Çfarë quhet lëvizje mekanike: përkufizimi dhe formula. Cila është detyra kryesore e mekanikës? Ajo që quhet lëvizja e trupit të një pike materiale

Deri më tani, gjatë zgjidhjes së shumë problemeve që lidhen me lëvizjen e trupave të ndryshëm, kemi përdorur një sasi fizike të quajtur "rrugë". Gjatësia e rrugës nënkupton shumën e gjatësive të të gjitha seksioneve të trajektores të përshkuar nga trupi gjatë periudhës kohore në shqyrtim.

Rrugë - sasi skalare(d.m.th. një sasi që nuk ka drejtim).

Për të zgjidhur probleme të ndryshme praktike në fusha të ndryshme të veprimtarisë (për shembull, në shërbimin e dërgimit të transportit tokësor dhe ajror, në astronautikë, astronomi, etj.), Është e nevojshme të jeni në gjendje të llogaritni se ku do të jetë një trup në lëvizje në një të dhënë. pikë në kohë.

Le të tregojmë se nuk është gjithmonë e mundur të zgjidhet një problem i tillë, edhe duke ditur se çfarë rruge ka kaluar trupi në një periudhë të caktuar kohe. Për ta bërë këtë, le t'i drejtohemi figurës 3, a.

Oriz. 3. Njohja e rrugës së përshkuar nga trupi nuk është e mjaftueshme për të përcaktuar pozicionin përfundimtar të trupit

Supozojmë se dimë se një trup i caktuar (i cili mund të merret si pikë materiale) fillon të lëvizë nga pika O dhe kalon një distancë prej 20 km në 1 orë.

Për t'iu përgjigjur pyetjes se ku do të jetë ky trup 1 orë pasi të largohet nga pika O, nuk kemi informacion të mjaftueshëm për lëvizjen e tij. Një trup mund, për shembull, duke lëvizur drejt në një drejtim verior, të arrijë pikën A, e vendosur në një distancë prej 20 km nga pika O (distanca midis pikave matet përgjatë një vije të drejtë që lidh këto pika). Por gjithashtu, pasi ka arritur në pikën B, që ndodhet në një distancë prej 10 km nga pika O, mund të kthehet në jug dhe të kthehet në pikën O, ndërsa distanca që ka përshkuar do të jetë gjithashtu e barabartë me 20 km. Për një vlerë të caktuar të shtegut, trupi mund të përfundonte gjithashtu në pikën C nëse lëvizte drejt në juglindje dhe në pikën D nëse lëvizja e tij ishte përgjatë shtegut të lakuar të përshkruar.

Për të shmangur një pasiguri të tillë, u prezantua një sasi fizike e quajtur zhvendosje për të gjetur pozicionin e një trupi në hapësirë ​​në një moment të caktuar kohor.

• Zhvendosja e një trupi (pika materiale) është një vektor që lidh pozicionin fillestar të trupit me pozicionin e tij pasues.

Sipas përkufizimit, zhvendosja është një sasi vektoriale (d.m.th., një sasi që ka një drejtim). Ajo shënohet me s, pra me të njëjtën shkronjë si shtegu, vetëm me një shigjetë mbi të. Ashtu si rruga, në SI 1 zhvendosja matet në metra. Njësi të tjera të gjatësisë përdoren gjithashtu për të matur lëvizjen, si kilometra, milje, etj.

Figura 3, b tregon vektorët e zhvendosjeve që trupi do të bënte nëse do të udhëtonte 20 km si më poshtë: përgjatë një trajektoreje të drejtë OA në drejtimin verior (vektori s OA), përgjatë një trajektoreje të drejtë OS në drejtimin juglindor (vektori s OS ) dhe përgjatë një trajektore lakorike OD (vektori s OD). Dhe nëse trupi udhëtoi 20 km, duke arritur në pikën B dhe duke u kthyer përsëri në pikën O, atëherë në këtë rast vektori i zhvendosjes së tij do të ishte i barabartë me zero.

