Кинематика. Кинематика Механика раздел физики, изучающий механическое движение. Механическое движение
 Скачать 317.5 Kb.
|
|
Кинематика Механика – раздел физики, изучающий механическое движение. Механическое движение – это изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением вре- мени. Кинематика – раздел механики, изучающий геометрические характеристики механического движения. Основные понятия механического движения Траектория – линия, которую описывает тело при своем движении. Путь,S – длина траектории. Перемещение, S – направленный отрезок (вектор), соединяющий начальное и конечное положения тела при его движении. Если размеры тела намного меньше проходимого им пути, то размерами тела можно пре- небречь и рассматривать его как материальную точку. Механическое движение всегда рассматривают относительно некоторой системы отчета, которая позволяет опреде- лить характеристики этого движения. Систему отсчета образуют тело отсчета, связанная с ним прямоугольная система координат и прибор для изме- рения времени (часы). Виды механического движения по виду траектории по характеру движения прямолинейное криволинейное равномерное (с постоянной скоростью) равнопеременное (с постоянным ускорением) Физические величины, характеризующие механическое движение Прямолинейное равномерное движение Физическая величина Формула График зависимо- сти от времени Физическая величина Формула График зависимо- сти от времени Ускорение, a , (м/с 2 ) 0 a , 0 a Перемещение (путь), S , (м) S t , S t Скорость, , (м/с) const , S t , S t Координата, х, (м) 0 x x t , закон движения Прямолинейное равнопеременное движение Физическая величина Формула График зависимо- сти от времени Физическая величина Формула График зависимо- сти от времени Ускорение, a , (м/с 2 ) a const , 0 a t , 0 a t Перемещение (путь), S , (м) 2 0 2 a t S t , 2 0 2 a t S t , 2 2 0 2 S a , 0 2 S t Скорость, , (м/с) 0 a t , 0 a t Координата, х, (м) 2 0 0 2 at x x t , закон движения Средняя скорость движения: cp S t Движение в поле силы тяжести Свободным падением называется движение, которое совершило бы тело только под действием силы тяже- сти без учета сопротивления воздуха. Движение тела по вертикали Движение тела, брошенного гори- зонтально с некоторой высоты Движение тела, брошенного под углом к горизонту При свободном падении тела с небольшой высоты h 0 от поверх- ности Земли с начальной скоро- стью υ 0 оно движется с постоян- ным ускорением g = 9,8 м/с 2 , на- правленным вертикально вниз. Для описания этого движения вы- бирают вертикальную координат- ную ось Оу. Это движение можно разложить на два независимых движения: равномерное прямолинейное, происходящее в гори- зонтальном направлении со скоростью υ х , равной начальной скорости броса- ния υ 0 (υ х = υ 0 ), и свободное падение с высоты, на которой находилось тело в момент бросания, с ускорением g. Для описания этого движения выбирают прямоугольную систему координат хОу. Траекторией движения является ветвь параболы. Данное движение также можно раз- ложить на два независимых движе- ния: равномерное прямолинейное, происходящее в горизонтальном направлении с начальной скоростью v 0х = v 0 ·cosα и свободное падение с начальной скоростью v 0у = v 0 ·sinα, где α - угол между направлениями вектора скорости υ 0 и осью Ох. Тра- екторией такого движения является парабола. Уравнение движения: 2 0 0 2 gt y y t Путь, пройденный телом за время t: 2 0 2 gt h t Скорость тела: 0 gt 2 0 2g h Время падения с высоты h 0 без начальной скорости (υ 0 =0): 0 2h t g Уравнения движения: 0 x x x t , 2 0 2 gt y y Высота, с которой брошено тело: 2 2 gt h Дальность полета: 0 S t Скорость тела: 2 2 2 2 0 ( ) x y gt Время полета тела: 2h t g Уравнения движения: 0 x x x t , 2 0 0 2 y gt y y t Максимальная высота полета: 2 0 2 2 2 y t g t h , 2 0 2 y h g Дальность полета: 2 0 0 sin 2 x S t g Скорость тела: 2 2 x y , 0 0 cos x x , 0 y y gt , 0 0 sin y Время полета тела: 0 0 2 2 sin y t g g Относительность механического движения Относительность перемещения: ' S S S с п ' S - перемещение тела относительно подвижной системы отсчета (тележки); .с п S - перемещение подвижной системы отчета (тележки) относительно неподвижной системы (земля); S - перемещение тела относительно неподвижной системы отчета (земли). Относительность скорости: ' с п ' - скорость тела относительно подвижной системы отсчета (тележки); .с п - скорость подвижной системы отчета (тележки) относительно неподвижной системы (земля); - скорость тела относительно неподвижной системы отчета (земли). Движение по окружности с постоянной скоростью Период обращения тела Т – время одного полного оборота. N t T ; Т = 1 с Частота вращения – количество оборотов, совершенных за единицу времени. t N ; Т 1 ; = 1 с -1 t – время, за которое тело совершило N полных оборотов. Линейные и угловые характеристики вращательного движения Линейные характеристики Угловые характеристики Физическая величина Формула Физическая величина Формула Соотношение между линейными и угловы- ми характеристиками Путь, пройденный по окружности, S, (м) t S Угол поворота, φ, (рад) t R S , R S Скорость дви- жения по ок- ружности, υ, (м/с) T R t S 2 R 2 Угловая скорость, ω, (рад/с) 2 2 T t R , R Центростремительное ускорение, а ц.с. , направлено по радиусу окружности к ее центру и характери- зует изменение направления скорости. R а с ц 2 ; R T R R а с ц 2 2 2 2 2 4 4 |