Что такое механическое движение?
Как вам уже известно, что самым древним, популярным, сложным, но тем, ни менее интересным разделом, который изучает физика, является раздел механики. Ведь механика является частью науки о природе и возникла, как необходимая область, с помощью которой человек изучал силы природы, чтобы в дальнейшем их использовать себе во благо.
А механическое движение является одним из главных вопросов, которые изучает механика. О механическом движении было создано много законов, которые можно увидеть в трудах Исаака Ньютона, Галилео Галилея, а так же М.Коперника.
Давайте с вами вспомним, что же такое движение?
Движением называют любое явление, связанное с изменениями, происходящими в природе. А самым простым и самым распространенным видом движения, является механическое движение.
Механическим движением называют любое изменение положения тела в пространстве, которое происходит относительно других тел с течением времени.
А всегда ли вы сразу можете понять, что тело движется? Вот давайте вспомним такую жизненную ситуацию, с которой, наверное сталкивался каждый из вас. Представим, что вы собрались отправиться в путешествие, купили билет и заняли в вагоне поезда свое место. В ожидании отбытия поезда вы наблюдаете, как на соседнем пути стоит другой поезд, который также ждет своего времени отправления. И вот наконец-то поезд начинает движение. Но через некоторое время вы понимаете, что начал движение не ваш поезд, а тот, который стоял на соседнем пути.
То есть, в механическом движении следует учитывать довольно таки важный момент и понимать относительно какого тела происходит или не происходит движение.
Задание. Попробуйте объяснить, почему так происходит и что нужно учитывать, чтобы определить движется ли тело или нет?
А теперь давайте вспомним, какие виды движения существуют:
ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ
Часть 1
1. В состав системы отсчёта входят
1) только тело отсчёта
2) только тело отсчёта и система координат
3) только тело отсчёта и часы
4) тело отсчёта, система координат, часы
2. Относительной величиной является: А. Путь; Б. Перемещение. Правильный ответ
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
3. Пассажир метро стоит на движущемся вверх эскалаторе. Он неподвижен относительно
1) пассажиров, стоящих на другом эскалаторе, движущемся вниз
2) других пассажиров, стоящих на этом же эскалаторе
3) пассажиров, шагающих вверх по этому же эскалатору
4) светильников на баллюстраде эскалатора
4. Относительно какого тела покоится автомобиль, движущийся по автостраде?
1) относительно другого автомобиля, движущегося с такой же скоростью в противоположную сторону
2) относительно другого автомобиля, движущегося с такой же скоростью в ту же сторону
3) относительно светофора
4) относительно идущего вдоль дороги пешехода
5. Два автомобиля движутся с одинаковой скоростью 20 м/с относительно Земли в одном направлении. Чему равна скорость одного автомобиля в системе отсчёта, связанной с другим автомобилем?
1) 0
2) 20 м/с
3) 40 м/с
4) -20 м/с
6. Два автомобиля движутся с одинаковой скоростью 15 м/с относительно Земли навстречу друг другу. Чему равна скорость одного автомобиля в системе отсчёта, связанной с другим автомобилем?
1) 0
2) 15 м/с
3) 30 м/с
4) -15 м/с
7. Какова относительно Земли траектория точки лопасти винта летящего вертолёта?
1) прямая
2) окружность
3) дуга
4) винтовая линия
8. Мяч падает с высоты 2 м и после удара о пол поднимается на высоту 1,3 м. Чему равны путь \( l \) и модуль перемещения \( s \) мяча за всё время движения?
1) \( l \)= 3,3 м, \( s \) = 3,3 м
2) \( l \) = 3,3 м, \( s \) = 0,7 м
3) \( l \)= 0,7 м, \( s \) = 0,7 м
4) \( l \)= 0,7 м, \( s \) = 3,3 м
9. Решают две задачи. 1. Рассчитывают скорость движения поезда между двумя станциями. 2. Определяют силу трения, действующую на поезд. При решении какой задачи поезд можно считать материальной точкой?
1) только первой
2) только второй
3) и первой, и второй
4) ни первой, ни второй
10. Точка обода колеса при движении велосипеда описывает половину окружности радиуса \( R \). Чему равны при этом путь \( l \) и модуль перемещения \( s \) точки обода?