Duke ditur pozicionin fillestar dhe vektorin e lëvizjes së trupit, d.m.th. drejtimin dhe modulin e tij, mund të përcaktohet pa mëdyshje se ku ndodhet ky trup. Për shembull, nëse dihet se vektori i zhvendosjes së një trupi që del nga pika O është i drejtuar në veri dhe moduli i tij është i barabartë me 20 km, atëherë mund të themi me siguri se trupi është në pikën A (shih Fig. 3 , b).

Kështu, në një vizatim ku lëvizja përfaqësohet nga një shigjetë me një gjatësi dhe drejtim të caktuar, mund të gjendet pozicioni përfundimtar i trupit duke zbritur vektorin e lëvizjes nga pozicioni i tij fillestar.

Pyetje

1. A është gjithmonë e mundur të përcaktohet pozicioni i një trupi në një kohë të caktuar t, duke ditur pozicionin fillestar të këtij trupi (në t 0 = 0) dhe rrugën e përshkuar prej tij gjatë periudhës kohore t? Mbështetni përgjigjen tuaj me shembuj.
2. Si quhet lëvizja e trupit (pikës materiale)?
3. A është e mundur të përcaktohet pa mëdyshje pozicioni i një trupi në një moment të caktuar kohor t, duke ditur pozicionin fillestar të këtij trupi dhe vektorin e lëvizjes të bërë nga trupi gjatë një periudhe kohore t? Mbështetni përgjigjen tuaj me shembuj.

Ushtrimi 2

1. Çfarë sasie fizike përcakton drejtuesi i një makine duke përdorur shpejtësimatësin - distancën e përshkuar apo lëvizjen?
2. Si duhet të lëvizë një makinë në një periudhë të caktuar kohore në mënyrë që shpejtësia e shpejtësisë të mund të përdoret për të përcaktuar modulin e lëvizjes së bërë nga makina gjatë kësaj periudhe kohore?

1 Kujtojmë se në SI (Sistemi Ndërkombëtar i Njësive) njësia e masës është kilogram (kg), gjatësia - metër (m), koha - sekondë (s). Quhen bazë sepse zgjidhen në mënyrë të pavarur nga njësitë e sasive të tjera. Njësitë e përcaktuara përmes atyre bazë quhen derivate. Shembuj të njësive SI të prejardhura janë m/s, kg/m3 dhe shumë të tjera.

Nga shkolla, të gjithë ndoshta kujtojnë atë që quhet lëvizje mekanike e trupit. Nëse jo, atëherë në këtë artikull do të përpiqemi jo vetëm të kujtojmë këtë term, por edhe të përditësojmë njohuritë bazë nga kursi i fizikës, ose më saktë nga seksioni "Mekanika Klasike". Do të tregojë gjithashtu shembuj se si përdoret ky koncept jo vetëm në një disiplinë të caktuar, por edhe në shkenca të tjera.

Mekanika

Së pari, le të shohim se çfarë do të thotë ky koncept. Mekanika është një degë e fizikës që studion lëvizjen e trupave të ndryshëm, ndërveprimin midis tyre, si dhe ndikimin e forcave dhe fenomeneve të treta në këto trupa. Lëvizja e një makine në autostradë, goditja e një topi futbolli në portë - e gjithë kjo studiohet në këtë disiplinë të veçantë. Zakonisht, kur përdorin termin "Mekanikë", ata nënkuptojnë "Mekanikë klasike". Çfarë është kjo, ne do të diskutojmë me ju më poshtë.

Mekanika klasike ndahet në tre seksione të mëdha.

1. Kinematika - studion lëvizjen e trupave pa marrë parasysh pyetjen pse lëvizin? Këtu ne jemi të interesuar për sasi të tilla si rruga, trajektorja, zhvendosja, shpejtësia.
2. Seksioni i dytë është dinamika. Ajo studion shkaqet e lëvizjes, duke përdorur koncepte të tilla si puna, forca, masa, presioni, impulsi, energjia.
3. Dhe pjesa e tretë, më e vogla, studion një gjendje të tillë si ekuilibri. Ai është i ndarë në dy pjesë. Njëra ndriçon ekuilibrin e trupave të ngurtë, dhe e dyta - lëngjet dhe gazrat.

Shumë shpesh mekanika klasike quhet mekanika e Njutonit, sepse bazohet në tre ligjet e Njutonit.

