Какую систему отсчета мы выбрали при рассмотрении движения тел?

9 ответов на вопрос “Какую систему отсчета мы выбрали при рассмотрении движения тел?”

  1. Maladal Ответить


    Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 10 класс>>Физика: Способы описания движения. Система отсчета
    Если тело можно считать точкой, то для описания его движения нужно научиться рассчитывать положение точки в любой момент времени относительно выбранного тела отсчета.
    Существует несколько способов описания, или, что одно и то же, задания, движения точки. Рассмотрим два из них, которые наиболее часто применяются.
    Координатный способ. Будем задавать положение точки с помощью координат (рис.1.7). Если точка движется, то ее координаты изменяются с течением времени. Так как координаты точки зависят от времени, то можно сказать, что они являются функциями времени.

    Математически это принято записывать в виде

    Уравнения (1.1) называют кинематическими уравнениями движения точки, записанными в координатной форме. Если они известны, то для каждого момента времени мы сможем рассчитать координаты точки, а следовательно, и ее положение относительно выбранного тела отсчета. Вид уравнений (1.1) для каждого конкретного движения будет вполне определенным.
    Линия, по которой движется точка в пространстве, называется траекторией.
    В зависимости от формы траектории все движения точки делятся на прямолинейные и криволинейные. Если траекторией является прямая линия, движение точки называется прямолинейным, а если кривая – криволинейным.
    Векторный способ. Положение точки можно задать, как известно, и с помощью радиус-вектора. При движении материальной точки радиус-вектор, определяющий ее положение, с течением времени изменяется (поворачивается и меняет длину; рис.1.8), т. е. является функцией времени:


    Последнее уравнение есть закон движения точки, записанный в векторной форме. Если он известен, то мы можем для любого момента времени рассчитать радиус-вектор точки, а значит, определить ее положение. Таким образом, задание трех скалярных уравнений (1.1) равносильно заданию одного векторного уравнения (1.2).
    Система отсчета. Движение любого тела есть движение относительное. Это значит, что движение данного тела может быть совершенно различным по отношению к другим телам.
    Так, если для наблюдателя, находящегося на палубе плывущего теплохода, какой-нибудь лежащий на ней предмет неподвижен, для наблюдателя, находящегося на берегу, он движется.
    В безветренную погоду капли дождя падают относительно земли по вертикальным линиям. Но относительно вагона, движущегося равномерно и прямолинейно, эти же капли движутся по прямым, наклонным к вертикали. Если какое-либо тело находится в покое по отношению к Земле, то оно движется по отношению к Солнцу. Таким образом, изучая движение интересующего нас тела, мы обязательно должны указать, относительно какого тела это движение рассматривается.
    Тело, относительно которого рассматривается движение, называется телом отсчета.
    Чтобы рассчитать положение точки (тела) относительно выбранного тела отсчета в зависимости от времени, надо не только связать с ним систему координат, но и суметь измерить время. Время измеряют с помощью часов. Современные часы – это сложные устройства. Они позволяют измерять время в секундах с точностью до тринадцатого знака после запятой. Естественно, ни одни механические часы такой точности обеспечить не могут. Так, самые точные в мире механические часы, циферблат которых мы можем каждый день видеть на телеэкране, в десять тысяч раз менее точны, чем Государственный эталон времени. Если эталонные часы не корректировать, то на одну секунду они убегут или отстанут за триста тысяч лет. Понятно, что в быту нет необходимости измерять время с очень большой точностью. Но для физических исследований, космонавтики, геодезии, радиоастрономии, управления воздушным транспортом высокая точность в измерении времени просто необходима. От точности измерения времени зависит точность, с которой мы сумеем рассчитать положение тела в какой-либо момент времени.
    Совокупность тела отсчета, связанной с ним системы координат и часов называют системой отсчета. На рисунке 1.9 показана система отсчета, выбранная для рассмотрения полета брошенного мяча. В данном случае телом отсчета является дом, оси координат выбраны так, что мяч летит в плоскости ХОY, для определения времени берется секундомер.
    Кинематические уравнения движения, записанные в координатной или векторной форме, позволяют определить положение точки в любой момент времени.

    Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс
    Материалы по физике, задание и ответы по классам, планы конспектов уроков по физике для 10 класса
    Содержание урока
    конспект урока
    опорный каркас
    презентация урока
    акселеративные методы
    интерактивные технологии
    Практика
    задачи и упражнения
    самопроверка
    практикумы, тренинги, кейсы, квесты
    домашние задания
    дискуссионные вопросы
    риторические вопросы от учеников
    Иллюстрации
    аудио-, видеоклипы и мультимедиа
    фотографии, картинки
    графики, таблицы, схемы
    юмор, анекдоты, приколы, комиксы
    притчи, поговорки, кроссворды, цитаты
    Дополнения
    рефераты
    статьи
    фишки для любознательных
    шпаргалки
    учебники основные и дополнительные
    словарь терминов
    прочие
    Совершенствование учебников и уроков
     исправление ошибок в учебнике
    обновление фрагмента в учебнике
    элементы новаторства на уроке
    замена устаревших знаний новыми
    Только для учителей
    идеальные уроки
    календарный план на год
    методические рекомендации
    программы
    обсуждения
    Интегрированные уроки
    Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
    Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь – Образовательный форум.
    Источник — «http://edufuture.biz/index.php?title=%D0%A1%D0%BF%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%B1%D1%8B_%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F._%D0%A1%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%D0%BE%D1%82%D1%81%D1%87%D0%B5%D1%82%D0%B0»

  2. =>>Эк$т@зИ= Ответить

    Смотрите также похожие статьи.

    Можно ли систему отсчета, связанную с землей, считать инерциальной системой отсчета?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Система отсчета, связанная с Землей
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Система отсчета, связанная с Землей
    Интересное о физике -> Энциклопедия по физике
    Система отсчета, связанная с Солнцем
    Интересное о физике -> Энциклопедия по физике
    Почему мы не ощущаем движения Земли?
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Динамика
    Изотермический процесс (при постоянной температуре) – график
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Молекулярная физика
    Изотермический процесс (при постоянной температуре) – опыт
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Молекулярная физика
    Изохорный процесс (при постоянном объеме) – график
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Молекулярная физика
    Изохорный процесс (при постоянном объеме) – опыт
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Молекулярная физика
    Изобарный процесс (при постоянном давлении)
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Молекулярная физика
    Время движения вдоль всей плоскости равно 3 с
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Кинематика
    Время движения вдоль всей плоскости равно 2 с
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Кинематика
    Демонстрация равноускоренного движения шара по наклонной плоскости
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Кинематика
    Система отсчета
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Кинематика
    Нарушены ли правила дорожного движения?
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Кинематика
    Падение ядра с мачты корабля в системе отсчета, связанной с кораблем
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Кинематика
    Зависит ли форма траектории, путь и перемещение тела от выбора системы отсчета?
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Кинематика
    Примеры изменений внутренней энергии
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика
    Как молекулярно-кинетическая теория объясняет изменение внутренней энергии газа при сжатии и расширении?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика
    Какой термометр показывает «правильную» температуру?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика
    Для движения причина не нужна!
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    В чем состоит значение гелиоцентрической системы мира?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Почему мы не ощущаем движения Земли?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    § 7. Место человека во Вселенной
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Принцип относительности галилея
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Инерциальные системы отсчета
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Ускорение при равномерном движении по окружности
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Основные характеристики равномерного движения по окружности
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Поставим опыт к теме По какой траектории движется тело, брошенное горизонтально или под углом к горизонту?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    По какой траектории движется тело, брошенное горизонтально или под углом к горизонту?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Как направлена мгновенная скорость при криволинейном движении?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Вопросы к параграфу § 1. Система отсчета. Траектория, путь и перемещение
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Главное в параграфе § 1. Система отсчета. Траектория, путь и перемещение
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Поставим опыт к теме Зависит ли форма траектории, путь и перемещение тела от выбора системы отсчета?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Зависит ли форма траектории, путь и перемещение тела от выбора системы отсчета?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Траектория, путь и перемещение
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Всегда ли указывается тело отсчета?
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Система отсчета
    Учебник по Физике для 10 класса -> Механика
    Инерциальные системы отсчета
    Учебник по Физике для 10 класса -> Физика и научный метод познания
    Выделение и поглощение энергии при ядерных реакциях
    Учебник по Физике для 11 класса -> Квантовая физика
    Почему при установлении теплового равновесия тела не остывают до абсолютного нуля?
    Учебник по Физике для 11 класса -> Квантовая физика
    Какова скорость направленного движения электронов?
    Учебник по Физике для 11 класса -> Электродинамика
    Направление электрического тока и направление движения электронов
    Учебник по Физике для 11 класса -> Электродинамика
    Направление тока и направление движения электронов
    Иллюстрации по физике для 11 класса -> Электродинамика
    Тело отсчета
    Интересное о физике -> Энциклопедия по физике
    Система отсчета
    Интересное о физике -> Энциклопедия по физике
    Инерциальные системы отсчета
    Интересное о физике -> Энциклопедия по физике
    МАКСВЕЛЛ ДЖЕЙМС КЛЕРК (1831-1879)
    Интересное о физике -> Рассказы об ученых по физике
    НЬЮТОН ИСААК
    Интересное о физике -> Рассказы об ученых по физике
    КЕПЛЕР ИОГАНН (1571-1630)
    Интересное о физике -> Рассказы об ученых по физике
    ГАЛИЛЕЙ ГАЛИЛЕО (1564-1642)
    Интересное о физике -> Рассказы об ученых по физике
    Изопроцессы
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Молекулярная физика
    Почему автомобиль притормаживает перед поворотом?
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Динамика
    Движение земли вокруг солнца
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Кинематика
    Траектория движения
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Кинематика
    Направление перемещения тела за очень малый промежуток времени
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Кинематика
    Вращение диска
    Иллюстрации по физике для 10 класса -> Кинематика
    Ход лабораторной работы 6. Измерение ускорения свободного падения с помощью маятника
    Учебник по Физике для 10 класса -> Лабораторные работы
    Ход лабораторной работы 2. Изучение движения тела, брошенного горизонтально
    Учебник по Физике для 10 класса -> Лабораторные работы
    Ход лабораторной работы 1. Измерение ускорения тела при равноускоренном движении
    Учебник по Физике для 10 класса -> Лабораторные работы
    Примеры к теме Плавление и кристаллизация
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика
    Решение к задаче 5. Изобарный процесс
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика
    Порядок и хаос
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика
    Холодильник
    Учебник по Физике для 10 класса -> Молекулярная физика и термодинамика