1)\( l=2R \), \( s=2R \)
2)\( l=\pi R \),\( s=2R \)
3)\( l=2R \),\( s=\pi R \)
4) \( l=\pi R \), \( s=\pi R \).
11. Установите соответствие между элементами знаний в левом столбце и понятиями в правом столбце. В таблице под номером элемента знаний левого столбца запишите соответствующий номер выбранного вами понятия правого столбца.
ЭЛЕМЕНТ ЗНАНИЙ
A) физическая величина
Б) единица величины
B) измерительный прибор
ПОНЯТИЕ
1) траектория
2) путь
3) секундомер
4) километр
5) система отсчёта
12. Установите соответствие между величинами в левом столбце и характером величины в правом столбце. В таблице под номером элемента знаний левого столбца запишите соответствующий номер выбранного вами понятия правого столбца.
ВЕЛИЧИНА
A) путь
Б) перемещение
B) проекция перемещения
ХАРАКТЕР ВЕЛИЧИНЫ
1) скалярная
2) векторная
Часть 2
13. Автомобиль свернул на дорогу, составляющую угол 30° с главной дорогой, и совершил по ней перемещение, модуль которого равен 20 м. Определите проекцию перемещения автомобиля на главную дорогу и на дорогу, перпендикулярную главной дороге.
Интересно знать
Проблемы, связанные с движением тел интересовали людей издавна. Размышляя над движением тел, древнегреческие ученые приходили иногда к удивительным парадоксальным выводам. Наиболее удивительными являются парадоксы Зенона Элейского (5 век до н.э.). Придуманные им парадоксы (так называемые апории) проложают обсуждать ученые всего мира до сих пор.Наверное, самой известной апорией Зенона являэтся «Ахиллес и черепаха». В ней он утверждал, что древнегреческий герой, несмотря на свои быстрые ноги, не сможет догнать черепаху. Пусть Ахиллес начинает бежать за черепахой, стартовав одновременно с ней на расстоянии АВ. Прежде чем догнать черепаху, ему нужно преодолеть разделяющее их расстояние АВ. Однако, пока он будет его преодолевать, черепаха пройдет еще отрезок пути ВС. Герою придется преодолевать еще и отрезок ВС, в то время как черепаха пройдет следующий отрезок. И так далее, до бесконечности. То есть, чтобы догнать черепаху, Ахиллесу нужно преодолеть бесконечное число отрезков пути за бесконечно большой отрезок времени. А значит, что он ее никогда не догонит.Конечно Ахиллес (и любой человек) может догнать черепаху.Но в том и состоит парадокс: как человек может догнать черепаху на прктике, если теоретически это невозможно.
Сегнерово колесо. Реактивное движение
При первом знакомстве слова «реактивное движение» воспринимаются, как что-то очень сложное, связанное, может быть, с реакциями веществ или какими-то непростыми действиями тел.
На самом деле понять суть реактивного движения помогает простейшее наблюдение. Наполненный воздухом резиновый шарик надо не перевязывать нитью около отверстия, а просто отпустить его. Воздух был сильно сжат, и поэтому со скоростью ветра будет вырываться из отверстия, шарик быстро отскакивает в сторону от струи воздуха.
Когда шарик полный, воздух внутри и резиновая оболочка представляют единое целое. Через отверстие выходит воздух, то есть от целого отрывается его часть и летит в одну сторону. Оболочка шара и вместе с ней оставшийся воздух движутся в другую сторону.
Импульс и его сохранение дают этому явлению объяснение.
Если шарик с воздухом закрыт, он без движения, импульс его нулевой. Когда отверстие открыто, воздух со скоростью вылетает из шарика. Наблюдается два тела: вылетающий воздух и резиновая оболочка с воздухом. Есть масса отделившегося воздуха, и есть скорость его, значит, есть определенный импульс. Направлен он в ту сторону, куда вылетает воздух. По закону сохранения суммарный импульс обоих тел должен быть таким же, как и до вылета воздуха, то есть равным нулю. Поэтому второе тело (оболочка с оставшимся воздухом) должно двигаться в противоположную сторону со скоростью, численно равной скорости воздушной струи.
