кинематика. 1+Кинематика (1). Предмет механики
 Скачать 249.5 Kb.
|
Предмет механикиМеханика – часть физики, которая изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение. Механическое движение – это изменение с течением времени взаимного расположения тел или их частей. S, м υ υ,м/с Классическая механика Специальная теория относительности и классическая электродинамика Реляти-вистская кванто- вая ме- ханика Кванто- вая ме- ханика 0 10-10 10-5 105 1 1010 1015 1020 1030 1025 0,5 с с Общая теория относительности «б е л ы е п я т н а» «б е л ы е п я т н а» «б е л ы е п я т н а» Рисунок 1 Микромир Макромир Мегамир М е х а н и к а Классическая механикаКинематика изучает движение тел, не рассматривая причины, которые вызывают или изменяют это движение. Динамика изучает законы движения тел и причины, которые вызывают или изменяют это движение. Статика изучает законы равновесия системы тел. Основные понятияАбсолютно твердым телом называется тело, расстояние между любыми точками которого не меняется со временем. Материальная точка это тело, размерами и формой которого в данной задаче можно пренебречь. Абсолютно твердое тело, с которым связывают ту или иную систему координат, условно считают неподвижным и относительно которого исследуют движение других тел, называется телом отсчета. Система отсчетаВектор, проведённый из точки отсчёта к положению движущегося тела в данный момент времени называется радиус – вектором. О r (t) Совокупность системы координат, жестко связанной с телом отсчета, часов для отсчета времени с указанием начала отсчета времени называется системой отсчета. Радиус-вектор Траектория, путь, вектор перемещенияАлгебраическая сумма длин траекторий, описанных точкой к данному моменту времени, называется длиной пути (∆S). (∆r) О r0 r ∆r ΔЅ Линия, которую описывает материальная точка, перемещаясь в пространстве, называется траекторией. Вектор, проведённый из начальной точки в конечную точку пути называется вектором перемещения . Способы описания движения2)Координатный способ: 1) Векторный способ описания движения: О r (t) 3)Параметрический способ: S = S(t) f (x, y, z) = 0 – траектория движения (1) у х z M (x, y, z) О кинематические - уравнения движения x = x(t) y = y(t) z = z(t) Вектор перемещенияВ векторной форме: В координатной форме: О r0 r ∆r ΔЅ х у z А В СкоростьМгновенная скорость: Средняя скорость перемещения: Средняя путевая скорость : ΔЅ Δr < υ > М N ΔЅ Δr М N υ1 υ2 τ τ (2) Скорость - векторная величина, определяющая быстроту и направление движения. Задание скорости в координатной формеИз формул (1) и (2) следует: Вычисление путиГрафически: путь S – площадь криволинейной трапеции t1 1 2 t2. υ dt t 1 2 t1 t2 Графически: элементарный путь dS – площадь заштрихованной трапеции. По формуле (2): dS = υ(t)dt УскорениеМгновенное ускорение: Ускорение - это физическая величина, характеризующая быстроту изменения вектора скорости по величине и направлению. Среднее ускорение: ΔЅ М N υ1 υ2 υ2 Δυ Нормальное и тангенциальное ускоренияТангенциальное ускорение: Нормальное ускорение ΔЅ М N υ1 υ2 υ2 Δυ Δυ С D Е υ1 υ2 С D О п r М N Полное ускорение аτ τ п а ап М Поступательное и вращательное движенияПоступательное движение – это движение, при котором любая прямая, жестко связанная с движущимся телом, остается параллельной своему первоначальному положению. Вращательное движение – это движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной прямой, называемой осью вращения. Средняя угловая скорость Мгновенная угловая скорость Угловая скоростьНаправление вектора угловой скорости находится по правилу буравчика (правилу правого винта). Единица угловой скорости: рад/с, Линейная скорость В векторной форме Период вращения Частота вращения r ΔЅ Δφ Угловое ускорениеСреднее угловое ускорение Мгновенное угловое ускорение Единица углового ускорения рад/с. При ускоренном движении вектор сонаправлен век-тору , при замедленном – противоположен ему. 2 Ускоренное вращение Замедленное вращение Связь между линейными и угловыми величинамиS= R; = R; a = R; an = 2R. В случае равнопеременного движения точки по окружности ( = const): ω2 – ω02 = 2εφ |