    Механика

    ← Можно ли систему отсчета, связанную с землей, считать инерциальной системой отсчета?
    Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы мира>

  3. Battonkrey Ответить


    Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 10 класс>>Физика: Основное утверждение механики
    Законы механики, как и все основные законы физики, имеют точную количественную форму. Но вначале мы постараемся качественно сформулировать основное утверждение механики. Так будет проще уловить главное содержание механики Ньютона. После этого перейдем к количественной формулировке законов механики.
    Выбор системы отсчета. Мы уже знаем, что любое движение следует рассматривать по отношению к определенной системе отсчета.
    В кинематике, т. е. при описании движения без рассмотрения причин его изменения, все системы отсчета равноправны. Выбор определенной системы отсчета для решения той или иной задачи диктуется соображениями целесообразности и удобства. Так, при стыковке космических кораблей удобно рассматривать движение одного из них относительно другого, а не относительно Земли.
    В главном разделе механики – динамике – рассматриваются взаимодействия тел, являющиеся причиной изменения движения этих тел, т. е. изменения их скоростей.
    Вопрос о выборе системы отсчета в динамике не является простым. Выберем вначале систему отсчета, связанную с земным шаром. Движение тел вблизи поверхности Земли будем рассматривать относительно самой Земли.
    Что вызывает ускорение тел? Если тело, лежащее на полу или на столе, начинает двигаться, то всегда по соседству можно обнаружить предмет, который толкает это тело, тянет или действует на него на расстоянии (например, магнит на железный шар). Поднятый над Землей камень не остается висеть в воздухе, а падает. Надо думать, что именно действие Земли приводит к этому.
    Вся совокупность подобных фактов говорит о том, что изменение скорости тела (а значит, ускорение) всегда вызывается воздействием на него каких-либо других тел. Эта фраза содержит главное утверждение механики Ньютона и выражает принцип причинности в механике.
    Может оказаться и так, что тело покоится или движется равномерно и прямолинейно, т. е. без ускорения , хотя на него и действуют другие тела.
    На столе лежит книга, ее ускорение равно нулю, хотя действие со стороны других тел налицо. На книгу действуют притяжение Земли и стол, не дающий ей падать вниз. В этом случае говорят, что действия уравновешивают (или компенсируют) друг друга. Но книга никогда не придет в движение, не получит ускорение, если на нее не подействовать рукой, сильной струей воздуха или еще каким-нибудь способом. Скорость тела никогда не меняется, если на него ничто не действует.
    Перечислить экспериментальные доказательства того, что изменение скорости одного тела всегда вызывается действием на него других тел, нет никакой возможности. Эти доказательства вы можете наблюдать на каждом шагу.
    Футболист ударил по мячу. Ударил – значит, его нога оказала определенное действие на мяч, и скорость мяча увеличилась. А вот какое действие позволяет футболисту быстро устремиться к воротам противника? Одного желания здесь мало. Будь вместо футбольного поля идеально гладкий лед, а на ногах футболиста вместо бутс с шипами – тапочки с гладкой подошвой, это ему не удалось бы. Для того чтобы бежать с ускорением, нужно упираться ногами в землю. Если ноги будут скользить, вы никуда не убежите. Значит, только трение о землю, действие со стороны земли на ноги футболиста позволяет ему, да и всем нам, при беге и ходьбе изменять свою скорость. Точно так же, чтобы остановиться с разбегу, надо упираться ногами в землю.
    Любой человек, даже не знакомый с физикой, понимает, что заставить какой-либо предмет изменить модуль или направление скорости можно, только оказав на него определенное воздействие. Ученики 5 класса, гоняющие шайбу во дворе, возможно, не знают законов механики Ньютона. Но поступают они правильно: они стараются, ударяя клюшкой по шайбе, так изменить движение шайбы, чтобы она скользила к воротам противника или к партнеру по команде, находящемуся в выгодном положении (рис. 3.1).

    Движение с постоянной скоростью. Однако не следует думать, что основное утверждение механики совершенно очевидно и уяснить его ничего не стоит.
    Если действий со стороны других тел на данное тело нет, то согласно основному утверждению механики ускорение тела равно нулю, т. е. тело будет покоиться или двигаться с постоянной скоростью.
    Этот факт совсем не является само собой разумеющимся. Понадобился гений Галилея и Ньютона, чтобы его осознать. Ньютону вслед за Галилеем удалось окончательно развеять одно из глубочайших заблуждений человечества о законах движения тел.
    Начиная с великого древнегреческого философа Аристотеля, на протяжении почти двадцати веков все были убеждены, что движение тела с постоянной скоростью нуждается для своего поддержания в действиях, производимых на тело извне, т. е. в некоторой активной причине. Считали, что без такой поддержки тело обязательно остановится.
    Это, казалось, находит подтверждение в нашем повседневном опыте. Например, автомобиль с выключенным двигателем останавливается и на совершенно горизонтальной дороге. То же самое можно сказать о велосипеде, лодке и теплоходе на воде и любых других движущихся телах. Вот почему даже в наше время можно встретить людей, которые смотрят на движение так же, как смотрел Аристотель.
    В действительности же свободное тело, которое не взаимодействует с другими телами, движется всегда с постоянной скоростью или находится в покое. Только действие со стороны другого тела способно изменить его скорость. Действовать на тело, чтобы поддержать его скорость постоянной, нужно лишь потому, что в обычных условиях всегда существует сопротивление движению со стороны земли, воздуха или воды. Если бы не было этого сопротивления, то скорость автомобиля на горизонтальном шоссе и при выключенном двигателе оставалась бы постоянной.
    Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. До сих пор систему отсчета мы связывали с Землей, т. е. рассматривали движение относительно Земли. В системе отсчета, связанной с Землей, ускорение тела определяется только действием на него других тел. Подобные системы отсчета называют инерциальными.
    Однако в других системах отсчета может оказаться, что тело имеет ускорение даже в том случае, когда на него другие тела не действуют.
    В качестве примера рассмотрим систему отсчета, связанную с автобусом. При равномерном движении автобуса пассажир может не держаться за поручень, действие со стороны автобуса компенсируется взаимодействием с Землей. При резком торможении автобуса стоящие в проходе пассажиры падают вперед, получая ускорение относительно стенок автобуса (рис.3.2). Однако это ускорение не вызвано какими-либо новыми воздействиями со стороны Земли или автобуса непосредственно на пассажиров. Относительно Земли пассажиры сохраняют свою постоянную скорость, но автобус начинает двигаться с ускорением, и пассажиры относительно него также движутся с ускорением. Однако это ускорение не связано со взаимодействием пассажиров с какими-либо телами, оно появляется вследствие того, что движение их рассматривается относительно тела отсчета (автобуса), движущегося с ускорением.