Tre ligjet e Njutonit

Ato u përshkruan për herë të parë nga Isaac Newton në 1687.

1. Ligji i parë flet për inercinë e një trupi. Kjo është një veti në të cilën drejtimi dhe shpejtësia e lëvizjes së një pike materiale ruhet nëse nuk veprojnë forca të jashtme mbi të.
2. Ligji i dytë thotë se një trup, duke fituar nxitim, përkon me këtë nxitim në drejtim, por bëhet i varur nga masa e tij.
3. Ligji i tretë thotë se forca e veprimit është gjithmonë e barabartë me forcën e reagimit.

Të tre ligjet janë aksioma. Me fjalë të tjera, këto janë postulate që nuk kërkojnë prova.

Çfarë është lëvizja mekanike?

Ky është një ndryshim në pozicionin e një trupi në hapësirë, në raport me trupat e tjerë me kalimin e kohës. Në këtë rast, pikat materiale ndërveprojnë sipas ligjeve të mekanikës.

Ndahet në disa lloje:

• Lëvizja e një pike materiale matet duke gjetur koordinatat e saj dhe duke ndjekur ndryshimet në koordinata me kalimin e kohës. Gjetja e këtyre treguesve nënkupton llogaritjen e vlerave përgjatë boshteve të abshisave dhe ordinatave. Kjo studiohet nga kinematika e një pike, e cila operon me koncepte të tilla si trajektorja, zhvendosja, nxitimi dhe shpejtësia. Lëvizja e objektit mund të jetë drejtvizor ose lakor.
• Lëvizja e një trupi të ngurtë përbëhet nga zhvendosja e një pike, e marrë si bazë, dhe lëvizja rrotulluese rreth saj. Studuar nga kinematika e trupave të ngurtë. Lëvizja mund të jetë përkthimore, domethënë nuk ka rrotullim rreth një pike të caktuar, dhe i gjithë trupi lëviz në mënyrë uniforme, si dhe i sheshtë - nëse i gjithë trupi lëviz paralel me rrafshin.
• Ka edhe lëvizje të një mediumi të vazhdueshëm. Kjo është lëvizja e një numri të madh pikash të lidhura vetëm nga një fushë ose zonë. Për shkak të trupave të shumtë në lëvizje (ose pikave materiale), këtu nuk mjafton një sistem koordinativ. Prandaj, ka po aq sisteme koordinative sa ka edhe trupa. Një shembull i kësaj është një valë në det. Ai është i vazhdueshëm, por përbëhet nga një numër i madh pikash individuale në shumë sisteme koordinative. Pra, rezulton se lëvizja e një valë është lëvizja e një mediumi të vazhdueshëm.

Relativiteti i lëvizjes

Ekziston edhe një koncept i tillë në mekanikë si relativiteti i lëvizjes. Ky është ndikimi i çdo sistemi referimi në lëvizjen mekanike. Çfarë do të thotë? Sistemi i referencës është sistemi i koordinatave plus ora për E thënë thjesht, është boshtet x dhe ordinata të kombinuara me minutat. Duke përdorur një sistem të tillë, përcaktohet se në cilën periudhë kohore një pikë materiale ka përshkuar një distancë të caktuar. Me fjalë të tjera, ai ka lëvizur në lidhje me boshtin koordinativ ose trupa të tjerë.

Sistemet e referencës mund të jenë: lëvizëse, inerciale dhe joinerciale. Le të shpjegojmë:

• CO inerciale është një sistem ku trupat, duke prodhuar atë që quhet lëvizje mekanike e një pike materiale, e bëjnë atë në mënyrë drejtvizore dhe uniforme ose përgjithësisht janë në qetësi.
• Prandaj, një CO jo-inercial është një sistem që lëviz me përshpejtim ose rrotullim në lidhje me CO-në e parë.
• CO shoqërues është një sistem që së bashku me një pikë materiale kryen atë që quhet lëvizje mekanike e trupit. Me fjalë të tjera, ku dhe me çfarë shpejtësie lëviz një objekt, me të lëviz edhe ky CO.

