Публікація "Механічний рух".

Механічний рух. Види руху. Відносність руху

Подивіться навколо себе. Чи все рухається?. .

Їдуть автомобілі, йде пішохід, біжить собака, летить голуб, пливуть хмари… Рухаються по небу Сонце, Місяць, планети …А «нерухомі» будинки, дерева та гори теж рухаються, якщо…дивитися на них, наприклад, із вікна автомобіля чи потяга, що їдуть.

Для того щоб сказати, рухається тіло чи ні, необхідно подивитися, чи змінюється його положення відносно інших тіл.

Для того щоб сказати, рухається тіло чи ні, необхідно подивитися, чи змінюється його положення відносно інших тіл.

Механічним рухом називають зміну положення тіла відносно інших тіл з часом.

 

Чи потрібно описувати рух кожної точки рухомого тіла?

 Коли говорять про рух космічного корабля, його розміри можна не враховувати порівняно з відстанню від Землі. Якщо учень пробігає 60 м на уроці фізичної культури, то його розміри набагато менші за відстань яку він пробігає.  Земля обертається навколо Сонця на відстані 150 млн.км, тому розміри Зелі порівняно з відстанню набагато менші. Всі ці приклади дають можливість не враховувати розміри тіл при описуванні рухів. Такі тіла вважають матеріальними точками. А для космонавта, який знаходиться у космосі, корабель не є матеріальною точкою. Учень, який виконує фізичні вправи теж не є матеріальною точкою. І Земля не буде матеріальною точкою, якщо визначати її розміри.

Отже, тіло, розмірами якого за даних умовах задачі можна знехтувати, називають матеріальною точкою.

 Положення тіла можна задати тільки відносно іншого тіла. Таке тіло називають тілом відліку. Тілом відліку може бути будь-яке тіло. Для визначення положення тіла у просторі користуютьсясистемою координат.

Якщо тіло рухається, тобто його координати змінюються відносно тіла відліку, необхідним є прилад для вимірювання часу руху тіла.

Тіло відліку, система координат і прилад для вимірювання часу становлять систему відліку.

Будь-який механічний рух розглядається в системі відліку, обраній спостерігачем. У різних системах відліку тіло поводить себе по-різному. Наприклад, пасажир, який сидить у вагоні потягу, знаходиться у спокою відносно вагону і рухається відносно залізничних рейок.

Відносністю руху досить цікаво користуються для поповнення пальним баків літака у повітрі. Незважаючи на те, що відносно поверхні землі та атмосферного повітря літаки мчать зі швидкостями у кілька сотень кілометрів за годину, один відносно одного літаки перебувають у спокої.

За формою траєкторії механічні рухи бувають прямолінійними і криволінійними Траєкторія прямолінійного руху - пряма лінія. Наприклад, падіння кульки з певної висоти або рух візка по похилому жолобу. Під час криволінійного руху тіло переміщується за довільною кривою. Рух планет, політ м'яча, переміщення годинникової стрілки - це приклади криволінійного руху. Часто реальний рух тіл є комбінацією прямолінійно го і кри во лінійно го рухів. Так, пе реміщен ня автобуса за маршрутом є комбінованим: у ньому є і прямолінійні, й криво ліній ні ділянки руху.

Прямолінійний рівномірний рух. Швидкість

Прямолінійним рівномірним рухом називають такий рух тіла, під час якого тіло за будь-які рівні відрізки часу проходить рівні шляхи.
Наприклад, таким є рух автомобіля по прямому шосе, коли стрілка спідометра (приладу, що показує швидкість автомобіля) «застигає» в одному й тому самому положенні.
Прямолінійний рівномірний рух — найпростіший для вивчення. Природа теж любить простоту: як ми невдовзі побачимо, тіло рухається прямолінійно і рівномірно, якщо на нього не діють інші тіла.
Швидкістю υ прямолінійного рівномірного руху називають фізичну величину, що дорівнює відношенню шляху ℓ до відрізка часу t :

Одиниця швидкості в СІ — 1м/с. Це швидкість неспішної прогулянки. Ідучи з такою швидкістю, людина проходить за одну годину 3 600 м, тобто її швидкість дорівнює 3,6 км/год. Швидкість автомобілів і потягів задають зазвичай у кілометрах за годину.
Швидкість ракет та штучних супутників Землі задають у кілометрах за секунду (км/с).

Спостерігаючи рух різних тіл, можна помітити, що мало які з них рухаються рівномірно. 

Нерівномірний рух. Швидкість при нерівномірному русі

Жодне тіло не рухається весь час із постійною швидкістю. Починаючи рух, автомобіль рухається швидше і швидше. Деякий час він може рухатися рівномірно, але потім він гальмує і зупиняється. При цьому автомобіль проходить різні відстані за один і той же час.

Рух, при якому тіло за рівні проміжки часу проходить неоднакові відрізки шляху, називається нерівномірним. При такому русі величина швидкості не залишається сталою. Середньою швидкістю називають фізичну величину, яка характеризує нерівномірний рух і чисельно дорівнює відношенню шляху, пройденого тілом, до інтервалу часу, за який цей шлях пройдено нною. У такому випадку можна говорити лише про середню швидкість.

Графічне зображення руху

Прямолінійний рівномірний і нерівномірний рухи тіл зручно представляти у вигляді графіків залежності пройденого шляху від часу (графік руху), або швидкості від часу (графік швидкості)

А все ж таки вона вертиться!

Ці слова належать  італійському вченому Галілео Галілею. У давнину Землю вважали центром Всесвіту й рух усіх тіл, зокрема Сонця та планет, розглядали тільки відносно  Землі.  Таке уявлення про будову Всесвіту називають геоцентричною системою. У цій системі просто пояснити рух по небу Місяця та Сонця, але рух планет виглядає досить складним: вони рухаються то в один бік, то в інший, а часом навіть описують «петлі». Розгадку такого дивного руху планет знайшов у 16-му столітті польський астроном Микола Коперник. Запропоновану Коперником систему світу називають геліоцентричною системою. Учення Коперника розвив італійський вчений Джордано Бруно: він припустив, що зорі – це далекі сонця, а навколо них обертаються планети, на яких проживають розумні істоти. За таке твердження Бруно,  інквізиція присудила його до спалення на вогнищі.

Обґрунтуванню й розвитку вчення Коперника також присвятив більшу частину свого життя Г.Галілей. Саме на цьому шляху він відкрив перший закон механіки – закон інерції. Галілей також зазнав гонінь церкви: під загрозою катувань змусила вже старого вченого відректися від твердження, що Земля обертається навколо Сонця. Поставленому на коліна вченому посипали голову попелом, але легенда стверджує, що Галілей при цьому вимовив «А все ж таки вона вертиться!»