    Таким образом, когда на пассажира не действуют другие тела, он не получает ускорение в системе отсчета, связанной с Землей, но относительно системы отсчета, связанной со стенками автобуса, движущегося замедленно, пассажир имеет ускорение, направленное вперед.
    То же самое получится, если связать систему отсчета с вращающейся каруселью. Относительно карусели любой предмет, находящийся на Земле, будет описывать окружность, т. е. будет двигаться с ускорением, хотя никаких внешних действий, вызывающих это ускорение, обнаружить нельзя.
    Если относительно какой-нибудь системы отсчета тело движется с ускорением, не вызванным действием на него других тел, то такую систему называют неинерциальной. Так, неинерциальными являются системы отсчета, связанные с автобусом, движущимся по отношению к Земле с ускорением, или с вращающейся каруселью.
    В неинерциальных системах отсчета основное положение механики о том, что ускорение тела вызывается действием на него других тел, не выполняется.
    Введено очень важное понятие – инерциальная система отсчета. В дальнейшем движение тел мы будем рассматривать только в инерциальных системах отсчета.
    ???
    1. В чем состоит основное утверждение механики! Подтвердите его примерами, не упомянутыми в тексте.
    2. При каких условиях тело движется с постоянной скоростью?
    Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс
    Материалы по физике, задание и ответы по классам, планы конспектов уроков по физике для 10 класса
    Содержание урока
    конспект урока
    опорный каркас
    презентация урока
    акселеративные методы
    интерактивные технологии
    Практика
    задачи и упражнения
    самопроверка
    практикумы, тренинги, кейсы, квесты
    домашние задания
    дискуссионные вопросы
    риторические вопросы от учеников
    Иллюстрации
    аудио-, видеоклипы и мультимедиа
    фотографии, картинки
    графики, таблицы, схемы
    юмор, анекдоты, приколы, комиксы
    притчи, поговорки, кроссворды, цитаты
    Дополнения
    рефераты
    статьи
    фишки для любознательных
    шпаргалки
    учебники основные и дополнительные
    словарь терминов
    прочие
    Совершенствование учебников и уроков
     исправление ошибок в учебнике
    обновление фрагмента в учебнике
    элементы новаторства на уроке
    замена устаревших знаний новыми
    Только для учителей
    идеальные уроки
    календарный план на год
    методические рекомендации
    программы
    обсуждения
    Интегрированные уроки
    Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
    Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь – Образовательный форум.
    Источник — «http://edufuture.biz/index.php?title=%D0%9E%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D1%83%D1%82%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%B6%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%BC%D0%B5%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B8»

  4. Gaviris Ответить

    Исчерпывающих сведений о пространстве и времени мы не имеем. Но и те результаты, которые получены сегодня, изложить в самом начале изучения физики невозможно.
    Обычно нам вполне достаточно уметь измерять расстояние между двумя точками пространства с помощью линейки и интервалы времени с помощью часов. Линейка и часы — важнейшие приспособления для измерений в механике, да и в быту. С расстояниями и интервалами времени приходится иметь дело при изучении многих явлений во всех областях науки.
    «…Относительно других тел».
    Если эта часть определения механического движения ускользнула от вашего внимания, то вы рискуете не понять самого главного. Например, в купе вагона на столике лежит яблоко. Во время отправления поезда двух наблюдателей (пассажира и провожающего) просят ответить на вопрос: яблоко движется или нет?
    Каждый наблюдатель оценивает положение яблока по отношению к себе. Пассажир видит, что яблоко находится на расстоянии 1 м от него и это расстояние сохраняется с течением времени. Провожающий на перроне видит, как с течением времени расстояние от него до яблока увеличивается.
    Пассажир отвечает, что яблоко не совершает механического движения — оно неподвижно; провожающий говорит, что яблоко движется.
    Закон относительности движения:
    Характер движения тела зависит от того, относительно каких тел мы рассматриваем данное движение.
    Приступим к изучению механического движения. Человечеству понадобилось около двух тысяч лет, чтобы встать на верный путь, который завершился открытием законов механического движения.
    Попытки древних философов объяснить причины движения, в том числе и механического, были плодом чистой фантазии. Подобно тому, рассуждали они, как утомлённый путник ускоряет шаги по мере приближения к дому, падающий камень начинает двигаться всё быстрее и быстрее, приближаясь к матери-земле. Движения живых организмов, например кошки, казались в те времена гораздо более простыми и понятными, чем падение камня. Были, правда, и гениальные озарения. Так, греческий философ Анаксагор говорил, что Луна, если бы не двигалась, упала бы на Землю, как падает камень из пращи.
    Однако подлинное развитие науки о механическом движении началось с трудов великого итальянского физика Г. Галилея.
    Кинематика — это раздел механики, изучающий способы описания движений и связь между величинами, характеризующими эти движения.
    Описать движение тела — это значит указать способ определения его положения в пространстве в любой момент времени.
    Уже на первый взгляд задача описания кажется очень сложной. В самом деле, взгляните на клубящиеся облака, колышущиеся листья на ветке дерева. Представьте себе, какое сложное движение совершают поршни автомобиля, мчащегося по шоссе. Как же приступить к описанию движения?

    Самое простое (а в физике всегда идут от простого к сложному) — это научиться описывать движение точки. Под точкой можно понимать, например, маленькую отметку, нанесённую на движущийся предмет — футбольный мяч, колесо трактора и т. д. Если мы будем знать, как происходит движение каждой такой точки (каждого очень маленького участка) тела, то мы будем знать, как движется всё тело.
    Однако когда вы говорите, что пробежали на лыжах 10 км, то никто не станет уточнять, какая именно часть вашего тела преодолела расстояние в 10 км, хотя вы отнюдь не точка. В данном случае это не имеет сколько- нибудь существенного значения.
    Введём понятие материальной точки — первой физической модели реальных тел.
    Материальная точка — тело, размерами и формой которого можно пренебречь в условиях рассматриваемой задачи.
    Система отсчёта.
    Движение любого тела, как мы уже знаем, есть движение относительное. Это значит, что движение данного тела может быть различным по отношению к другим телам. Изучая движение интересующего нас тела, мы обязательно должны указать, относительно какого тела это движение рассматривается.
    Тело, относительно которого рассматривается движение, называется телом отсчёта.
    Чтобы рассчитать положение точки (тела) относительно выбранного тела отсчёта в зависимости от времени, надо не только связать с ним систему координат, но и суметь измерить время. Время измеряют с помощью часов. Современные часы — это сложные устройства. Они позволяют измерять время в секундах с точностью до тринадцатого знака после запятой. Естественно, ни одни механические часы такой точности обеспечить не могут. Так, одни из самых точных в стране механических часов на Спасской башне Кремля в десять тысяч раз менее точны, чем Государственный эталон времени. Если эталонные часы не корректировать, то на одну секунду они убегут или отстанут за триста тысяч лет. Понятно, что в быту нет необходимости измерять время с очень большой точностью. Но для физических исследований, космонавтики, геодезии, радиоастрономии, управления воздушным транспортом высокая точность в измерении времени просто необходима. От точности измерения времени зависит точность, с которой мы сумеем рассчитать положение тела в какой-либо момент времени.
    Совокупность тела отсчёта, связанной с ним системы координат и часов называют системой отсчёта.