Pika materiale

Pse përdoret ndonjëherë koncepti "trup" dhe nganjëherë "pika materiale"? Rasti i dytë tregohet kur dimensionet e vetë objektit mund të neglizhohen. Kjo do të thotë, parametrat si masa, vëllimi, etj., nuk kanë rëndësi për zgjidhjen e problemit në fjalë. Për shembull, nëse qëllimi është të zbuloni se sa shpejt lëviz një këmbësor në krahasim me planetin Tokë, atëherë lartësia dhe pesha e këmbësorit mund të neglizhohen. Ai është një pikë materiale. Lëvizja mekanike e këtij objekti nuk varet nga parametrat e tij.

Konceptet dhe sasitë e lëvizjes mekanike të përdorura

Në mekanikë funksionojnë me sasi të ndryshme, me ndihmën e të cilave vendosen parametrat, shkruhen kushtet e problemave dhe gjendet një zgjidhje. Le t'i rendisim ato.

• Një ndryshim në vendndodhjen e një trupi (ose një pike materiale) në lidhje me hapësirën (ose një sistem koordinativ) me kalimin e kohës quhet zhvendosje. Lëvizja mekanike e një trupi (pika materiale), në fakt, është sinonim i konceptit të "lëvizjes". Thjesht koncepti i dytë përdoret në kinematikë, dhe i pari në dinamikë. Dallimi midis këtyre nënseksioneve është shpjeguar më lart.
• Një trajektore është një vijë përgjatë së cilës një trup (një pikë materiale) kryen atë që quhet lëvizje mekanike. Gjatësia e saj quhet shteg.
• Shpejtësia është lëvizja e çdo pike materiale (trupi) në lidhje me një sistem të caktuar raportimi. Përkufizimi i sistemit të raportimit u dha gjithashtu më lart.

Madhësitë e panjohura të përdorura për të përcaktuar lëvizjen mekanike gjenden në problema duke përdorur formulën: S=U*T, ku “S” është distanca, “U” është shpejtësia dhe “T” është koha.

Nga historia

Vetë koncepti i "mekanikës klasike" u shfaq në kohët e lashta, dhe u nxit nga ndërtimi me zhvillim të shpejtë. Arkimedi formuloi dhe përshkroi teoremën mbi shtimin e forcave paralele dhe prezantoi konceptin e "qendrës së gravitetit". Kështu filloi statika.

Falë Galileos, "Dynamics" filloi të zhvillohej në shekullin e 17-të. Ligji i inercisë dhe parimi i relativitetit janë meritë e tij.

Isak Njutoni, siç u përmend më lart, prezantoi tre ligje që formuan bazën e mekanikës njutoniane. Ai zbuloi gjithashtu ligjin e gravitetit universal. Kështu u hodhën themelet e mekanikës klasike.

Mekanika joklasike

Me zhvillimin e fizikës si shkencë dhe me shfaqjen e mundësive të mëdha në fushat e astronomisë, kimisë, matematikës dhe gjërave të tjera, mekanika klasike gradualisht nuk u bë shkenca kryesore, por një nga shumë shkencat e kërkuara. Kur koncepte të tilla si shpejtësia e dritës, teoria kuantike e fushës, e kështu me radhë filluan të prezantohen dhe të funksionojnë në mënyrë aktive, ligjet që qëndronin në themel të "Mekanikës" filluan të mungojnë.

Mekanika kuantike është një degë e fizikës që merret me studimin e trupave ultra të vegjël (pikave materiale) në formën e atomeve, molekulave, elektroneve dhe fotoneve. Kjo disiplinë përshkruan shumë mirë vetitë e grimcave ultra të vogla. Përveç kësaj, ai parashikon sjelljen e tyre në një situatë të caktuar, si dhe në varësi të ndikimit. Parashikimet e bëra nga mekanika kuantike mund të ndryshojnë shumë nga supozimet e mekanikës klasike, pasi kjo e fundit nuk është në gjendje të përshkruajë të gjitha fenomenet dhe proceset që ndodhin në nivelin e molekulave, atomeve dhe gjërave të tjera - shumë të vogla dhe të padukshme për syrin e lirë.

