Конспект лекций по УД Физика (1 курс, СПО, технический профиль ). Конспект лекций для студентов 1 курса всех форм обучения Специальность 19. 02. 10 Технология продукции общественного питания
 Скачать 4.41 Mb.
|
|
Вопросы для самоконтроля: 1. Какое движение называется механическим? 2. Какие простые виды движения материальных тел вы знаете? 3. Какое тело можно считать материальной точкой? 4. Чем различаются понятия «система отсчета» и «система координат»? 5. Что такое траектория движения? 6. Что такое вектор перемещения? 7. Что такое пройденный путь? 8. Что характеризует скорость движения тела? 9. Как направлен вектор мгновенной скорости? 10. Какое движение называют равномерным прямолинейным? Лекция № 3. Ускорение Цель: ввести понятие «ускорение»; рассмотреть частные случаи ускоренного движения и вывести их законы. Основные понятия: Среднее ускорение – векторная физическая величина, равная отношению изменения скорости материальной точки к длительности промежутка времени, в течение которого это изменение произошло. Мгновенное ускорение – ускорение в данный момент времени. Равнопеременное движение – движение с постоянным ускорением. Ускорение свободного падения – ускорение, с которым падают все тела на Землю независимо от их массы в отсутствие сил сопротивления воздуха. Свободное падение тела – частный случай равноускоренного прямолинейного движения с ускорением свободного падения. Период обращения – время одного полного поворота тела вокруг оси вращения. Частота – число оборотов, совершаемых телом за единицу времени. Угловое перемещение – угол поворота радиуса-вектора за некоторое время. Угловая скорость – физическая величина, равная отношению угла поворота радиуса-вектора к промежутку времени за который этот поворот произошел. Тангенциальное ускорение – компонента ускорения, характеризующая быстроту изменения модуля скорости. Нормальное ускорение – компонента ускорения, характеризующая быстроту изменения скорости по направлению. 3.1. Среднее и мгновенное ускорение Средним ускорением за данный промежуток времени называется физическая величина, численно равная отношению изменения скорости к промежутку времени. Пусть в момент времени t1 материальная точка имела мгновенную скорость v1, а в момент t2 соответственно скорость v2. Тогда, согласно определению,  . Из определения очевидно, что ускорение является вектором. Мгновенным ускорением называется физическая величина, численно равная пределу, к которому стремится среднее ускорение за бесконечно малый промежуток времени:  .Единицей измерения ускорения в системе СИ служит метр на секунду в квадрате (м/с2). В отличие от вектора скорости, который всегда направлен по касательной к траектории, вектор ускорения может иметь составляющие, направленные как по касательной, так и по нормали к траектории. Вектор ускорения направлен вдоль траектории только тогда, когда эта траектория прямолинейная. Если тело ускоряется, т. е. модуль ее скорости растет, то вектор  направлен вдоль траектории вперед. Такое же направление имеет и вектор ускорения. Если движение тела замедляется, т. е. модуль ее скорости убывает, то вектор ускорения направлен вдоль траектории назад. В  ектор ускорения направлен строго поперек траектории только при равномерном движении по криволинейной траектории, когда модуль скорости неизменен. Если вектор скорости по модулю не меняется, то все его изменение сводится к повороту. При этом, разумеется, векторы скорости для разных моментов времени изображаются выходящими из одной точки, хотя эти векторы соответствуют разным точкам траектории (см. рис.). Видно, что вектор  , а, следовательно, и вектор ускорения направлены в сторону вогнутости траектории.3.2. Равнопеременное движение Равнопеременное движение – это движение, при котором ускорение остается постоянным по модулю и направлению:  .Направлено ускорение  вдоль траектории движения материальной точки. Равнопеременное движение может быть либо равноускоренным, либо равнозамедленным. Равноускоренное прямолинейное движение – это движение, при котором ускорение постоянно по модулю и направлению, и векторы скорости и ускорения являются равнонаправленными. Равнозамедленное прямолинейное движение – это движение, при котором ускорение постоянно по модулю и направлению и векторы скорости и ускорения противоположно направлены. При равноускоренном движении мгновенное ускорение в каждой точке траектории совпадает со средним ускорением. Пусть тело движется равнопеременно и в начальный момент времени t0 = 0 имело скорость v0, а в произвольный момент времени t – скорость v. Тогда ускорение движения равно  . Тогда  .Если направление движения совместить с осью X, то последнему уравнению будет соответствовать формула для проекции вектора скорости на эту координатную ось:  ,где знак «+» будет соответствовать равноускоренному прямолинейному движению, знак «–» – равнозамедленному прямолинейному движению. Т. о., при равнопеременном движении зависимость скорости движения материальной точки от времени является линейной: при равноускоренном движении она линейно растет, а при равнозамедленном – линейно уменьшается. Координата же материальной точки, совершающей равнопеременное движение, является квадратичной функцией времени:  ,где знак «+» будет соответствовать равноускоренному прямолинейному движению, знак «–» – равнозамедленному прямолинейному движению; x0 – координата движущегося тела в момент времени t0. Данное выражение является законом равнопеременного движения. Учитывая, что при прямолинейном движении изменение координаты движущего тела равно пути  ,имеем  . |