    На рисунке показана система отсчёта, выбранная для рассмотрения полёта брошенного мяча. В данном случае телом отсчёта является дом, оси координат выбраны так, что мяч летит в плоскости XOY, для определения времени берётся секундомер.
    Источник: «Физика – 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский

  5. Morarad Ответить

    Тело отсчета выбирают произвольно. Следует отметить, что движущееся тело и тело отсчета равноправны. Каждое из них при расчете движения в случае необходимости можно рассматривать или как тело отсчета, или как тело движущееся. Например, человек стоит на Земле и наблюдает, как по дороге едет автомобиль. Человек неподвижен относительно Земли и считает Землю телом отсчета, самолет и автомобиль в этом случае тела движущиеся. Однако, пассажир автомобиля, который говорит, что дорога убегает из-под колес, тоже прав. Он считает телом отсчета автомобиль (он неподвижен относительно автомобиля), Земля при этом – тело движущееся.
    Чтобы фиксировать изменение положение тела в пространстве, с телом отсчета нужно связать систему координат. Система координат – это способ задания положения объекта в пространстве.
    При решении физических задач наиболее распространенной является декартова прямоугольная система координат с тремя взаимно перпендикулярными прямолинейными осями – абсциссой (), ординатой () и аппликатой (). Масштабной единицей измерения длины в СИ является метр.
    При ориентировании на местности пользуются полярной системой координат. По карте определяют расстояние до нужного населенного пункта. Направление движения определяют по азимуту, т.е. углу, который составляет нулевое направление с линией, соединяющей человека с нужным пунктом. Таким образом, в полярной системе координат координатами являются расстояние и угол .
    В географии, астрономии и при расчетах движений спутников и космических кораблей положение всех тел определяется относительно центра Земли в сферической системе координат. Для определения положения точки в пространстве в сферической системе координат задают расстояние до начала отсчета и углы и — углы, которые составляет радиус-вектор с плоскостью нулевого гринвичского меридиана (долгота) и плоскостью экватора (широта).

    Система отсчета

    Система координат, тело отсчета, с которым она связана, и прибор для измерения времени образуют систему отсчета, относительно которой рассматривается движение тела.
    При решении любой задачи о движении прежде всего должна быть указана та система отсчета, в которой будет рассматриваться движение.
    При рассмотрении движения относительно подвижной системы отсчета справедлив классический закон сложения скоростей: скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна векторной сумме скорости тела относительно подвижной системы отсчета и скорости подвижной системы отсчета относительно неподвижной:

    Примеры решения задач по теме «Относительность движения»

  6. The Plat Ответить

    Тест на относительность механического движения. Основные понятия.
    Относительность движения.
    Часть 1
    Относительность движения.
    Часть 2
    Домашняя работа

    Положение предметов в пространстве. Тело отсчета.

    Предлагаю игру: выбрать предмет в комнате и описать его местонахождение. Выполнить это так, чтобы угадывающий не смог ошибиться. Вышло? А что выйдет из описания, если другие тела не использовать? Останутся выражения: “слева от…”, “над …” и подобное. Положение тела можно задать только относительно какого-нибудь другого тела.
    Местонахождение клада: “Стань у восточного угла крайнего дома села лицом на север и, пройдя 120 шагов, повернись лицом на восток и пройди 200 шагов. В этом месте вырой яму в 10 локтей и найдешь 100 слитков золота”. Клад найти невозможно, иначе его давно откопали бы. Почему? Тело, относительно которого совершается описание не определено, неизвестно в каком селе находится тот самый дом. Необходимо точно определиться с телом, которое возьмется за основу нашего будущего описания. Такое тело в физике называется телом отсчета. Его можно выбрать произвольно. Например, попробуйте выбрать два различных тела отсчета и относительно их описать местонахождение компьютера в комнате. Выйдет два непохожих друг на друга описания.

    Система координат

    Рассмотрим картинку. Где находится дерево, относительно велосипедиста I, велосипедиста II и нас, смотрящих на монитор?

    Относительно тела отсчета – велосипедист I – дерево находится справа, относительно тела отсчета – велосипедист II – дерево находится слева, относительно нас оно впереди. Одно и то же тело – дерево, находящееся постоянно в одном и том же месте, одновременно и “слева”, и “справа” и “впереди”. Проблема не только в том, что выбраны различные тела отсчета. Рассмотрим его расположение относительно велосипедиста I.
    На этом рисунке дерево справа от велосипедиста I
    На этом рисунке дерево слева от велосипедиста I
    Дерево и велосипедист не меняли своего месторасположения в пространстве, однако дерево одновременно может быть “слева” и “справа”. Для того, чтобы избавиться от неоднозначности описания самого направления, выберем определенное направление за положительное, противоположное выбранному будет отрицательным. Выбранное направление обозначают осью со стрелкой, стрелка указывает положительное направление. В нашем примере выберем и обозначим два направления. Слева направо (ось, по которой движется велосипедист), и от нас внутрь монитора к дереву – это второе положительное направление. Если первое, выбранное нами направление, обозначить за X, второе – за Y, получим двухмерную систему координат.
    Относительно нас велосипедист движется в отрицательном направлении по оси X, дерево находится в положительном направлении по оси Y
    Относительно нас велосипедист движется в положительном направлении по оси X, дерево находится в положительном направлении по оси Y
    А теперь определите, какой предмет в комнате находится в 2 метрах в положительном направлении по оси X (справа от вас), и в 3 метрах в отрицательном направлении по оси Y (позади вас). (2;-3) – координаты этого тела. Первой цифрой “2” принято обозначать расположение по оси X, вторая цифра “-3” указывает расположение по оси Y. Она отрицательная, потому что по оси Y находится не в стороне дерева, а в противоположной стороне. После того, как выбрано тело отсчета и направления, месторасположение любого предмета будет описано однозначно. Если вы повернетесь спиной к монитору, справа и позади вас будет уже другой предмет, но и координаты у него будут другие (-2;3). Таким образом, координаты точно и однозначно определяют расположение предмета.
    Пространство, в котором мы живем, – пространство трех измерений, как говорят, трехмерное пространство. Кроме того, что тело может находится “справа” (“слева”), “впереди” (“позади”), оно может быть еще “выше” или “ниже” вас. Это третье направление – принято обозначать его осью Z
    Можно ли выбирать не такие направления осей? Можно. Но нельзя менять их направления в течение решения, например, одной задачи. Можно ли выбрать другие названия осей? Можно, но вы рискуете тем, что вас не поймут другие, лучше так не поступать. Можно ли поменять местами ось X с осью Y? Можно, но не путайтесь в координатах: (x;y).

    При прямолинейном движении тела для определения его положения достаточно одной координатной оси.

    Для описания движения на плоскости используется прямоугольная система координат, состоящая из двух взаимно перпендикулярных осей (декартовая система координат).

    С помощью трехмерной системы координат можно определить положение тела в пространстве.
    Подробнее о системе координат и проекциях

    Система отсчета

    Каждое тело в любой момент времени занимает определенное положение в пространстве относительно других тел. Определять его положение уже умеем. Если с течением времени положение тела не изменяется, то оно покоится. Если же с течением времени положение тела изменяется, то это означает, что тело движется. Все в мире происходит где-то и когда-то: в пространстве (где?) и во времени (когда?). Если к телу отсчета, системе координат, которые определяют положение тела, добавить способ измерения времени – часы, получим систему отсчета. При помощи которой можно оценить движется или покоится тело.

    Относительность движения

    Космонавт вышел в открытый космос. В состоянии покоя или движения он находится? Если рассматривать его относительно друга космонавта, находящегося рядом, он будет покоиться. А если относительно наблюдателя на Земле, космонавт движется с огромной скоростью. Аналогично с поездкой в поезде. Относительно людей в поезде вы неподвижно сидите и читаете книгу. Но относительно людей, которые остались дома, вы двигаетесь со скоростью поезда.

    Примеры выбора тела отсчета, относительно которого на рисунке а) поезд движется (относительно деревьев), на рисунке б) поезд покоится относительно мальчика.
    Сидя в вагоне, ожидаем отправления. В окне наблюдаем за электричкой на параллельном пути. Когда она начинает двигаться, трудно определить кто движется – наш вагон или электричка за окном. Для того, чтобы определиться, необходимо оценить движемся ли мы относительно других неподвижных предметов за окном. Мы оцениваем состояние нашего вагона относительно различных систем отсчета.
    Изменение перемещения и скорости в разных системах отсчета
    Перемещение и скорость изменяются при переходе из одной системы отсчета в другую.
    Скорость человека относительно земли (неподвижной системы отсчета) различная в первом и втором случаях.
    Правило сложения скоростей: Скорость тела относительно неподвижной системы отсчета – это векторная сумма скорости тела относительно подвижной системы отсчета и скорости подвижной системы отсчета относительно неподвижной.

    Аналогично вектора перемещения. Правило сложения перемещений: Перемещение тела относительно неподвижной системы отсчета – это векторная сумма перемещения тела относительно подвижной системы отсчета и перемещения подвижной системы отсчета относительно неподвижной.

    Пусть человек идет по вагону по направлению (или против) движения поезда. Человек – тело. Земля – неподвижная система отсчета. Вагон – подвижная система отсчета.