Mekanika relativiste është një degë e fizikës që merret me studimin e proceseve, dukurive, si dhe ligjeve me shpejtësi të krahasueshme me shpejtësinë e dritës. Të gjitha ngjarjet e studiuara nga kjo disiplinë ndodhin në hapësirë ​​katër-dimensionale, në kontrast me hapësirën tredimensionale "klasike". Kjo do të thotë, lartësisë, gjerësisë dhe gjatësisë i shtojmë një tregues më shumë - kohën.

Cili është përkufizimi tjetër i lëvizjes mekanike?

Ne trajtuam vetëm konceptet bazë që lidhen me fizikën. Por vetë termi përdoret jo vetëm në mekanikë, qoftë klasik apo jo klasik.

Në shkencën e quajtur "Statistikat socio-ekonomike" përkufizimi i lëvizjes mekanike të popullsisë jepet si migrim. Me fjalë të tjera, kjo është lëvizje e njerëzve në distanca të gjata, për shembull, në vendet fqinje ose në kontinente fqinje me qëllim ndryshimin e vendbanimit të tyre. Arsyet për një lëvizje të tillë mund të jenë pamundësia për të vazhduar jetën në territorin e tyre për shkak të fatkeqësive natyrore, për shembull, përmbytjeve të vazhdueshme ose thatësirës, ​​problemeve ekonomike dhe sociale në shtetin e tyre, ose ndërhyrja e forcave të jashtme, për shembull, lufta.

Ky artikull shqyrton atë që quhet lëvizje mekanike. Janë dhënë shembuj jo vetëm nga fizika, por edhe nga shkencat e tjera. Kjo tregon se termi është i paqartë.

Lëvizja mekanike. Roli i sistemit të referencës. Metodat për përshkrimin e lëvizjes së një pike materiale. Madhësitë kinematike bazë: zhvendosja, shpejtësia, nxitimi.

Mekanika

Çdo fenomen apo proces fizik në botën materiale që na rrethon përfaqëson një seri natyrore ndryshimesh që ndodhin në kohë dhe hapësirë. Lëvizja mekanike, domethënë një ndryshim në pozicionin e një trupi të caktuar (ose pjesëve të tij) në raport me trupat e tjerë, është lloji më i thjeshtë i procesit fizik. Lëvizja mekanike e trupave studiohet në degën e fizikës që quhet mekanike. Detyra kryesore e mekanikës është përcaktoni pozicionin e trupit në çdo kohë.

Një nga pjesët kryesore të mekanikës, e cila quhet kinematikë, konsideron lëvizjen e trupave pa sqaruar arsyet e kësaj lëvizjeje. Kinematika i përgjigjet pyetjes: si lëviz një trup? Një pjesë tjetër e rëndësishme e mekanikës është dinamika, i cili e konsideron veprimin e disa trupave mbi të tjerët si shkak të lëvizjes. Dinamika i përgjigjet pyetjes: pse një trup lëviz në këtë mënyrë dhe jo ndryshe?

Mekanika është një nga shkencat më të lashta. Disa njohuri në këtë fushë njiheshin shumë përpara epokës së re (Aristoteli (shek. IV p.e.s.), Arkimedi (shek. III p.e.s.)). Sidoqoftë, formulimi cilësor i ligjeve të mekanikës filloi vetëm në shekullin e 17-të pas Krishtit. e., kur G. Galileo zbuloi ligjin kinematik të mbledhjes së shpejtësive dhe vendosi ligjet e rënies së lirë të trupave. Disa dekada pas Galileos, i madhi I. Njuton (1643–1727) formuloi ligjet bazë të dinamikës.

Në mekanikën e Njutonit, lëvizja e trupave konsiderohet me shpejtësi shumë më të vogla se shpejtësia e dritës në vakum. Ata e thërrasin atë klasike ose Njutoniane mekanika, në ndryshim nga mekanika relativiste, e krijuar në fillim të shekullit të 20-të kryesisht falë punës së A. Ajnshtajnit (1879–1956).

Në mekanikën relativiste, lëvizja e trupave konsiderohet me shpejtësi afër shpejtësisë së dritës. Mekanika klasike e Njutonit është një rast kufizues i mekanikës relativiste për υ<< c.

Kinematika

Konceptet themelore të kinematikës

Kinematikaështë një degë e mekanikës në të cilën merret parasysh lëvizja e trupave pa identifikuar arsyet që e shkaktojnë atë.

