o mișcare rectilinie a unui corp, o axă de coordonate este suficientă pentru a-i determina poziția.

Particularități

Masa, poziția și viteza unui punct material în fiecare moment particular de timp determină complet comportamentul și proprietățile fizice ale acestuia.

Consecințe

Energia mecanică poate fi stocată de un punct material numai sub forma energiei cinetice a mișcării sale în spațiu și (sau) a energiei potențiale de interacțiune cu câmpul. Aceasta înseamnă automat că un punct material este incapabil de deformare (doar un corp absolut rigid poate fi numit punct material) și de rotație în jurul propriei axe și se schimbă în direcția acestei axe în spațiu. În același timp, modelul mișcării corpului descris de un punct material, care constă în schimbarea distanței acestuia față de un centru instantaneu de rotație și două unghiuri Euler, care stabilesc direcția dreptei care leagă acest punct de centru, este extrem de larg. folosit în multe ramuri ale mecanicii.

Restricții

Limitarea aplicării conceptului de punct material este evidentă din următorul exemplu: într-un gaz rarefiat la temperatură ridicată, dimensiunea fiecărei molecule este foarte mică în comparație cu distanța tipică dintre molecule. S-ar părea că pot fi neglijate, iar molecula poate fi considerată un punct material. Cu toate acestea, acesta nu este întotdeauna cazul: vibrațiile și rotațiile unei molecule sunt un rezervor important al „energiei interne” a moleculei, a cărei „capacitate” este determinată de dimensiunea moleculei, structura și proprietățile chimice ale acesteia. Într-o bună aproximare, o moleculă monoatomică (gaze inerte, vapori de metal etc.) poate fi considerată uneori ca punct material, dar chiar și în astfel de molecule la o temperatură suficient de ridicată se observă excitarea învelișurilor de electroni din cauza coliziunilor moleculare, urmată de prin emisie.

Note

Fundația Wikimedia. 2010 .

• mișcare mecanică
• Corp absolut rigid

Vedeți ce este „Punctul material” în alte dicționare:

PUNCTUL MATERIAL este un punct cu masa. În mecanică, conceptul de punct material este folosit în cazurile în care dimensiunile și forma unui corp nu joacă un rol în studierea mișcării acestuia, ci doar masa este importantă. Aproape orice corp poate fi considerat ca punct material, dacă ...... Dicţionar enciclopedic mare

PUNCTUL MATERIAL- un concept introdus în mecanică pentru a desemna un obiect, care este considerat ca un punct având o masă. Poziția lui M. t. în dreapta este definită ca poziția geomului. puncte, ceea ce simplifică foarte mult rezolvarea problemelor din mecanică. În practică, corpul poate fi considerat ...... Enciclopedie fizică

punct material- Un punct cu masă. [Culegere de termeni recomandați. Problema 102. Mecanica teoretică. Academia de Științe a URSS. Comitetul de terminologie științifică și tehnică. 1984] Subiecte mecanică teoretică EN particule DE materialle Punkt FR point matériel … Manualul Traducătorului Tehnic

PUNCTUL MATERIAL Enciclopedia modernă

PUNCTUL MATERIAL- În mecanică: un corp infinit de mic. Dicționar de cuvinte străine incluse în limba rusă. Chudinov A.N., 1910... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse

Punct material- MATERIAL POINT, concept introdus in mecanica pentru a desemna un corp a carui dimensiune si forma pot fi neglijate. Poziția unui punct material în spațiu este definită ca poziția unui punct geometric. Corpul poate fi considerat material ...... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat

punct material- un concept introdus în mecanică pentru un obiect de mărime infinitezimală, având o masă. Poziția unui punct material în spațiu este definită ca poziția unui punct geometric, ceea ce simplifică rezolvarea problemelor din mecanică. Aproape orice organism poate...... Dicţionar enciclopedic

Punct material- punct geometric cu masa; punctul material este o imagine abstractă a unui corp material care are masă și nu are dimensiuni... Începuturile științelor naturale moderne

punct material- materialusis taškas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. punct de masă; punct material vok. Massenpunkt, m; materieller Punkt, m rus. punct material, f; masa punctuală, fpranc. masa punctuală, m; point matériel, m … Fizikos terminų žodynas

punct material- Un punct având o masă... Dicționar terminologic explicativ politehnic

Cărți

• Un set de mese. Fizică. Nota 9 (20 de mese), . Album educativ de 20 de coli. Punct material. coordonatele corpului în mișcare. Accelerare. legile lui Newton. Legea gravitației universale. Mișcare rectilinie și curbilinie. Mișcarea corpului de-a lungul...