    Вектора подвижной со и тела относительно подвижной со совпадают по направлению

    Вектора подвижной со и тела относительно подвижной со противоположные по направлению

    Изменение траектории в разных системах отсчета
    Траектория движения тела относительна. Например, рассмотрим пропеллер вертолета, спускающегося на Землю. Точка на пропеллере описывает окружность в системе отсчета, связанного с вертолетом. Траектория движения этой точки в системе отсчета, связанной с Землей, представляет собой винтовую линию.

    Поступательное движение

    Движение тела – это изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени. Каждое тело имеет определенные размеры, иногда разные точки тела находятся в разных местах пространства. Как же определить положение всех точек тела?
    НО! Иногда нет необходимости указывать положение каждой точки тела. Рассмотрим подобные случаи. Например, это не нужно делать, когда все точки тела движутся одинаково.

    Одинаково движутся все токи чемодана, машины.
    Движение тела, при котором все его точки движутся одинаково, называется поступательным

    Материальная точка

    Не нужно описывать движение каждой точки тела и тогда, когда его размеры очень малы по сравнению с расстоянием, которое оно проходит. Например, корабль, преодолевающий океан. Астрономы при описании движения планет и небесных тел друг относительно друга не учитывают их размеров и их собственное движение. Несмотря на то, что, например, Земля громадная, относительно расстояния до Солнца она ничтожно мала.

    Нет необходимости рассматривать движение каждой точки тела, когда они не влияют на движение тела всего целиком. Такое тело можно представлять точкой. Все вещество тела как бы сосредотачиваем в точку. Получаем модель тела, без размеров, но она имеет массу. Это и есть материальная точка.
    Одно и то же тело при одних его движениях можно считать материальной точкой, при других – нельзя. Например, когда мальчик идет из дома в школу и при этом проходит расстояние 1 км, то в этом движении его можно считать материальной точкой. Но когда тот же мальчик выполняет зарядку, то точкой его считать уже нельзя.
    Рассмотрим движущихся спортсменов
    В этом случае можно спортсмена моделировать материальной точкой
    В случае прыжка спортсмена в воду (рисунок справа) нельзя моделировать его в точку, так как от любого положения рук и ног зависит движение всего тела

    Главное запомнить

    1) Положение тела в пространстве определяется относительно тела отсчета;
    2) Необходимо задать оси (их направления), т.е. систему координат, которая определяет координаты тела;
    3) Движение тела определяется относительно системы отсчета;
    4) В разных системах отсчета скорость тела может быть разной;
    5) Что такое материальная точка

    Видеодемонстрация относительности движения

  7. Graniwield Ответить

    Но где взять такое тело, чтобы быть заранее уверенным, что на него ничто не действует? Выход прост. Надо выбрать такое точечное тело, которое находится очень далеко от всех других тел (например, где-то в космосе вдали от всех звезд). Тогда, как показывают эксперименты, можно считать, что действие других тел на это тело практически равно нулю.
    Движение тела без воздействия на него других тел называют движением по инерции. Поэтому искомую систему отсчета, в которой свободное точечное тело движется равномерно прямолинейно или покоится, называют инерциальной.
    Систему отсчета называют инерциальной, если в ней свободное тело (точечное тело, удаленное от всех других объектов) движущихся равномерно прямолинейно или покоится.
    Ясно, что существуют и другие системы отсчета, в которых свободное тело движется с ускорением. В отличие от инерциальных, все такие системы отсчета называют неинерциальными.
    Но существуют ли инерциальные системы отсчета? Или так же, как в случае с системой отсчета, связанной с Землей, движение свободного тела в этих системах отсчета будет равномерным прямолинейным лишь приближенно?
    В современной физике постулируется, что
    инерциальные системы отсчета существуют.
    Это утверждение называют краткой формулировкой первого закона Ньютона.
    Этот закон является одним из фундаментальных законов природы, важным не только в механике, но и во всех других разделах физики.
    С очень высокой точностью инерциальными являются системы отсчета, связанные со звездами, в том числе с Солнцем. Для тех задач, которые мы будем решать, можно считать инерциальной систему отсчета, жестко связанную с Землей. Поэтому любую систему отсчета, связанную с телом, которое движется прямолинейно равномерно или покоится относительно Земли, мы будем считать инерциальной.
    В дальнейшем все задачи мы с вами будем решать в инерциальных системах отсчета – ИСО, выбирая в качестве тела отсчета либо Землю, либо тело, которое движется относительно Земли с постоянной скоростью (в частном случае – покоится).
    Подводя итог сказанному, дадим полную формулировку первого закона Ньютона, используя современную терминологию.
    Существуют системы отсчета, относительно которых свободное (не подвергаемое действию других тел) точечное тело покоится или движется равномерно прямолинейно. Эти системы отсчета называют инерциальными.
    Таким образом, если в выбранной нами ИСО у тела изменяется скорость, то это означает, что на тело действует другое тело (или другие тела). Верно и обратное утверждение: если на некоторое (первое) тело действует другое тело, то у этого (первого) тела в ИСО изменяется скорость.
    Итоги
    Свободным телом называют тело, на которое не действуют другие тела.
    Систему отсчета называют инерциальной, если в ней свободное тело (точечное тело, удаленное от всех других объектов) покоится или движется равномерно прямолинейно.
    Первый закон Ньютона (краткая формулировка).
    Инерциальные системы отсчета существуют.
    Первый закон Ньютона (полная формулировка).
    Существуют системы отсчета, относительно которых свободное точечное тело покоится или движется равномерно прямолинейно. Эти системы отсчета называют инерциальными.
    Любую систему отсчета, связанную с телом, которое движется равномерно прямолинейно или покоится относительно Земли, будем считать инерциальной. Все задачи будем решать только в инерциальных системах отсчета.
    Вопросы
    Объясните, почему для ответа на вопрос о причине изменения скорости тела систему отсчета необходимо выбирать специальным образом. Расскажите, как это следует делать.
    Сформулируйте определение инерциальной системы отсчета.
    Сформулируйте первый закон Ньютона.
    Упражнения
    Тело находится в состоянии покоя в ИСО. Чему равно значение скорости этого тела в ИСО, которая движется относительно первой системы отсчета со скоростью, имеющей значение v?
    Тело движется относительно Земли с ускорением. Можно ли утверждать, что на это тело действует другое тело (или другие тела)?
    Может ли иметь ускорение тело, движущееся по инерции, относительно: а) инерциальной; б) неинерциальной системы отсчета?
    Представьте себя сидящим в купе поезда с занавешенным окном. Звукоизоляция столь хороша, что перестука колес во время движения услышать невозможно. Сможете ли вы определить, движется ли поезд с постоянной скоростью, или же он стоит неподвижно?
    Предположим, что вы сидите в купе поезда, о котором говорилось в упражнении 4. Вам известно, что поезд находится на прямолинейном горизонтальном отрезке дороги. Вы положили на горизонтальный пол вагона стальной шарик и увидели, что он некоторое время оставался неподвижным. Потом он покатился: а) к передней стенке вагона с некоторым ускорением; б) к задней стенке вагона с тем же ускорением. Что вы можете сказать о характере движения поезда в этих случаях? Ответы обоснуйте.

  8. Ananaya Ответить

    Тестирование онлайн

    Тест на относительность механического движения. Основные
    понятия.
    Относительность движения.
    Часть 1
    Часть 2
    Домашняя работа

    Положение предметов в пространстве. Тело отсчета.

    Предлагаю игру: выбрать предмет в комнате и описать его местонахождение.
    Выполнить это так, чтобы угадывающий не смог ошибиться. Вышло? А что выйдет из
    описания, если другие тела не использовать? Останутся выражения: “слева от…”,
    “над …” и подобное. Положение тела можно задать только относительно
    какого-нибудь другого тела    .
    Местонахождение клада: “Стань у восточного угла крайнего дома села лицом на
    север и, пройдя 120 шагов, повернись лицом на восток и пройди 200 шагов. В этом
    месте вырой яму в 10 локтей и найдешь 100 слитков золота”. Клад найти
    невозможно, иначе его давно откопали бы. Почему? Тело, относительно которого
    совершается описание не определено, неизвестно в каком селе находится тот самый
    дом. Необходимо точно определиться с телом, которое возьмется за основу нашего
    будущего описания. Такое тело в физике называется телом
    отсчета    . Его можно выбрать произвольно. Например, попробуйте выбрать два
    различных тела отсчета и относительно их описать местонахождение компьютера в
    комнате. Выйдет два непохожих друг на друга описания.