Lëvizja mekanike Një trup quhet ndryshimi i pozicionit të tij në hapësirë ​​në raport me trupat e tjerë me kalimin e kohës.

Lëvizja mekanike relativisht. Lëvizja e të njëjtit trup në raport me trupa të ndryshëm rezulton të jetë e ndryshme. Për të përshkruar lëvizjen e një trupi, është e nevojshme të tregohet se në lidhje me cilin trup merret parasysh lëvizja. Ky trup quhet organ referues.

Forma e sistemit të koordinatave të lidhur me trupin referues dhe orën për numërimin e kohës kornizën e referencës , duke ju lejuar të përcaktoni pozicionin e një trupi në lëvizje në çdo kohë.

Në Sistemin Ndërkombëtar të Njësive (SI), njësia e gjatësisë është metër, dhe për njësi të kohës - e dyta.

Çdo trup ka dimensione të caktuara. Pjesë të ndryshme të trupit janë në vende të ndryshme në hapësirë. Sidoqoftë, në shumë probleme mekanike nuk ka nevojë të tregohen pozicionet e pjesëve individuale të trupit. Nëse përmasat e një trupi janë të vogla në krahasim me distancat me trupat e tjerë, atëherë ky trup mund të konsiderohet i tij pika materiale. Kjo mund të bëhet, për shembull, kur studioni lëvizjen e planetëve rreth Diellit.

Nëse të gjitha pjesët e trupit lëvizin në mënyrë të barabartë, atëherë një lëvizje e tillë quhet progresive . Për shembull, kabinat në atraksionin e rrotës së Ferris, një makinë në një seksion të drejtë të pistës, etj., lëvizin në mënyrë të përkthyera Kur një trup lëviz përpara, ai mund të konsiderohet gjithashtu si një pikë materiale.

Një trup, dimensionet e të cilit mund të neglizhohen në kushte të caktuara quhet pika materiale .

Koncepti i një pike materiale luan një rol të rëndësishëm në mekanikë.

Duke lëvizur me kalimin e kohës nga një pikë në tjetrën, një trup (pika materiale) përshkruan një vijë të caktuar, e cila quhet trajektorja e lëvizjes së trupit .

Pozicioni i një pike materiale në hapësirë ​​në çdo moment në kohë ( ligji i lëvizjes ) mund të përcaktohet ose duke përdorur varësinë e koordinatave nga koha x = x (t),y = y (t), z = z (t) (metoda e koordinatave), ose duke përdorur varësinë kohore të vektorit të rrezes (metoda vektoriale) e tërhequr nga origjina në një pikë të caktuar (Fig. 1.1.1).

1. Lëvizja mekanike është një nga llojet më të zakonshme dhe lehtësisht të vëzhguara të lëvizjes. Shembuj të lëvizjes mekanike përfshijnë: lëvizjen e transportit, pjesët dhe mekanizmat e makinës, lavjerrësin dhe akrepat e orës, trupat dhe molekulat qiellore, lëvizjen e kafshëve dhe rritjen e bimëve, etj.

Lëvizja mekanike është ndryshimi i pozicionit të një trupi në hapësirë ​​në raport me trupat e tjerë me kalimin e kohës.

2. Një dhe i njëjti trup mund, duke mbetur i palëvizshëm në raport me disa trupa, të lëvizë në raport me të tjerët. Për shembull, pasagjerët e ulur në një autobus janë të palëvizshëm në raport me trupin e autobusit dhe lëvizin me të në raport me njerëzit në rrugë, shtëpitë, pemët (Fig. 1). Kështu, kur flitet për lëvizjen e një trupi, është e nevojshme të tregohet trupi në lidhje me të cilin merret parasysh kjo lëvizje.

Trupi në lidhje me të cilin merret parasysh lëvizja e trupave quhet trup referues.

3. Pozicioni i një trupi në hapësirë ​​mund të përcaktohet duke përdorur koordinatat. Nëse një trup lëviz përgjatë një vije të drejtë, për shembull një sprinter, atëherë pozicioni i tij në këtë vijë mund të karakterizohet vetëm nga një koordinatë x. Për ta bërë këtë, një sistem koordinativ i përbërë nga një bosht koordinativ shoqërohet me trupin referues OK(Fig. 2).