Punct material. Sistem de referință.

Mișcarea mecanică a unui corp este schimbarea în timp a poziției acestuia față de alte corpuri.

Aproape toate fenomenele fizice sunt însoțite de mișcarea corpurilor. În fizică, există o ramură specială care studiază mișcarea - aceasta este Mecanica.

Cuvântul „mecanică” provine din grecescul „mechane” – o mașină, un dispozitiv.

Sub acțiunea diferitelor mașini și mecanisme, piesele lor se mișcă: pârghii, frânghii, roți, ... Mecanica include și găsirea condițiilor în care corpul este în repaus - condițiile pentru echilibrul corpurilor. Aceste probleme joacă un rol important în domeniul construcțiilor. Nu numai corpurile materiale se pot mișca, ci și o rază de soare, o umbră, semnale luminoase, semnale radio.

Pentru a studia mișcarea, trebuie să fii capabil să descrii mișcarea. Nu ne interesează cum a apărut această mișcare, ne interesează procesul în sine. Ramura mecanicii care studiază mișcarea fără a examina cauza care o provoacă se numește cinematică.

Mișcarea fiecărui corp poate fi considerată în raport cu diferite corpuri, iar în raport cu acestea, acest corp va face diferite mișcări: o valiză aflată într-o mașină pe raftul unui tren în mișcare este în repaus în raport cu vagonul și în mișcare relativă spre Pământ. Un balon purtat de vânt - față de Pământ - se mișcă, iar față de aer - este în repaus. O aeronavă care zboară în escadroane este în repaus în comparație cu alte aeronave în formație, dar se mișcă cu viteză mare față de Pământ.

Prin urmare, orice mișcare, precum și restul corpului, sunt relative.

Când răspundem la întrebarea dacă un corp este în mișcare sau în repaus, trebuie să indicăm în raport cu ceea ce avem în vedere mișcarea.

Corpul față de care este luată în considerare mișcarea dată se numește corpul de referință.

Un corp de referință este asociat cu un sistem de coordonate și un dispozitiv pentru măsurarea timpului. Tot acest set se formează sistem de referință .

Ce înseamnă să descrii mișcarea? Aceasta înseamnă că trebuie să definiți:

1. traiectorie, 2. viteza, 3. traseu, 4. pozitia corpului.

Ideea este foarte simplă. Din cursul de matematică se știe că poziția unui punct poate fi specificată cu ajutorul coordonatelor. Și dacă avem un corp care are o dimensiune? Fiecare punct va avea propriile sale coordonate. În multe cazuri, când se ia în considerare mișcarea unui corp, corpul poate fi luat ca un punct material, sau un punct care are masa acestui corp. Și pentru un punct, puteți determina în mod unic coordonatele.

Deci, un punct material este un concept abstract care este introdus pentru a simplifica rezolvarea problemelor.

Condiția în care corpul poate fi luat ca punct material:

Este adesea posibil să luăm un corp ca punct material și cu condiția ca dimensiunile acestuia să fie comparabile cu distanța parcursă, când în orice moment în timp toate punctele se mișcă în același mod. Acest tip de mișcare se numește progresiv.

Un semn de mișcare înainte este condiția că o linie dreaptă, trasată mental prin oricare două puncte ale corpului, rămâne paralelă cu ea însăși.

Exemplu: o persoană se deplasează pe o scară rulantă, un ac într-o mașină de cusut, un piston într-un motor cu ardere internă, o caroserie când conduce pe un drum drept.

Diferitele mișcări diferă între ele prin forma traiectoriei.

Dacă traiectoria linie dreapta- apoi mișcare rectilinie dacă traiectoria este linie curbă, atunci mișcarea este curbilinie.

Mutare.

Calea și mișcarea: care este diferența?

S=AB+BC+CD

O deplasare este un vector (sau linie direcțională) care leagă poziția inițială de poziția sa ulterioară.

Deplasarea este o mărime vectorială, ceea ce înseamnă că este caracterizată de două mărimi: o valoare numerică sau modul și direcția.

Este desemnat - S și se măsoară în metri (km, cm, mm).

Dacă cunoașteți vectorul deplasării, atunci puteți determina în mod unic poziția corpului.

Vectori și acțiuni cu vectori.

DEFINIȚIA VECTORALE

Vector se numește un segment direcționat, adică un segment pentru care sunt indicate începutul (numit și punctul de aplicare al vectorului) și sfârșitul.

MODUL VECTOR

Lungimea unui segment direcționat reprezentând un vector se numește lungime sau modul, vector. Lungimea unui vector se notează cu .

VECTOR NUL

Vector nul() - un vector al cărui început și sfârșit coincid; modulul său este 0 și direcția sa este nedefinită.

REPREZENTARE COORDONATĂ

Să fie dat sistemul de coordonate carteziene XOY pe plan.

Atunci vectorul poate fi dat de două numere:

https://pandia.ru/text/78/050/images/image010_22.gif" width="84" height="25 src=">

Aceste numere https://pandia.ru/text/78/050/images/image012_18.gif" width="20" height="25 src="> în geometrie sunt numite coordonate vectoriale, și în fizică proiecții vectoriale la axele de coordonate corespunzătoare.

Pentru a găsi proiecția unui vector, este necesar: ​​de la începutul și sfârșitul vectorului, coborâți perpendicularele pe axele de coordonate.

Atunci proiecția va fi lungimea segmentului cuprins între perpendiculare.

Proiecția poate lua atât valori pozitive, cât și negative.

Dacă proiecția sa dovedit cu semnul „-”, atunci vectorul este îndreptat în direcția opusă axei pe care a fost proiectat.

Cu această definiție a vectorului, este modul, A direcţie este dat de unghiul a, care este determinat în mod unic de relațiile:

https://pandia.ru/text/78/050/images/image015_13.gif" width="75" height="48 src=">

VECTORI COLINIARI

D) o piesă de șah

E) un candelabru în cameră,

G) submarin,

Y) aeronave pe pistă.

8. Plătim călătoria sau transportul cu taxiul?

9. Barca a trecut de-a lungul lacului în direcția nord-est timp de 2 km, iar apoi în direcția nord încă 1 km. Aflați construcția geometrică a deplasării și modulul acesteia.

Totul în lumea din jurul nostru este în continuă mișcare. Mișcarea în sensul general al cuvântului se referă la orice schimbări care apar în natură. Cel mai simplu tip de mișcare este mișcarea mecanică.

De la cursul de fizică de clasa a VII-a, știi asta mișcare mecanică un corp este o schimbare a poziției sale în spațiu față de alte corpuri care are loc în timp.

Când se rezolvă diverse probleme științifice și practice legate de mișcarea mecanică a corpurilor, trebuie să fie capabil să descrie această mișcare, adică să se determine traiectoria, viteza, distanța parcursă, poziția corpului și alte caracteristici ale mișcării pentru orice moment de timp.

De exemplu, atunci când lansează un avion de pe Pământ pe o altă planetă, oamenii de știință trebuie mai întâi să calculeze unde se află această planetă în raport cu Pământul în momentul în care aparatul a aterizat pe ea. Și pentru aceasta este necesar să aflăm cum direcția și modulul vitezei acestei planete se schimbă în timp și pe ce traiectorie se mișcă.

Din cursul de matematică, știți că poziția unui punct poate fi stabilită folosind o linie de coordonate sau un sistem de coordonate dreptunghiular (Fig. 1). Dar cum se stabilește poziția unui corp care are dimensiuni? La urma urmei, fiecare punct al acestui corp va avea propria sa coordonată.

Orez. 1. Poziția punctului poate fi setată folosind linia de coordonate sau sistemul de coordonate dreptunghiular

Când descriem mișcarea unui corp care are dimensiuni, apar alte întrebări. De exemplu, ce ar trebui să se înțeleagă prin viteza unui corp dacă, în timp ce se deplasează în spațiu, acesta se rotește simultan în jurul propriei axe? La urma urmei, viteza diferitelor puncte ale acestui corp va fi diferită atât în ​​valoare absolută, cât și în direcție. De exemplu, când rotatie zilnica Punctele diametral opuse ale Pământului se mișcă în direcții opuse, iar cu cât punctul este mai aproape de axă, cu atât viteza acestuia este mai mică.

Cum poți seta coordonatele, viteza și alte caracteristici ale mișcării unui corp care are dimensiuni? Se dovedește că în multe cazuri, în loc de mișcarea unui corp real, se poate lua în considerare mișcarea unui așa-numit punct material, adică un punct care are masa acestui corp.

Pentru un punct material, se poate determina fără ambiguitate coordonatele, viteza și alte mărimi fizice, deoarece nu are dimensiuni și nu se poate roti în jurul propriei axe.

Punctele materiale nu există în natură. Un punct material este un concept, a cărui utilizare simplifică rezolvarea multor probleme și permite în același timp obținerea unor rezultate suficient de precise.

• Un punct material este un concept introdus în mecanică pentru a desemna un corp, care este considerat ca un punct având o masă

Aproape orice corp poate fi considerat punct material în cazurile în care distanțele parcurse de punctele corpului sunt foarte mari în comparație cu dimensiunile acestuia.

De exemplu, Pământul și alte planete sunt considerate puncte materiale atunci când se studiază mișcarea lor în jurul Soarelui. În acest caz, diferențele de mișcare a diferitelor puncte ale oricărei planete, cauzate de rotația sa zilnică, nu afectează cantitățile care descriu mișcarea anuală.

Planetele sunt considerate puncte materiale atunci când se studiază mișcarea lor în jurul Soarelui.

Dar la rezolvarea problemelor legate de rotația zilnică a planetelor (de exemplu, la determinarea orei răsăritului în diferite locuri de pe suprafață globul), este lipsit de sens să considerăm o planetă ca punct material, deoarece rezultatul problemei depinde de dimensiunea acestei planete și de viteza de mișcare a punctelor de pe suprafața ei. Deci, de exemplu, în fusul orar Vladimir, soarele va răsări 1 oră mai târziu, la Irkutsk - 2 ore mai târziu și la Moscova - 8 ore mai târziu decât în ​​Magadan.

Este legitim să luăm un avion ca punct material dacă, de exemplu, este necesar să se determine viteza medie a mișcării sale pe drumul de la Moscova la Novosibirsk. Dar atunci când se calculează forța de rezistență a aerului care acționează asupra unei aeronave care zboară, aceasta nu poate fi considerată un punct material, deoarece forța de rezistență depinde de forma și viteza aeronavei.

Pentru un punct material, poți lua un avion care zboară dintr-un oraș în altul

Un corp care se deplasează înainte 1 poate fi luat ca punct material chiar dacă dimensiunile sale sunt proporționale cu distanțele pe care le parcurge. De exemplu, o persoană care stă pe treapta unei scări rulante în mișcare se mișcă progresiv (Fig. 2, a). În orice moment, toate punctele corpului uman se mișcă în același mod. Prin urmare, dacă dorim să descriem mișcarea unei persoane (adică, pentru a determina modul în care viteza, calea sa etc. se schimbă în timp), atunci este suficient să luăm în considerare mișcarea doar a unuia dintre punctele sale. În acest caz, soluția problemei este mult simplificată.

Cu o mișcare rectilinie a unui corp, o axă de coordonate este suficientă pentru a-i determina poziția.

De exemplu, poziția unui cărucior cu picurător (Fig. 2, b), care se deplasează de-a lungul mesei în linie dreaptă și translațional, în orice moment, poate fi determinată folosind o riglă situată de-a lungul traiectoriei de mișcare (căruciorul cu o picuratorul este luat ca punct material). În acest experiment, este convenabil să luați rigla ca corp de referință, iar scara sa poate servi drept axă de coordonate. (Reamintim că corpul de referință este corpul, față de care se ia în considerare schimbarea poziției altor corpuri în spațiu.) Poziția căruciorului cu picurător va fi determinată în raport cu diviziunea zero a riglei.

Orez. 2. Odată cu mișcarea de translație a corpului, toate punctele sale se mișcă în același mod

Dar dacă este necesar să se determine, de exemplu, calea pe care a parcurs căruciorul pentru o anumită perioadă de timp sau viteza de mișcare a acestuia, atunci pe lângă riglă, veți avea nevoie de un dispozitiv pentru măsurarea timpului - un ceas. .

În acest caz, rolul unui astfel de dispozitiv este îndeplinit de un picurător, din care picături cad la intervale regulate. Prin rotirea robinetului, picăturile pot fi făcute să cadă la intervale de, de exemplu, 1 s. Numărând numărul de goluri dintre urmele de picături de pe riglă, puteți determina intervalul de timp corespunzător.

Din exemplele de mai sus reiese clar că, pentru a determina poziția unui corp în mișcare în orice moment de timp, tipul de mișcare, viteza corpului și alte caracteristici ale mișcării, un corp de referință, un sistem de coordonate asociat (sau o axă de coordonate dacă corpul se mișcă de-a lungul unei linii drepte) și un dispozitiv pentru măsurarea timpului.

• Sistemul de coordonate, corpul de referință cu care este asociat și dispozitivul de măsurare a timpului formează un sistem de referință, în raport cu care se consideră mișcarea corpului

Desigur, în multe cazuri este imposibil să se măsoare direct coordonatele unui corp în mișcare la un moment dat. Nu avem o oportunitate reală, de exemplu, de a plasa o bandă de măsurare și de a plasa observatori cu ceasuri de-a lungul unui traseu de mulți kilometri a unei mașini în mișcare, a unei nave care plutește pe ocean, a unei aeronave zburătoare, a unui proiectil tras dintr-un tun de artilerie. , diverse corpuri cerești a căror mișcare o observăm etc.

Cu toate acestea, cunoașterea legilor fizicii face posibilă determinarea coordonatelor corpurilor care se mișcă în diferite cadre de referință, în special, în cadrul de referință asociat Pământului.

Întrebări

1. Ce este un punct material?
2. Care este scopul termenului „punct material”?
3. În ce cazuri un corp în mișcare este de obicei considerat un punct material?
4. Dați un exemplu care să arate că același corp într-o situație poate fi considerat un punct material, dar nu și în alta.
5. În ce caz poate fi stabilită poziția unui corp în mișcare folosind o axă de coordonate?
6. Ce este un sistem de referință?

Exercitiul 1

1. Este posibil să se considere o mașină ca punct material atunci când se determină traseul pe care a parcurs-o în 2 ore, deplasându-se cu o viteză medie de 80 km/h? când depășești o altă mașină?
2. Avionul face un zbor de la Moscova la Vladivostok. Poate dispeceratul, observând mișcarea acestuia, să considere aeronava ca un punct material; un pasager în acest avion?
3. Când vorbim despre viteza unei mașini, tren și alte vehicule, corpul de referință nu este de obicei indicat. Ce se înțelege în acest caz prin organism de referință?
4. Băiatul a stat pe pământ și și-a privit sora mai mică călând cu carusel. După plimbare, fata i-a spus fratelui ei că el însuși, casele și copacii au trecut repede pe lângă ea. Băiatul a început să afirme că el, împreună cu casele și copacii, era nemișcat, iar sora lui se mișca. Cu privire la ce organisme de referință au luat în considerare moțiunea fata și băiatul? Explicați cine are dreptate în dispută.
5. Raportat la ce corp de referinta este considerata miscarea atunci cand se spune: a) viteza vantului este de 5 m/s; b) bușteanul plutește în josul râului, deci viteza lui este zero; c) viteza unui copac care plutește de-a lungul râului este egală cu viteza curgerii apei în râu; d) orice punct al roții unei biciclete în mișcare descrie un cerc; e) soarele răsare la est dimineața, se mișcă pe cer în timpul zilei și apune în vest seara?

1 Mișcare de translație - mișcarea unui corp în care se mișcă o linie dreaptă care leagă oricare două puncte ale acestui corp, rămânând tot timpul paralelă cu direcția sa inițială. Mișcarea de translație poate fi atât rectilinie, cât și curbilinie. De exemplu, cabina unei roți Ferris se mișcă înainte.

Ce este un punct material? Ce mărimi fizice îi sunt asociate, de ce este introdus în general conceptul de punct material? În acest articol, vom discuta aceste probleme, vom oferi exemple de probleme care sunt legate de conceptul în discuție și, de asemenea, vom vorbi despre formulele folosite pentru a le rezolva.

Definiție

Deci, ce este un punct material? Surse diferite oferă definiții în moduri ușor diferite. stilul literar. Același lucru este valabil și pentru profesorii din universități, colegii și instituții de învățământ. Cu toate acestea, conform standardului, un corp este numit punct material, ale cărui dimensiuni (în comparație cu dimensiunile sistemului de referință) pot fi neglijate.

Comunicarea cu obiecte reale

S-ar părea, cum pot fi luate ca punct material o persoană, un biciclist, o mașină, o navă și chiar un avion, care în cele mai multe cazuri sunt discutate în problemele de fizică când vine vorba de mecanica unui corp în mișcare? Să privim mai profund! Pentru a determina coordonatele unui corp în mișcare în orice moment, este necesar să cunoașteți mai mulți parametri. Aceasta este coordonata inițială și viteza de mișcare și accelerație (dacă, desigur, are loc) și timpul.

Ce este necesar pentru a rezolva problemele cu punctele materiale?

O relație de coordonate poate fi găsită numai prin fixarea la un sistem de coordonate. ca aceasta sistem deosebit coordonatele pentru mașină și un alt corp devine planeta noastră. Și în comparație cu dimensiunea sa, dimensiunea corpului poate fi într-adevăr neglijată. În consecință, dacă luăm corpul ca punct material, coordonatele acestuia în spațiul bidimensional (tridimensional) poate și ar trebui să fie găsită ca coordonată a unui punct geometric.

Mișcarea unui punct material. Sarcini

În funcție de complexitate, sarcinile pot dobândi anumite condiții. În consecință, pe baza condițiilor care ni se oferă, putem folosi anumite formule. Uneori, chiar și având tot arsenalul de formule, încă nu se poate rezolva problema, așa cum se spune, „pe frunte”. Prin urmare, este extrem de important nu doar să cunoști formulele cinematice legate de punctul material, ci și să le poți folosi. Adică, exprimați valoarea dorită și echivalați sistemele de ecuații. Iată principalele formule pe care le vom folosi în cursul rezolvării problemelor:

Sarcina 1

O mașină care stă pe linia de start începe brusc să se miște dintr-o poziție staționară. Aflați cât timp îi va lua să accelereze până la 20 de metri pe secundă dacă accelerația sa este de 2 metri pe secundă pătrat.

Vreau să spun imediat că această sarcină este practic cel mai simplu lucru la care se poate aștepta un student. Cuvântul „practic” este aici cu un motiv. Chestia este că poate fi doar mai ușor să înlocuiți valorile directe în formule. Mai întâi ar trebui să exprimăm timpul și apoi să facem calculele. Pentru a rezolva problema, aveți nevoie de o formulă pentru determinarea vitezei instantanee (viteza instantanee este viteza unui corp la un anumit moment în timp). Arata cam asa:

După cum putem vedea, în partea stângă a ecuației avem viteza instantanee. Nu avem deloc nevoie de ea. Prin urmare, facem operații matematice simple: lăsăm produsul accelerației în timp în partea dreaptă și transferăm viteza inițială la stânga. În același timp, ar trebui să urmați cu atenție semnele, deoarece un semn lăsat incorect poate schimba radical răspunsul la problemă. În continuare, complicăm puțin expresia, scăpând de accelerația din partea dreaptă: împărțim la ea. Ca rezultat, ar trebui să avem timp pur în dreapta și o expresie cu două niveluri în stânga. Schimbăm totul pentru a face să pară mai familiar. Rămâne doar să înlocuim valorile. Deci, se dovedește că mașina va accelera în 10 secunde. Important: am rezolvat problema, presupunând că mașina din ea este un punct material.

Sarcina #2

Punctul material începe frânarea de urgență. Determinați care a fost viteza inițială în momentul frânării de urgență, dacă au trecut 15 secunde înainte ca caroseria să se oprească complet. Luați accelerația egală cu 2 metri pe secundă pătrat.

Sarcina, în principiu, este destul de asemănătoare cu cea anterioară. Dar există câteva nuanțe aici. În primul rând, trebuie să determinăm viteza, la care de obicei ne referim ca viteza inițială. Adică, la un moment dat, începe numărătoarea inversă a timpului și a distanței parcurse de corp. În acest caz, viteza va scădea într-adevăr sub această definiție. A doua nuanță este semnul accelerației. Amintiți-vă că accelerația este o mărime vectorială. Prin urmare, în funcție de direcție, își va schimba semnul. Accelerația pozitivă se observă dacă direcția vitezei corpului coincide cu direcția acestuia. Cu alte cuvinte, atunci când corpul accelerează. În caz contrar (adică în situația noastră cu frânare), accelerația va fi negativă. Și acești doi factori trebuie luați în considerare pentru a rezolva această problemă:

Ca și data trecută, mai întâi exprimăm valoarea de care avem nevoie. Pentru a evita agitația cu indicatoarele, vom lăsa viteza inițială acolo unde este. Cu semnul opus, transferăm produsul accelerație și timp pe cealaltă parte a ecuației. Deoarece frânarea a fost completă, viteza finală este de 0 metri pe secundă. Înlocuind aceste și alte valori, găsim cu ușurință viteza inițială. Va fi egal cu 30 de metri pe secundă. Este ușor de observat că, cunoscând formulele, nu este atât de greu să faci față celor mai simple sarcini.

Sarcina #3

La un anumit moment în timp, controlorii încep să urmărească mișcarea unui obiect aerian. Viteza lui în acest moment este de 180 de kilometri pe oră. După o perioadă de timp egală cu 10 secunde, viteza sa crește la 360 de kilometri pe oră. Determinați distanța parcursă de aeronavă în timpul zborului dacă timpul de zbor a fost de 2 ore.

De fapt, într-un sens larg, această sarcină are multe nuanțe. De exemplu, accelerația unei aeronave. Este clar că corpul nostru nu s-ar putea mișca în principiu pe o traiectorie rectilinie. Adică, trebuie să decoleze, să ia viteză și apoi, la o anumită înălțime, să se miște în linie dreaptă pe o anumită distanță. Abaterile, precum și decelerația aeronavei în timpul aterizării, nu sunt luate în considerare. Dar aceasta nu este treaba noastră în acest caz. Prin urmare, vom rezolva problema în cadrul cunoștințelor școlare, informatii generale despre mișcarea cinematică. Pentru a rezolva problema, avem nevoie de următoarea formulă:

Dar aici avem o problemă, despre care am vorbit mai devreme. Cunoașterea formulelor nu este suficientă - trebuie să le poți folosi. Adică, scoateți o valoare folosind formule alternative, găsiți-o și înlocuiți-o. Când vizualizați informațiile inițiale disponibile în problemă, devine imediat clar că nu va funcționa chiar așa. Nu se spune nimic despre accelerație, dar există informații despre modul în care viteza sa schimbat într-o anumită perioadă de timp. Deci, accelerația o putem găsi singuri. Luăm formula pentru găsirea vitezei instantanee. Ea arata ca

Lăsăm accelerația și timpul într-o parte și transferăm viteza inițială în alta. Apoi, împărțind ambele părți în timp, eliberăm partea potrivită. Aici puteți calcula imediat accelerația prin înlocuirea datelor directe. Dar este mult mai oportun să ne exprimăm mai departe. Inlocuim formula obtinuta pentru accelerare cu cea principala. Acolo puteți reduce puțin variabilele: la numărător, timpul este dat în pătrat, iar la numitor - în gradul I. Prin urmare, acest numitor poate fi eliminat. Ei bine, atunci - o simplă înlocuire, deoarece nu mai trebuie exprimat nimic. Răspunsul ar trebui să fie următorul: 440 de kilometri. Răspunsul va fi diferit dacă valorile sunt convertite într-o altă dimensiune.

Concluzie

Deci, ce am aflat în cursul acestui articol?

1) Un punct material este un corp ale cărui dimensiuni în comparație cu dimensiunile sistemului de referință pot fi neglijate.

2) Pentru a rezolva probleme legate de un punct material, există mai multe formule (date în articol).

3) Semnul accelerației în aceste formule depinde de parametrul mișcării corpului (accelerație sau decelerare).