    Система координат

    Рассмотрим картинку. Где находится дерево, относительно велосипедиста I,
    велосипедиста II и нас, смотрящих на монитор?

    Относительно тела отсчета – велосипедист I – дерево находится справа,
    относительно тела отсчета – велосипедист II – дерево находится слева,
    относительно нас оно впереди. Одно и то же тело – дерево, находящееся постоянно
    в одном и том же месте, одновременно и “слева”, и “справа” и “впереди”. Проблема
    не только в том, что выбраны различные тела отсчета. Рассмотрим его расположение
    относительно велосипедиста I.

    На этом рисунке дерево справа от
    велосипедиста I

    На этом рисунке дерево слева от
    велосипедиста I
    Дерево и велосипедист не меняли своего месторасположения в пространстве, однако
    дерево одновременно может быть “слева” и “справа”. Для того, чтобы избавиться от
    неоднозначности описания самого направления, выберем определенное направление за
    положительное, противоположное выбранному будет отрицательным. Выбранное
    направление обозначают осью со стрелкой, стрелка указывает положительное
    направление. В нашем примере выберем и обозначим два направления. Слева направо
    (ось, по которой движется велосипедист), и от нас внутрь монитора к дереву – это
    второе положительное направление. Если первое, выбранное нами направление,
    обозначить за X, второе – за Y, получим двухмерную систему
    координат    .

    Относительно нас велосипедист движется в отрицательном направлении по оси X,
    дерево находится в положительном направлении по оси Y

    Относительно нас велосипедист движется в положительном направлении по оси X,
    дерево находится в положительном направлении по оси Y
    А теперь определите, какой предмет в комнате находится в 2 метрах в
    положительном направлении по оси X (справа от вас), и в 3 метрах в отрицательном
    направлении по оси Y (позади вас). (2;-3)
    – координаты     этого тела. Первой
    цифрой “2” принято обозначать расположение по оси X, вторая цифра “-3” указывает
    расположение по оси Y. Она отрицательная, потому что по оси Y находится не в
    стороне дерева, а в противоположной стороне. После того, как выбрано тело
    отсчета и направления, месторасположение любого предмета будет описано
    однозначно. Если вы повернетесь спиной к монитору, справа и позади вас будет уже
    другой предмет, но и координаты у него будут другие (-2;3). Таким образом,
    координаты точно и однозначно определяют расположение предмета.
    Пространство, в котором мы живем, – пространство трех измерений, как говорят,
    трехмерное пространство. Кроме того, что тело может находится “справа”
    (“слева”), “впереди” (“позади”), оно может быть еще “выше” или “ниже” вас. Это
    третье направление – принято обозначать его осью Z
    Можно ли выбирать не такие направления осей? Можно. Но нельзя менять их
    направления в течение решения, например, одной задачи. Можно ли выбрать другие
    названия осей? Можно, но вы рискуете тем, что вас не поймут другие, лучше так не
    поступать. Можно ли поменять местами ось X с осью Y? Можно, но не путайтесь в
    координатах: (x;y).

    При прямолинейном движении тела для определения его положения достаточно одной
    координатной оси.

    Для описания движения на плоскости используется прямоугольная система координат,
    состоящая из двух взаимно перпендикулярных осей (декартовая система координат).

    С помощью трехмерной системы координат можно определить положение тела в
    пространстве.
    Подробнее о системе координат и проекциях

    Система отсчета

    Каждое тело в любой момент времени занимает определенное положение в
    пространстве относительно других тел. Определять его положение уже умеем. Если с
    течением времени положение тела не изменяется, то оно покоится. Если же с
    течением времени положение тела изменяется, то это означает, что тело движется.
    Все в мире происходит где-то и когда-то: в пространстве (где?) и во времени
    (когда?). Если к телу отсчета, системе координат, которые определяют положение
    тела, добавить способ измерения времени – часы, получим систему
    отсчета    . При помощи которой можно оценить движется или покоится тело.

    Относительность движения

    Космонавт вышел в открытый космос. В состоянии покоя или движения он находится?
    Если рассматривать его относительно друга космонавта, находящегося рядом, он
    будет покоиться. А если относительно наблюдателя на Земле, космонавт движется с
    огромной скоростью. Аналогично с поездкой в поезде. Относительно людей в поезде
    вы неподвижно сидите и читаете книгу. Но относительно людей, которые остались
    дома, вы двигаетесь со скоростью поезда.

    Примеры выбора тела отсчета, относительно которого на рисунке а) поезд движется
    (относительно деревьев), на рисунке б) поезд покоится относительно мальчика.
    Сидя в вагоне, ожидаем отправления. В окне наблюдаем за электричкой на
    параллельном пути. Когда она начинает двигаться, трудно определить кто движется
    – наш вагон или электричка за окном. Для того, чтобы определиться, необходимо
    оценить движемся ли мы относительно других неподвижных предметов за окном. Мы
    оцениваем состояние нашего вагона относительно различных систем отсчета.
    Изменение перемещения и скорости в разных системах отсчета
    Перемещение и скорость изменяются при переходе из одной системы отсчета в
    другую.
    Скорость человека относительно земли (неподвижной системы отсчета) различная в
    первом и втором случаях.
    Правило сложения скоростей: Скорость
    тела относительно неподвижной системы отсчета – это векторная сумма скорости
    тела относительно подвижной системы отсчета и скорости подвижной системы отсчета
    относительно неподвижной.

    Аналогично вектора перемещения. Правило сложения перемещений: Перемещение
    тела относительно неподвижной системы отсчета – это векторная сумма перемещения
    тела относительно подвижной системы отсчета и перемещения подвижной системы
    отсчета относительно неподвижной.

    Пусть человек идет по вагону по направлению (или против) движения поезда.
    Человек – тело. Земля – неподвижная система отсчета. Вагон – подвижная система
    отсчета.

    Вектора подвижной со и тела относительно
    подвижной со совпадают по направлению

    Вектора подвижной со и тела относительно
    подвижной со противоположные по направлению

    Изменение траектории в разных системах отсчета
    Траектория движения тела относительна. Например, рассмотрим пропеллер вертолета,
    спускающегося на Землю. Точка на пропеллере описывает окружность в системе
    отсчета, связанного с вертолетом. Траектория движения этой точки в системе
    отсчета, связанной с Землей, представляет собой винтовую линию.

    Поступательное движение

    Движение тела – это изменение его положения в пространстве относительно других
    тел с течением времени. Каждое тело имеет определенные размеры, иногда разные
    точки тела находятся в разных местах пространства. Как же определить положение
    всех точек тела?
    НО! Иногда нет необходимости указывать положение каждой точки тела. Рассмотрим
    подобные случаи. Например, это не нужно делать, когда все точки тела движутся
    одинаково.

    Одинаково движутся все токи чемодана, машины.
    Движение тела, при котором все его точки движутся одинаково, называется поступательным

    Материальная точка

    Не нужно описывать движение каждой точки тела и тогда, когда его размеры очень
    малы по сравнению с расстоянием, которое оно проходит. Например, корабль,
    преодолевающий океан. Астрономы при описании движения планет и небесных тел друг
    относительно друга не учитывают их размеров и их собственное движение. Несмотря
    на то, что, например, Земля громадная, относительно расстояния до Солнца она
    ничтожно мала.