Nëse një trup lëviz brenda një rrafshi të caktuar, për shembull një futbollist në fushë, atëherë pozicioni i tij përcaktohet duke përdorur dy koordinata. x Dhe y, dhe sistemi i koordinatave në këtë rast përbëhet nga dy boshte reciprokisht pingul: OK Dhe OY(Fig. 3).

Kur merret parasysh lëvizja e një trupi në hapësirë, për shembull lëvizja e një aeroplani fluturues, sistemi i koordinatave i lidhur me trupin e referencës do të përbëhet nga tre akse koordinative reciprokisht pingule: OK, OY Dhe OZ(Fig. 4).

Kur një trup lëviz, koordinatat e tij ndryshojnë me kalimin e kohës, prandaj, është e nevojshme të keni një pajisje për matjen e kohës - një orë.

Trupi i referencës, sistemi koordinativ i lidhur me të dhe pajisja për matjen e kohës formojnë një sistem referimi.

Çdo lëvizje konsiderohet në lidhje me sistemin e zgjedhur të referencës.

4. Të studiosh lëvizjen e një trupi do të thotë të përcaktosh se si pozicioni i tij, d.m.th., koordinata e tij, ndryshon me kalimin e kohës. Nëse e dini se si ndryshon koordinata e një trupi me kalimin e kohës, mund të përcaktoni pozicionin (koordinatat) e tij në çdo kohë.

Detyra kryesore e mekanikës është të përcaktojë pozicionin (koordinatat)trupat në çdo kohë të caktuar.

Për të treguar se si pozicioni i një trupi ndryshon me kalimin e kohës, është e nevojshme të vendoset një lidhje midis sasive që karakterizojnë këtë lëvizje.

Dega e mekanikës që studion mënyrat për të përshkruar lëvizjen e trupave quhet kinematikë.

5. Çdo trup ka dimensione të caktuara. Kur lëvizni, pjesët e trupit, të tilla si dyshemeja dhe tavani i një ashensori, zënë pozicione të ndryshme në hapësirë. Shtrohet pyetja, si të përcaktohen koordinatat e trupit? Në një numër rastesh, nuk ka nevojë të tregohet pozicioni i secilës pikë të trupit.

Për shembull, të gjitha pikat e ashensorit (Fig. 5) lëvizin në mënyrë përkthimore, d.m.th., kur lëvizin, ato përshkruajnë të njëjtën gjë. trajektoret. Le t'ju kujtojmë se një trajektore është një vijë përgjatë së cilës lëviz një trup.

Meqenëse gjatë lëvizjes përkthimore të gjitha pikat e trupit lëvizin në mënyrë të barabartë, nuk ka nevojë të përshkruhet lëvizja e secilës pikë veç e veç.

Ju gjithashtu nuk mund ta bëni këtë kur zgjidhni probleme ku madhësia e trupit mund të neglizhohet. Për shembull, për të përcaktuar se sa shpejt një top futbolli godet një gol, nuk keni nevojë të merrni parasysh lëvizjen e çdo pike në top. Nëse topi godet shtyllën e portës, atëherë nuk mund të neglizhoni më madhësinë e tij. Një shembull tjetër. Duke llogaritur kohën e lëvizjes së një anije kozmike nga Toka në stacionin hapësinor, anija mund të konsiderohet një pikë materiale. Nëse llogaritet mënyra e ankorimit të anijes me stacionin, atëherë madhësia e anijes nuk mund të neglizhohet.

Kështu, për të zgjidhur një sërë problemesh që lidhen me lëvizjen e trupave, prezantohet koncepti pika materiale.

Një pikë materiale është një trup, dimensionet e të cilit mund të neglizhohen në këtë problem.

Në shembujt e mësipërm, një top futbolli mund të konsiderohet një pikë materiale kur llogaritet shpejtësia me të cilën ai fluturon në portë, ose një anije kozmike kur përcakton kohën e lëvizjes së tij.

Një pikë materiale është një model fizik i objekteve reale, trupave realë. Duke besuar se trupi është një pikë materiale, ne neglizhojmë veçoritë që nuk janë thelbësore për zgjidhjen e një problemi specifik, në veçanti madhësinë dhe formën e trupit.

6. Ju e dini mirë konceptin e një rruge. Le t'ju kujtojmë se rruga është distanca e përshkuar nga trupi përgjatë trajektores.

Rruga tregohet me një shkronjë l, njësia e shtegut SI është metër (1 m).

Pozicioni i trupit pas një periudhe të caktuar kohore mund të përcaktohet duke ditur trajektoren e lëvizjes, pozicionin fillestar në trajektore dhe rrugën e kaluar prej tij gjatë kësaj periudhe kohore.

Nëse trajektorja e lëvizjes së një trupi është e panjohur, atëherë pozicioni i tij në një moment të caktuar në kohë nuk mund të përcaktohet, pasi trupi mund të udhëtojë të njëjtën rrugë në drejtime të ndryshme. Në këtë rast, është e nevojshme të dihet drejtimi i lëvizjes së trupit dhe distanca e përshkuar në këtë drejtim.

Lëreni në momentin fillestar të kohës t 0 = 0 trupi ishte në pikë A(Fig. 6), dhe në momentin e kohës t- në pikën B. Le t'i lidhim këto pika dhe në fund të segmentit në pikë B le të vendosim një shigjetë. Në këtë rast, shigjeta tregon drejtimin e lëvizjes së trupit.

Zhvendosja e një trupi është një segment (vektor) i drejtuar që lidh pozicionin fillestar të trupit me pozicionin e tij përfundimtar.

Në këtë rast është një vektor.

duke lëvizur - sasia vektoriale, ka një drejtim dhe një vlerë numerike (modul). Lëvizja tregohet me shkronjë s, dhe moduli i tij është s. Njësia SI e lëvizjes, si shtigjet, është metër (1 m).

Duke ditur pozicionin fillestar të trupit dhe lëvizjen e tij gjatë një periudhe të caktuar kohore, është e mundur të përcaktohet pozicioni i trupit në fund të kësaj periudhe kohore.

Duhet të kihet parasysh se zhvendosja në rastin e përgjithshëm nuk përkon me trajektoren e trupit, dhe moduli i zhvendosjes nuk përkon me distancën e përshkuar. Për shembull, një tren u nis nga Moska për në Shën Petersburg dhe u kthye përsëri. Distanca midis këtyre qyteteve është 650 km. Prandaj, distanca e përshkuar nga treni është 1300 km, dhe zhvendosja është zero. Koincidenca e modulit të zhvendosjes dhe distancës së përshkuar ndodh vetëm kur trupi lëviz përgjatë një shtegu të drejtë në një drejtim.

Pyetje vetë-testimi

1. Si quhet lëvizja mekanike?

2. Si quhet një sistem referimi? Pse të prezantohet një sistem referimi?

3. Cila është detyra kryesore e mekanikës?

4. Çfarë quhet pikë materiale? Pse prezantohet modeli i pikës materiale?

5. A është e mundur, duke ditur pozicionin fillestar të trupit dhe rrugën e përshkuar prej tij gjatë një periudhe të caktuar kohore, të përcaktohet pozicioni i trupit në fund të kësaj periudhe kohore?

6. Çfarë është lëvizja? Si ndryshon lëvizja e një trupi nga distanca e përshkuar?

Ushtrimi 1

1. Një makinë që lëvizte përgjatë një seksioni të drejtë të rrugës u ndal në një pikë A(Fig. 7). Cilat janë koordinatat e pikës A në një sistem referimi të lidhur: a) me një pemë (pikë O) në anë të rrugës; b) me një shtëpi (pikë B)?

2. Gjatë zgjidhjes së cilës nga problemet e mëposhtme mund të merren si pika materiale organet në studim:

3. Një person ecën rreth perimetrit të një zone katrore, brinja e së cilës është 10 m. Sa është distanca e përshkuar nga personi dhe moduli i lëvizjes së tij?

4. Topi bie nga një lartësi prej 2 m dhe, pasi godet dyshemenë, ngrihet në një lartësi prej 1.5 m. Cila është rruga e topit gjatë gjithë periudhës së lëvizjes dhe moduli i lëvizjes së tij?