Стоит сделать одно замечание. В действительности почти всегда шарик делает какое-то немыслимое движение по непредсказуемой траектории. Происходит это, потому что часто до опыта шарик перевязан нитью, которая деформирует резину, делая отверстие неровным. Струя воздуха выходит неравномерно, без четкого направления. Шарик дергается в разные стороны, и движение его разбивается на очень кратковременные участки реактивного движения. (Аналогично, движение по кривой разбивается на мелкие участки движения по дугам окружностей).
Интересен случай реактивного движения с сегнеровым колесом. Здесь используется не газовая струя, а водяная. Из конического сосуда вода вытекает через два отверстия загнутой трубки. Конус вращается со скоростью струи воды, но в обратном направлении. Автор первого такого устройства (1750 г.) – венгерский физик и математик Янош Сегнер.
Некоторые современные дачники или озеленители газонов, наверное, вряд ли задумываются, что они иногда применяют для полива простые механизмы, в основе работы которых лежит сегнерово колесо.
Поливочное устройство.
Природа тоже неожиданно нашла реактивному движению интересное применение. Каракатицы, осьминоги, кальмары (головоногие моллюски) перемещаются за счет этого вида движения. Животные втягивают внутрь, затем резко выбрасывают из себя порцию воды. По закону сохранения импульса сами движутся в другую сторону от струи воды.
Кальмар – бартрама.
Есть моллюски, которые настолько мощно это делают, что иногда выскакивают над поверхностью воды.
Летучие кальмары.
Есть такое растение – бешеный, или дикий, огурец. Во время созревания кожица плода сильно натягивается под давлением накапливающейся жидкости и едва удерживает содержимое внутри. Любое прикосновение до созревшего плода приведет к тому, что огурец лопнет. Из него вылетит жидкость с семечками, а сам огурец отскочит в другую сторону.
Бешеный огурец.
Приведенные примеры являются ярким подтверждением закона сохранения импульса.
Закон сохранения импульса
Закон сохранения импульса
Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой:
Замкнутая система – это система, на которую не действуют внешние силы.Абсолютно упругий удар – столкновение двух тел, в результате которого в обоих взаимодействующих телах не остается никаких деформаций.
При абсолютно упругом ударе взаимодействующие тела до и после взаимодействия движутся отдельно.
Закон сохранения импульса для абсолютно упругого удара:
Абсолютно неупругий удар – столкновение двух тел, в результате которого тела объединяются, двигаясь дальше как единое целое.
Закон сохранения импульса для абсолютно неупругого удара:
Реактивное движение – это движение, которое происходит за счет отделения от тела с некоторой скоростью какой-то его части.
Принцип реактивного движения основан на том, что истекающие из реактивного двигателя газы получают импульс. Такой же по модулю импульс приобретает ракета.
Для осуществления реактивного движения не требуется взаимодействия тела с окружающей средой, поэтому реактивное движение позволяет телу двигаться в безвоздушном пространстве.
Реактивные двигатели
Широкое применение реактивные двигатели в настоящее время получили в связи с освоением космического пространства. Используются они также для метеорологических и военных ракет различного радиуса действия. Кроме того, все современные скоростные самолеты оснащены воздушно-ракетными двигателями.
Реактивные двигатели делятся на два класса:
- ракетные;
- воздушно-реактивные.
В ракетных двигателях топливо и необходимый для его горения окислитель находятся непосредственно внутри двигателя или в его топливных баках.
Ракетный двигатель на твердом топливе
При горении топлива образуются газы, имеющие очень высокую температуру и оказывающие давление на стенки камеры. Сила давления на переднюю стенку камеры больше, чем на заднюю, где находится сопло. Выходящие через сопло газы не встречают на своем пути стенку, на которую могли бы оказать давление. В результате появляется сила, толкающая ракету вперед.
Сопло – суженная часть камеры, служит для увеличения скорости истечения продуктов сгорания, что, в свою очередь, повышает реактивную силу. Сужение струи газа вызывает увеличение его скорости, так как при этом через меньшее поперечное сечение в единицу времени должна пройти такая же масса газа, что и при большем поперечном сечении.
Ракетный двигатель на жидком топливе
В ракетных двигателях на жидком топливе в качестве горючего используют керосин, бензин, спирт, жидкий водород и др., а в качестве окислителя – азотную кислоту, жидкий кислород, перекись водорода и пр.
Горючее и окислитель хранятся отдельно в специальных баках и с помощью насосов подаются в камеру сгорания, где температура достигает 3000 0С и давление до 50 атм. В остальном работает так же, как и двигатель на твердом топливе.
Воздушно-реактивный двигатель
В носовой части находится компрессор, засасывающий и сжижающий воздух, который затем поступает в камеру сгорания. Жидкое горючее (керосин) попадает в камеру сгорания с помощью специальных форсунок. Раскаленные газы выходят через сопло, вращают газовую турбину, приводящую в движение компрессор.
Основное отличие воздушно-реактивных двигателей от ракетных двигателей состоит в том, что окислителем для горения топлива служит кислород воздуха, поступающего внутрь двигателя из атмосферы.
Алгоритм применения закона сохранения импульса к решению задач:
- Запишите краткое условие задачи.
- Определите характер движения и взаимодействия тел.
- Сделайте рисунок, на котором укажите направление векторов скоростей тел до и после взаимодействия.
- Выберите инерциальную систему отсчета с удобным для нахождения проекций векторов направлением координатных осей.
- Запишите закон сохранения импульса в векторной форме.
- Спроецируйте его на выбранные координатные оси (сколько осей, столько и уравнений в системе).
- Решите полученную систему уравнений относительно неизвестных величин.
- Выполните действия единицами измерения величин.
- Запишите ответ.
Краткое описание
Импульсом принято называть влияние массы тела на итоговую скорость. На этот случай специалисты разработали следующую формулу: p = m * V. В физике импульс представляет собой некую векторную величину, которая всегда направлена только в одну сторону. Само слово переводится с латинского языка, как «толкать», «двигать». Импульс принято обозначать маленькой буквой р, а вот измеряться он может только в кг*м/с.
Талантливый Рене Декарт был первым человеком, который начал использовать понятие импульс. Он пытался использовать своё открытие как определённую величину, которая заземляет силу. Причина такого подхода Рене весьма очевидна. Измерить единицу силы крайне тяжело, а вот узнать скорость и массу — это задача более простая и выполнимая. Именно поэтому в физике часто говорят, что импульс — это не что другое, как количество движения. Система материальных точек называется замкнутой, если внешние силы отсутствуют, или их равнодействующий показатель равен нулю.
Чтобы можно было разобраться в том, при каких условиях выполняется закон сохранения импульсов, нужно понять, что это физическое направление лежит в основе такого весьма удивительного явления как реактивное движение. Последнее получило широкое применение не только в технике, но и живой природе. Кальмары, осьминоги и медузы отлично используют реактивное движение, которое позволяет им преодолевать большие расстояния в своём подводном мире.
Импульс тела
Следуя словарю Д.Н. Ушакова, о слове «импульс» можно сказать, что это некий «толчок», побуждающий мотив к действию, даже, может быть, и к какому-то творческому шагу, например, написанию стихотворения, музыкального произведения. Принятию трудного решения тоже должна помочь жизненная ситуация, которую можно считать импульсом.
В физике также существует понятие импульса, связанное с телом и действием на него. А там, где действие, там есть силы, которые не всегда легко определить. В таких случаях для решения физических задач применяют понятие импульса тела.
Иначе, по определению Рене Декарта (французского ученого), импульс – это количество движения. Трудно не согласиться с таким подходом, потому что в формулу импульса входят количественные характеристики масса и скорость, которые для движущихся тел могут быть или больше, или меньше.
Направления векторов импульса и скорости совпадают. Действительно, в произведение, определяющее импульс, входит скалярная величина (масса), не влияющая на направление, и скорость, наоборот определяющая это направление. Для определения единицы измерения количества движения в расчет берется тело в 1 кг (СИ) массой, которое движется со скоростью 1 м/с (СИ). Получается
= ∙ = 1кг ∙ 1м/с = 1кг ∙ м/с.
Никакого специального названия эта единица не имеет, но пишется чаще:
Вариант №2
Реактивное движение – это способ применения закона сохранения импульса на практике. Реактивным называется вид движения тела с отделением от него части, летящей с определенной скоростью. Такой вид движения наблюдается не только в обыденной жизни, технике, но и в природе.
В быту реактивное движение можно наблюдать, если надуть воздушный шарик, а затем отпустить его. При этом воздух из шарика будет выходить в одну сторону, а шарик полетит в другую. Движение шарика прекратится, когда большая часть воздуха выйдет из него.
В технике самыми яркими примерами реактивного движения являются: ракета, сегнерово колесо. Впервые описание ракеты, как транспортного средства для космических полетов, было сделано Константином Эдуардовичем Циолковским – русским ученым в начале XX века. Но его идеи смог воплотить в жизнь советский конструктор Сергей Павлович Королев только в середине XX века. Во время полета ракеты отделяющейся частью является струя газов, образующаяся при сгорании топлива. Струя газов так же, как и в случае с шариком, устремляется в сторону, противоположную движению ракеты. Ракеты, применяемые для организации красочных фейерверков, сигнальные ракеты тоже работают по принципу реактивного движения.
Рассмотрим еще один вид реактивного движения – сегнерово колесо. Сегнеровым колесо названо по фамилии венгерского ученого-физика Иоганна Сегнера, который и изобрел его в 1750 году. В качестве отделяющейся части здесь выступает вода, которая выливается из изогнутой на конце трубки с большой скоростью и заставляет вращаться колесо. Данный метод до сих пор применяется в центробежном фильтре для очистки масла в автомобилях.
В природе реактивное движение используют такие животные, как: кальмар, сальпа, каракатица. Через отверстия у себя в теле они вбирают воду, а затем выбрасывают ее наружу и двигаются в сторону, противоположную вылету струи воды.
Растения также используют реактивное движение для распространения своих семян. Примером такого распространения являются плоды бешеного огурца. Даже небольшое прикосновение к созревшим плодам заставляет их отлетать от плодоножки и раскрываться. При этом семечко, расположенное в специальной клейкой жидкости, отлетает в сторону, противоположную коробочке.
10 класс, 9 класс кратко
Криволинейное движение
Криволинейное движение в пространстве, зачастую рассматривается через проекции соответствующих векторов скорости и ускорения на оси x,y,z. А дальше для каждой отдельной оси мы имеем дело с уравнениями рассмотренными выше.Координаты движущейся материальной точки в декартовой системе координат.
Движение в поле тяжести Земли
На все тела находящиеся в гравитационном поле Земли будет действовать вертикально вниз сила тяжести, а значит по вертикальной оси мы будем иметь дело с равноускоренным движением, с ускорением g=9.8 м/c2. Что же касается горизонтальной оси, то здесь как правило движение будет рассматриваться как равномерное. При условии конечно что на тело не действуют никакие силы кроме силы тяжести.Вертикальная ось
Горизонтальная ось
Особенности применения физического явления
Закон сохранения момента импульса весьма удивителен, так как это физическое явление встречается даже в утончённом фигурном катании. А всё дело в том, что раскинув руки в разные стороны и заводя свободную ногу, фигуриста сообщает себе медленное вращение вокруг вертикальной оси. Если резко сгруппироваться, то момент инерции будет снижен, а также произойдёт приращение угловой скорости. Но если ось вращения является свободной, то это не может означать, что в инерциальной системе отсчёта сохраняется прежнее направление угловой скорости.
Если внимательно следить за действиями жонглёра, то в итоге можно заметить, что он передаёт всем подбрасываемым предметам импульс. Только в этом они возвращаются ему в том же положении, которое им было придано изначально. Сохранность импульса важна даже в сфере оружия, так как нарезное орудие даёт большую дальность, нежели гладкоствольное изделие. Выпущенный в один момент артиллерийский снаряд вращается вокруг своей продольной оси, из-за чего его полёт является максимально устойчивым.
Способность сохранять созданный импульс занимает в физике почётное место, так как именно на этом понятии построены фундаментальные законы природы. Если следовать теореме Эмми Нётер, то можно понять, что каждому закону обязательно ставится в соответствие определённая симметрия уравнений, описывающих эту систему. Изучаемый закон эквивалентен однородности пространства. Самый элементарный вывод этого утверждения базируется на применении лагранжева подхода.
Механическое движение. Теория
Механическим движением тела называют изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени.
■ Виды движений
Движение может быть двух видов: прямолинейным и криволинейным.
Прямолинейное движение
Равномерное — движение, при котором тело за равные промежутки времени проходит одинаковое расстояние. При равномерном движении скорость тела остаётся постоянной.
Пример. В таблице представлена зависимость координат тела от времени.
Неравномерное — движение, при котором тело за равные промежутки времени проходит неодинаковое расстояние. Например, тело за первые 10 мин прошло 30 м, а за следующие 10 мин — 40 м.
Один из видов неравномерного движения: равнопеременное — движение, при котором за равные промежутки времени скорость тела изменяется на одну и ту же величину. Например, шарик уронили в воду с некоторой высоты. Первые 3 с шарик двигался равноускоренно, а после 3 с движение продолжалось с постоянной скоростью. На рисунке показан график изменения координаты шарика с течением времени.
График изменения координаты шарика с течением времени, где х — координата тела, t — время движения.
Механическое движение. Прямолинейное движение
Криволинейное движение
Вращательное — движение в одном направлении по плоской (или пространственной) замкнутой траектории. Примером может служить движение Земли вокруг Солнца.
Колебательное — движение вдоль одного и того же отрезка с изменением направления.
Колебательное движение
Таблица. Криволинейное движение
Криволинейное движение
■ Относительность механического движения
Относительность механического движения — это зависимость траектории движения тела, пройденного пути, перемещения и скорости от выбора системы отсчёта.
■ Система отсчёта
Тело отсчёта — произвольно выбранное тело, относительно которого определяется положение движущейся материальной точки (или тела).
Система отсчёта — совокупность системы координат и часов, связанных с телом отсчёта. В прямоугольной системе координат положение точки в пространстве задаётся её проекциями на три взаимно перпендикулярные оси. Совокупность координат x(t), y(t), z(t) в момент времени t определяет закон движения материальной точки в координатной форме.
Механическое движение.
Практические задания
№ 1. Четыре объекта двигались по шоссе (ось Ох). В таблице представлена зависимость их координат от времени.
У какого из тел скорость могла быть постоянна и отлична от нуля?
№ 2. Мячик катится по горке. Изменение его координаты с течением времени в инерциальной системе отсчёта показано на графике. Охарактеризуйте движение мячика на каждом участке.
№ 3. Эскалатор метро поднимается со скоростью 1 м/с. Может ли человек, находящийся на нём, быть в покое в системе отсчёта, связанной с землёй?
- Может, если движется в противоположную сторону со скоростью 1 м/с.
- Может, если движется в ту же сторону со скоростью 1 м/с.
- Может, если стоит на эскалаторе.
- Не может ни при каких условиях.
Геометрия движения[]
- По окружности (см. Первая космическая (круговая) скорость)
- По эллипсу
- По параболе (см. Вторая космическая (параболическая) скорость), под действием однородного гравитационного поля
- По гиперболе
- Равномерное движение
- Квадратриса
- Кривая погони. Эволюта (огибающая нормалей) трактрисы: y(x)=a chxa{\displaystyle y(x)=a ~ \operatorname{ch}\frac{x}{a}} (цепная линия, поверхность которой — катеноид)
- Под действием однородного гравитационного поля
-
Кривая скорейшего спуска
Время спуска под действием только силы тяжести не зависит от расположения начальной точки на дуге циклоиды
-
Лемниската Бернулли: материальная точка, движущаяся по кривой под действием однородного гравитационного поля, пробегает дугу за то же время, что и соответствующую хорду. При этом ось лемнискаты составляет угол 45∘{\displaystyle 45^{\circ}} с вектором напряжённости поля, а центр лемнискаты совпадает с исходным положением движущейся точки.
Движение под действием однородного гравитационного поля
-
Кривая скорейшего спуска
Кинетическая энергия
Кинетическая энергия – это энергия, которой обладает тело вследствие своего движения.
Обозначение – \( W_k (E_k) \), единицы измерения – Дж.
Кинетическая энергия равна половине произведения массы тела на квадрат его скорости:
Важно!
Так как кинетическая энергия отдельного тела определяется его массой и скоростью, то она не зависит от того, взаимодействует ли это тело с другими телами или нет. Значение кинетической энергии зависит от выбора системы отсчета, как и значение скорости
Кинетическая энергия системы тел равна сумме кинетических энергий отдельных тел, входящих в эту систему.
Ссылки[]
- Механическое движение (видео, программа 10 класса)
- Равномерное и неравномерное движение
|
Выделить Механическое движение и найти в:
|
|
|
- Страница — краткая статья
- Страница 1 — энциклопедическая статья
- Разное — на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
- Прошу вносить вашу информацию в «Механическое движение 1», чтобы сохранить ее
Что такое механическое движение?
Как вам уже известно, что самым древним, популярным, сложным, но тем, ни менее интересным разделом, который изучает физика, является раздел механики. Ведь механика является частью науки о природе и возникла, как необходимая область, с помощью которой человек изучал силы природы, чтобы в дальнейшем их использовать себе во благо.
А механическое движение является одним из главных вопросов, которые изучает механика. О механическом движении было создано много законов, которые можно увидеть в трудах Исаака Ньютона, Галилео Галилея, а так же М.Коперника.
Давайте с вами вспомним, что же такое движение?
Движением называют любое явление, связанное с изменениями, происходящими в природе. А самым простым и самым распространенным видом движения, является механическое движение.
Механическим движением называют любое изменение положения тела в пространстве, которое происходит относительно других тел с течением времени.
А всегда ли вы сразу можете понять, что тело движется? Вот давайте вспомним такую жизненную ситуацию, с которой, наверное сталкивался каждый из вас. Представим, что вы собрались отправиться в путешествие, купили билет и заняли в вагоне поезда свое место. В ожидании отбытия поезда вы наблюдаете, как на соседнем пути стоит другой поезд, который также ждет своего времени отправления. И вот наконец-то поезд начинает движение. Но через некоторое время вы понимаете, что начал движение не ваш поезд, а тот, который стоял на соседнем пути.
То есть, в механическом движении следует учитывать довольно таки важный момент и понимать относительно какого тела происходит или не происходит движение.
Задание. Попробуйте объяснить, почему так происходит и что нужно учитывать, чтобы определить движется ли тело или нет?
А теперь давайте вспомним, какие виды движения существуют:
Презентация на тему: » Тема урока: Цели обучения: 1. Ознакомить учащихся с практическим применением закона сохранения импульса. 2. Рассказать о достижениях отечественной космонав-» — Транскрипт:
1
Тема урока: Цели обучения: 1. Ознакомить учащихся с практическим применением закона сохранения импульса. 2. Рассказать о достижениях отечественной космонавтики. 3. Закрепить знания закона сохранения импульса при решении задач и кроссвордов. Тип урока: комбинированный. Класс: 9
2
1. Понятие о реактивном движении. 2. Примеры практического использования з.с.и. 3. Принцип действия ракеты. 4. Успехи в освоении космоса. 5. Кроссворд. 6. Решение задач.
3
Движение резинового шарика Движение реактивной тележки,… Движение медуз, кальмаров Стрельба из пушек,фейерверки Сегнерово колесо Ракеты Определение реактивного движения: Движение,при котором тело изменяет свою скорость,отбрасывая свою часть.
4
VpVp = mтVтmтVт mpmp
5
Космические скорости Космическа я скорость ЧисленноезначениеТраекторияполёта Цельполёта Первая 7,9 км/с круговая Вокруг планеты Вторая 11,2 км/с эллипс К другим планетам Третья 16,3 км/с гипербола В бесконечность Вселенной
6
Кибальчич Циолковский Королёв
8
Закон сохранения импульса. Вариант Движение, при котором тело изменяет свою скорость, отбрасывая свою часть. 2. Первый человек, совершивший полет в космос. 3. Система тел, взаимодействующих между собой, но не взаимодействующих с другими телами. 4. Величина, равная произведению массы тела на его скорость. 5. Чему равен импульс ракеты перед стартом, относительно Земли? 6. Первая советская женщина – космонавт р е а к т и в н о е гагарин рамну м пульс у л ю Т е р е ш к о в а т а я р е ага рамн и рин у р е ага рамн т в н о г м пульс у л ю Т е р е ш к о в а и рин ут а я р е ага хан
9
Закон сохранения импульса Вариант Русский учёный и изобретатель, основоположник космонавтики. 2. Главный конструктор космических кораблей. 3.Величина, равная произведению силы на время. 4. Что можно сказать о геометрической сумме импульсов тел, составляющих замкнутую систему? 5. Траектория космического корабля при движении со скоростью 7,9 км/с. 6. Название первого космического корабля с человеком на борту
10
Решить задачу на упругий удар. вариант m 1 m 2m 2 V 01 V 02 V1V1 V2V2 I 100 г 150 г 2 м/с-2 м/сО,5 м /с ? II 2 кг 800 г 1 м/с 0?2 м/с III ?500 г 010 м/ с 1 м/с 5 м/с IV 1 кг 500 г 4 м/с?2 м/с 5 м/с Ответы: V 2 = -1 м/с V 1 = 0,2 м/с m 1 = 2,5 кг V 02 = 1 м/с
11
Домашнее задание: Подготовить доклад «Применение реактивного движения»
12
. При создании работы использовались: 1. Работа с объектами Word Art, автофигуры,вставка картинок из файла, из коллекций. 2. Сканирование картинок из дополнительной литературы. 3. Использование цифрового фотоаппарата и введение фотографий для данной работы. 4. Различные,способы заливки (градиент), шаблоны для оформления фона. 5. Различные эффекты анимации, конструирование, 6. Текстовый редактор Word для создания текстовых фрагментов и дальнейшего переноса в слайд. 7. Графический редактор для редактирования изображения. 8. Эффекты разного расположения фрагментов слайда. 9. Работа в Excel (кроссворд).
Часть 2 Траектория. Пройденный телом путь
Изменяя сове положение в пространстве, тело движется по некоторой линии, которую называют траекторией движения. Она может быть как видимой (например, след, оставленный на снегу лыжником), так и невидимой (например, перемещение по воздуху брошенного мяча).Таким образом, траектория – это видимая или невидимая линия, в каждой точке которой побывало тело вов время движения.Траектория может быть прямой линией (например, автомобиль, движущейся по скоростному шоссе) или ломанной (например, самолет, совершающий фигуры высшего пилотажа). Рис.4 Виды траекторииОдин из примеров траектории нам проиллюстрирует
Видео №3 «Траектория»
Длина траектории, по которой движется тело в течение определенного промежутка времени, называется пройденным путем.Путь – это физическая величина, которую можно измерить.Основная единица измерения в «СИ» — 1 метр.Используются также:1 килиметр= 1000 метров1 дециметр=0,1 метра1 сантиметр=0,01 метра1 млиметр=0,001 метра.
Вывод закона сохранения механической энергии. Энергия замкнутой системы тел
При изучении понятия механической энергии был рассмотрен и закон сохранения энергии, как один из фундаментальных законов физики.
Потенциальная (mgh) и кинетическая (mv2/2) могут менять свои значения, переходя друг в друга. Однако их сумма, то есть полная механическая энергия, остается неизменной. В 9 классе есть возможность теоретически обосновать этот закон на примере падающего шарика.
При переходе из положения 1 в положение 2 работа силы тяжести определяется по формуле
Здесь s – путь, проходимый шариком с высоты h1 на высоту h2.
Падение – движение равноускоренное, при котором пройденный путь можно найти по формуле
Тогда
После математических преобразований
При сравнении последних двух равенств видно, что левые части представляют одну и ту же работу, значит, равны и правые части:
или
В левой части – сумма потенциальной Еп1и кинетической Ек1энергий шарика в положении 1. В правой части – такая же сумма (Еп2и Ек2) только для положения 2.
Так математически выглядит закон сохранения механической энергии.
Законы сохранения независимо от наших знаний играли и играют в природе и в деятельности человека огромную роль. Некоторые животные и растения не могли бы существовать, например, без сохранения импульсов. Даже бильярдные шары не стали бы отскакивать друг от друга, не будь импульсов и их сохранения. Без этих законов резиновый мяч, брошенный ребенком на пол, не стал бы подпрыгивать вверх, веселя его. Или, более сложно, развитие авиационной науки не продвинулось бы в космос. Как смогла бы полететь современная ракета, если бы в ней не использовались возможности реактивного движения?
Еще много явлений, связанных с энергией и импульсом, в будущем предстоит изучить человеку, чтобы двигать вперед свое развитие.