    Нет необходимости рассматривать движение каждой точки тела, когда они не влияют
    на движение тела всего целиком. Такое тело можно представлять точкой. Все
    вещество тела как бы сосредотачиваем в точку. Получаем модель тела, без
    размеров, но она имеет массу. Это и есть материальная
    точка    .
    Одно и то же тело при одних его движениях можно считать материальной точкой, при
    других – нельзя. Например, когда мальчик идет из дома в школу и при этом
    проходит расстояние 1 км, то в этом движении его можно считать материальной
    точкой. Но когда тот же мальчик выполняет зарядку, то точкой его считать уже
    нельзя.
    Рассмотрим движущихся спортсменов

    В этом случае можно спортсмена моделировать материальной точкой
    В случае прыжка спортсмена в воду (рисунок справа) нельзя моделировать его в
    точку, так как от любого положения рук и ног зависит движение всего тела

    Главное запомнить

    1) Положение тела в пространстве определяется относительно тела отсчета;
    2) Необходимо задать оси (их направления), т.е. систему координат, которая
    определяет координаты тела;
    3) Движение тела определяется относительно системы отсчета;
    4) В разных системах отсчета скорость тела может быть разной;
    5) Что такое материальная точка

    Видеодемонстрация относительности движения

  9. Kegas Ответить

    Вопрос
    Механика,
    кинематика, динамика (определение,
    область задач).
    Ответ
    Механика
    — наука об общих законах движения тел.
    Окружающие
    нас тела движутся сравнительно медленно.
    Поэтому их движения подчиняются законам
    Ньютона. Таким образом, область применения
    классической механики очень обширна.
    И в этой области человечество всегда
    будет пользоваться для описания любого
    движения тела законами Ньютона.
    Кинематика
    —
    это раздел механики, изучающий способы
    описания движений и связь между
    величинами, характеризующими эти
    движения.
    Описать
    движение тела — это значит указать
    способ определения его положения в
    пространстве в любой момент времени.
    Вопрос
    Механическое
    движение, тело отсчета, система отсчета,
    способы указания положения материальной
    точки на координатной плоскости, понятие
    кинематическое уравнение материальной
    точки.
    Ответ
    Механическим
    движением
    называется перемещение тел или частей
    тел в пространстве относительно друг
    друга с течением времени.
    Тело,
    относительно которого рассматривается
    движение, называется телом
    отсчета.
    Совокупность
    тела отсчета, связанной с ним системы
    координат и часов называют системой
    отсчета.
    Математически
    движение тела (или материальной точки)
    по отношению к выбранной системе отсчёта
    описывается уравнениями, которые
    устанавливают, как изменяются с течением
    времени t координаты, определяющие
    положение тела (точки) в этой системе
    отсчёта. Эти уравнения называются
    уравнениями движения. Например, в
    декартовых координатах х, y, z движение
    точки определяется уравнениями
    ,,.
    Способы
    указания положения материальной точки
    на координатной плоскости
    Задание
    положения точки с помощью координат.
    Из курса математики вы знаете, что
    положение точки на плоскости можно
    задать с помощью двух чисел, которые
    называются координатами этой точки.
    Для этого, как известно, можно на плоскости
    провести две пересекающиеся взаимно
    перпендикулярные оси, например оси ОХ
    и OY. Точку пересечения осей называют
    началом координат, а сами оси —
    координатными осями.
    Координаты
    точки М1 (рис. 1.2) равны Xj = 2, ух — 4;
    координаты точки М2 равны х2 = -2,5, у2 =
    -3,5.
    Положение
    точки М в пространстве относительно
    тела отсчета можно задать с помощью
    трех координат. Чтобы это сделать,
    необходимо через выбранную точку тела
    отсчета провести три взаимно
    перпендикулярные оси ОХ, OY, OZ. В полученной
    системе координат положение точки будет
    определяться тремя координатами х, у,
    z.
    Если
    число х положительно, то отрезок
    откладывается в положительном направлении
    оси ОХ (рис. 1.3) (х — О А). Если же число х
    отрицательно, то отрезок откладывается
    в отрицательном направлении оси ОХ. Из
    конца этого отрезка проводят прямую,
    параллельную оси OY, и на этой прямой
    откладывают отрезок от оси ОХ,
    соответствующий числу у (у = АВ) — в
    положительном направлении оси OY, если
    М число у положительно, и в отрицательном
    направлении оси OY, если число у
    отрицательно.
    Далее
    из точки В другого от-У резка проводят
    прямую, параллельную оси OZ. На этой
    прямой от координатной плоскости XOY
    откладывают отрезок, соответствующий
    числу 2. Направление, рис. 1.4 в котором
    откладывают этот отрезок, определяют
    так же, как и в предыдущих случаях.
    Конец
    третьего отрезка и есть та точка,
    положение которой задается координатами
    х, у, z.
    Чтобы
    определить координаты данной точки,
    необходимо провести в обратной
    последовательности те операции, которые
    мы осуществляли, находя положение этой
    точки по ее координатам.
    Задание
    положения точки с помощью радиус-вектора.
    Положение точки можно задать не только
    с помощью координат, но и с помощью
    радиус-вектора. Радиус-вектор — это
    направленный отрезок, проведенный из
    начала координат в данную точку. _
    Радиус-вектор
    принято обозначать буквой г. Длина
    ра-диус-вектора, или, что одно и то же,
    его модуль (рис. 1.4), есть расстояние от
    начала координат до точки М.
    Положение
    точки будет определено с помощью
    радиус-вектора только в том случае, если
    известны его модуль (длина) и направление
    в пространстве. Лишь при этом условии
    мы будем знать, в каком направлении от
    начала координат следует отложить
    отрезок длиной г, чтобы определить
    положение точки.
    Итак,
    положение точки в пространстве
    определяется ее координатами или ее
    радиус-вектором.
    Модуль
    и направление любого вектора находят
    по его проекциям на оси координат. Чтобы
    понять, как это делается, вначале
    необходимо ответить на вопрос: что
    понимают под проекцией вектора на ось?
    Изобразим
    какую-либо ось (рис. 1.5), например ось ОХ.
    Опустим
    из начала А и конца В вектора а
    перпендикуляры на ось ОХ.
    Точки
    Aj и Вj есть проекции, соответственно,
    начала и конца вектора а на эту ось.
    Проекцией
    вектора а на какую-либо ось называется
    длина отрезка А1В1 между проекциями
    начала и конца вектора на эту ось, взятая
    со знаком «+» или «-».
    Проекцию
    вектора мы будем обозначать той же
    буквой, что и вектор, но, во-первых, без
    стрелки над ней и, во-вторых, с индексом
    внизу, указывающим, на какую ось
    проецируется вектор. Так, ах и ау —
    проекции вектора а на оси координат ОХ
    и OY.
    Согласно
    определению проекции вектора на ось
    можно записать: ах = ± I AjEJ.
    Проекция
    вектора на ось представляет собой
    алгебраическую величину. Она выражается
    в тех же единицах, что и модуль вектора.
    Условимся
    считать проекцию вектора на ось
    положительной, если от проекции начала
    вектора к проекции его конца надо идти
    в положительном направлении оси проекций.
    В противном случае (см. рис. 1.5) она
    считается отрицательной.
    Из
    рисунков 1.5 и 1.6 нетрудно увидеть, что
    проекция . вектора на ось будет
    положительной, когда вектор составляет
    острый угол с направлением оси проекций,
    и отрицательной, когда вектор составляет
    с направлением оси проекций тупой угол.
    Положение
    точки в пространстве можно задавать с
    помощью координат или радиус-вектора,
    соединяющего начало координат и точку.
    СПОСОБЫ
    ОПИСАНИЯ ДВИЖЕНИЯ. СИСТЕМА ОТСЧЕТА
    Если
    тело можно считать точкой, то для описания
    его движения нужно научиться рассчитывать
    положение точки в любой момент времени
    относительно выбранного тела отсчета.
    Существует
    несколько способов описания, или, что
    одно и то же, задания, движения точки.
    Рассмотрим два из них, которые наиболее
    часто применяются.
    Координатный
    способ. Будем задавать положение точки
    с помощью координат (рис. 1.7). Если точка
    движется, то ее координаты изменяются
    с течением времени.
    Так
    как координаты точки зависят от времени,
    то можно сказать, что они являются
    функциями времени. Математически это
    принято записывать в виде
    (1.1)
    Уравнения
    (1.1) называют кинематическими уравнениями
    движения точки, записанными в координатной
    форме. Если они известны, то для каждого
    момента времени мы сможем рассчитать
    координаты точки, а следовательно, и ее
    положение относительно выбранного тела
    отсчета. Вид уравнений (1.1) для каждого
    конкретного движения будет вполне
    определенным.
    Линия,
    по которой движется точка в пространстве,
    называется траекторией.
    В
    зависимости от формы траектории все
    движения точки делятся на прямолинейные
    и криволинейные. Если траекторией
    является прямая линия, движение точки
    называется прямолинейным, а если кривая
    — криволинейным.
    Векторный
    способ. Положение точки можно задать,
    как известно, и с помощью радиус-вектора.
    При движении материальной точки
    радиус-вектор, определяющий ее положение,
    с течением времени изменяется
    (поворачивается и меняет длину; рис.
    1.8), т. е. является функцией времени:
    r=r(t).
    (1.2)
    Последнее
    уравнение есть закон движения точки,
    записанный в векторной форме. Если он
    известен, то мы можем для любого момента
    времени рассчитать радиус-вектор точки,
    а значит, определить ее положение. Таким
    образом, задание трех скалярных уравнений
    (1.1) равносильно заданию одного векторного
    уравнения (1.2).
    Кинематические
    уравнения движения, записанные в
    координатной или векторной форме,
    позволяют определить положение точки
    в любой момент времени.
    Вопрос
    Траектория,
    путь, перемещение.
    Ответ
    Траекто?рия
    материа?льной то?чки — линия в
    пространстве, представляющая собой
    множество точек, в которых находилась,
    находится или будет находиться
    материальная точка при своём перемещении
    в пространстве относительно выбранной
    системы отсчёта. Существенно, что понятие
    о траектории имеет физический смысл
    даже при отсутствии какого-либо по ней
    движения.Понятие
    траектории достаточно наглядно может
    быть проиллюстрировано трассой бобслея.
    (Если по условиям задачи можно пренебречь
    её шириной). И именно трассой, а не самим
    бобом.
    Принято
    описывать траекторию
    материальной точки в наперёд заданной
    системе координат при помощи радиус-вектора,
    направление, длина и начальная точка
    которого зависят от времени. При этом
    кривая, описываемая концом радиус-вектора
    в пространстве может быть представлена
    в виде сопряжённых дуг различной
    кривизны, находящихся в общем случае в
    пересекающихся плоскостях. При этом
    кривизна каждой дуги определяется её
    радиусом кривизны, направленном к дуге
    из мгновенного центра поворота,
    находящегося в той же плоскости, что и
    сама дуга. При том прямая линия
    рассматривается как предельный случай
    кривой, радиус кривизны которой может
    считаться равным бесконечности. И потому
    траектория в общем случае может быть
    представлена как совокупность сопряжённых
    дуг.
    Существенно,
    что форма траектории зависит от системы
    отсчёта, избранной для описания движения
    материальной точки. Так, прямолинейное
    равномерно ускоряющееся движение в
    одной инерциальной системе в общем
    случае будет параболическим в другой
    равномерно двигающейся инерциальной
    системе отсчёта.
    Скорость
    материальной
    точки всегда направлена по касательной
    к дуге, используемой для описания
    траектории точки. При этом существует
    связь между величиной скорости ,
    нормальным ускорением и радиусом
    кривизны траектории в данной точке:

