Разновидности движения
Механическое движение, осуществляемое твёрдым телом, считается поступательным в том случае если отрезок, соединяющий две любые точки тела, находящегося в любой точке траектории, остаётся параллельным и неизменным по величине относительно отрезка соединяющего эти же его точки в начальной точке траектории. Примером поступательного движения может служить поднимающаяся или опускающаяся кабина лифта, либо кабина, установленная на колесе обозрения.
Траектория является важным параметром, характеризующим движение. По сути это пространственная кривая, нередко имеющая вид сопряжённых дуг, обладающих своим центром и соответствующим радиусом. Положение центра траектории для разных точек тела отличается и способно меняться с течением времени.
Хотя поступательное движение может осуществляться в 3-х мерном пространстве, тем не менее, главной его отличительной особенностью остаётся сохраняемая параллельность любого отрезка по отношению к самому себе в любой точке траектории.
Движение материальной точки по траектории, имеющей форму окружности, называется вращательным движением. Все точки абсолютно твёрдого тела, совершающего вращательное движение, перемещаются по окружностям, находящимся на параллельных плоскостях. Центры этих окружностей располагаются на одной прямой, перпендикулярно расположенной к плоскостям, на которых они лежат, именуемой осью вращения. Она может находиться как внутри движущегося тела, так и за его пределами.
Период обращения, обозначаемый буквой T, представляет собой время, в течение которого тело совершает полный оборот. Он определяется путём деления времени Δt, на протяжении которого осуществлялось вращение, на количество оборотов N:
T=Δt/N.
В системе возможно неподвижное и подвижное состояние оси вращения. К примеру, ось вращения установленного на электростанции генератора находится в неподвижном состоянии относительно связанной с Землёй системы координат.
В некоторых случаях ось вращения совершает сложное вращение, заставляя точки тела двигаться по сферическим траекториям. Подобное движение называется сферическим. Перемещение материальной точки или тела вокруг оси находящейся в неподвижном состоянии за его пределами носит название движения кругового.
Базовыми характеристиками прямолинейного движения являются: скорость, перемещение, ускорение. Для движения вращательного аналогичными показателями являются:
- угловое перемещение – в роли перемещения, в случае с вращательным движением, выступает угол;
- угловая скорость – характеризующая величину угла, на который выполнен поворот, за единицу времени;
- угловое ускорение – представляющее собой изменение угловой скорости, происходящее в определённый временной промежуток.
Относительность механического движения
Относительность движения — это зависимость характеристик механического движения от выбора системы отсчета.
Правило сложения перемещений
Перемещение тела относительно неподвижной системы отсчета равно векторной сумме перемещения тела относительно подвижной системы отсчета и перемещения подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета:
где S перемещение тела относительно неподвижной системы отсчета;S1 перемещение тела относительно подвижной системы отсчета;S2 перемещение подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета.
Правило сложения скоростей
Скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна векторной сумме скорости тела относительно подвижной системы отсчета и скорости подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета:
где V скорость тела относительно неподвижной системы отсчета;V1 скорость тела относительно подвижной системы отсчета;V2 скорость подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета.
Слайд 33 Термодинамика — раздел физики, изучающий общие свойства
макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, а также процессы перехода между этими состояниями.
Явления термодинамики изучаются с помощью термодинамического метода. Термодинамический метод – это метод исследования систем, состоящих из большого числа частиц и использующий величины, характеризующие систему в целом (давление, объем, температура).
Состояние системы задается термодинамическими параметрами (параметрами состояния) —температурой, давлением и удельным объемом.
Термодинамика имеет дело с термодинамической системой. Термодинамическая система – это совокупность макроскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией как между собой, так и с другими телами (внешней средой).
Слайд 34 Температура — физическая величина, характеризующая состояние термодинамического
равновесия макроскопической системы. В настоящее время применяются только две температурные шкалы — термодинамическую и Международную практическую.
В Международной практической шкале температура измеряется в градусах Цельсия (°С). Температура замерзания и кипения воды при давлении 1,013⋅105 Па соответственно 0 и 100°С (реперные точки).
В термодинамической шкале температура измеряется в кельвинах (К). Температура определяется по одной реперной точке — тройная точка воды (температура, при которой лед, вода и насыщенный пар при давления 609 Па находятся в термодинамическом равновесии). Температура этой точки по термодинамической шкале равна 273,15К.
Относительная скорость
Важно! Чтобы определить скорость одного тела относительно другого, надо мысленно остановить то тело, которое мы принимаем за тело отсчета, а к скорости оставшегося тела прибавить скорость остановленного, изменив направление его скорости на противоположное. Пусть v1 — скорость первого тела, а v2 — скорость второго тела.Определим скорость первого тела относительно второго v12:
Пусть v1 — скорость первого тела, а v2 — скорость второго тела.Определим скорость первого тела относительно второго v12:
Определим скорость второго тела относительно первого v21:
Следует помнить, что траектория движения тела и пройденный путь тоже относительны.
Если скорости направлены перпендикулярно друг к другу, то относительная скорость рассчитывается по теореме Пифагора:
Если скорости направлены под углом a друг к другу, то относительная скорость рассчитывается по теореме косинусов:
Скорость
Скорость — это векторная величина, характеризующая изменение перемещения данного тела относительно тела отсчета с течением времени.
Средняя скорость — это векторная величина, равная отношению всего перемещения к промежутку времени, за которое это перемещение произошло:
Важно! Чтобы определить среднюю скорость на всем участке пути, надо время разделить на отдельные промежутки и все время представить в виде суммы этих промежутков.
Чтобы определить среднюю скорость за все время движения, надо путь разделить на отдельные участки и весь путь представить как сумму этих участков.
Мгновенная скорость — это скорость тела в данный момент времени или в данной точке траектории.Мгновенная скорость направлена по касательной к траектории движения.