    Однако,
    не всякое движение с известной скоростью
    по кривой известного радиуса и найденное
    по приведённой выше формуле нормальное
    (центростремительное) ускорение связано
    с проявлением силы, направленной по
    нормали к траектории (центростремительной
    силы). Так, найденное по данным фотографии
    суточного движения светил ускорение
    любой из звёзд отнюдь не говорит о
    существовании вызывающей это ускорение
    силы, притягивающей её к Полярной звезде,
    как центру вращения.
    Путь
    — длина участка траектории материальной
    точки в физике.
    Перемеще?ние
    (в кинематике) — изменение местоположения
    физического тела в пространстве
    относительно выбранной системы отсчёта.
    Также перемещением называют вектор,
    характеризующий это изменение[1]. Обладает
    свойством аддитивности. Длина отрезка
    — это модуль перемещения, в Международной
    системе единиц (СИ) измеряется в метрах.
    Можно
    определить перемещение, как изменение
    радиус-вектора точки: .
    Модуль
    перемещения совпадает с пройденным
    путём в том и только в том случае, если
    при движении направление скорости не
    изменяется. При этом траекторией будет
    отрезок прямой. В любом другом случае,
    например, при криволинейном движении,
    из неравенства треугольника следует,
    что путь строго больше.
    Мгновенная
    скорость точки определяется как предел
    отношения перемещения к малому промежутку
    времени, за которое оно совершено. Более
    строго:
    Смотри
    викепедию………………………………………………..

    Вопрос
    Скорость,
    средняя скорость, мгновенная скорость,
    кинематическое уравнение для равномерного
    прямолинейного движения.
    Ответ
    Ско?рость
    (часто обозначается , от англ. velocity или
    фр. vitesse) — векторная физическая величина,
    характеризующая быстроту перемещения
    и направление движения материальной
    точки относительно выбранной системы
    отсчёта; по определению, равна производной
    радиус-вектора точки по времени[1]. Этим
    же словом называют и скалярную величину
    — либо модуль вектора скорости, либо
    алгебраическую скорость точки, т. е.
    проекцию этого вектора на касательную
    к траектории точки
    Сре?дняя
    ско?рость — в кинематике, некоторая
    усреднённая характеристика скорости
    движущегося тела (или материальной
    точки). Различают два основных определения
    средней скорости, соответствующие
    рассмотрению скорости как скалярной
    либо векторной величины: средняя путевая
    скорость (скалярная величина) и средняя
    скорость по перемещению (векторная
    величина). При отсутствии дополнительных
    уточнений, под средней скоростью обычно
    понимают среднюю путевую скорость.
    Можно
    также ввести среднюю скорость по
    перемещению, которая будет вектором,
    равным отношению перемещения ко времени,
    за которое оно совершено
    Скоростью
    равномерного прямолинейного движения
    тела называется величина, равная
    отношению его перемещения к промежутку
    времени, в течение которого это перемещение
    произошло.
    Мгновенная
    скорость – Мгновенной скоростью
    называется отношение изменения координаты
    точки к интервалу времени, за которое
    это изменение произошло, при интервале
    времени, стремящемся к нулю.
    Геометрический
    смысл мгновенной скорости – коэффициент
    наклона касательной к графику закона
    движения.
    Таким
    образом, мы «привязали» значение
    мгновенной скорости к конкретному
    моменту времени – задали значение
    скорости в данный момент времени, в
    данной точке пространства. Тем самым у
    нас появилась возможность рассматривать
    скорость тела как функцию времени, или
    функцию координаты.
    Вопрос
    Ускорение,
    среднее ускорение мгновенное ускорение,
    нормальное ускорение, тангенциальное
    ускорение, кинематическое уравнение
    для равнопеременного движения.
    Ответ
    Вопрос
    Свободное
    падение тел. Ускорение свободного
    падения.
    Ответ
    вободным
    падением называется движение, которое
    совершило бы тело только под действием
    силы тяжести без учета сопротивления
    воздуха. При свободном падении тела с
    небольшой высоты h от поверхности Земли
    (h ?Rз,
    где Rз – радиус Земли) оно движется с
    постоянным ускорением g, направленным
    вертикально вниз.
    Ускорение
    g называется ускорением свободного
    падения. Оно одно и тоже для всех тел и
    зависит лишь от высоты над уровнем моря
    и от географической широты. Если в момент
    начала отсчета времени (t0 = 0) тело имело
    скорость v0, то по истечении произвольного
    промежутка времени ?t = t – t0 скорость
    тела при свободном падении будет: v = v0
    + g·t.
    Путь
    h, пройденный телом в свободном падении,
    к моменту времени t:
    Модуль
    скорости тела после прохождения в
    свободном падении пути h находится из
    формулы:
    Т.к.
    vk2-v02=2·g·h, то
    Продолжительность
    ?t свободного падения без начальной
    скорости (v0 = 0) с высоты h:
    Пример
    1. Тело падает вертикально вниз с высоты
    20 м без начальной скорости. Определить:
    1)
    путь h, пройденный телом за последнюю
    секунду падения,
    2)
    среднюю скорость падения vср,
    3)
    среднюю скорость на второй половине
    пути vср2.
    Вопрос
    Основные
    положения молекулярно – кинематической
    теории.
    Ответ
    Вопрос
    Понятие
    молекулы, атомная единица массы,
    относительная молекулярная масса
    атомов и молекул (    Mr),
    количество вещества, постоянная
    авогадро, молярная масса.
    Ответ
    Вопрос
    Идеальный
    газ. Основные уравнение молекулярно –
    кинетической теории идеального газа.
    Ответ
    Уравнение
    состояния идеального газа (уравнение
    Менделеева – Клапейрона).
    Вопрос
    Изотермический,
    изохорный и изобарный процессы.
    Ответ
    Вопрос
    Электрический
    заряд и его свойства.
    Ответ
    Вопрос

    Закон
    Кулона.
    Вопрос
    Электрическое
    поле. Напряженность электрического
    поля.
    Ответ
    Вопрос
    Работа
    сил поля при перемещении заряда.
    Потенциал и разность потенциалов.
    Ответ
    Вопрос
    Законы
    геометрической оптики, абсолютный
    показатель преломления света.
    Относительный показатель преломления
    света.
    Ответ
    Вопрос
    Тонкие
    линзы, формула тонкой линзы.
    Ответ
    Линза
    – стекловидное тело ограниченное одной
    или двумя сферическими поверхностями.
    Тонкая
    линза –

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *