Свежие комментарии

Положение точки в пространстве. Способы описания движения тела. Равномерное движение.

Основная задача классической механики и границы ее применимости

Классическая механика Ньютона сыграла и играет до сих пор огромную роль в развитии естествознания.
В основе классической механики лежит концепция Ньютона, которую наиболее кратко и отчетливо выразил Эйнштейн:


«Согласно ньютоновской системе, физическая реальность характеризуется понятиями пространства, времени, материальной точки и силы (взаимодействия материальных точек). В ньютоновской концепции под физическими событиями следует понимать движение материальных точек в пространстве, управляемое неизменными законами».

Согласно современным представлениям, классическая механика имеет свою область применения: ее законы выполняются для относительно медленных движений тел, скорость которых много меньше скорости света. В то же время практика показывает: классическая механика — безусловно истинная теория и таковой останется, пока будет существовать наука. Вместе с ней останутся и те общие и абстрактные «классические» образы природы — пространство, время, масса, сила и т.д., которые лежат в ее основе.

Положение точки в пространстве.Способы описания движения тела

точкаЧтобы описать механическое движение тела (точки), нужно знать его координаты в любой момент времени.

Для определения координат следует выбрать тело отсчета и связать с ним систему координат. Часто телом отсчета служит Земля, с которой связывается прямоугольная декартова система координат. Для определения положения точки в любой момент времени необходимо также задать начало отсчета времени.

 

Система координат, тело отсчета, с которым она связана, и прибор для измерения времени образуют СИСТЕМУ ОТСЧЕТА, относительно которой рассматривается движение тела.
Если тело отсчета выбрано, то относительно него положение точки можно задать с помощью координат или радиус-вектора.

 

Рассмотрим эти два способа задания положения точки.декартова система координат

1 способ.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 ОY. Точку пересечения осей называют началом координат, а сами оси — координатными осями.

 

 

 

трехмерная система координат

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, ОY, ОZ. 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 . Если же число х отрицательно, то отрезок откладывается в отрицательном направлении оси ОХ. Из конца этого отрезка проводят прямую, параллельную оси ОY, и на этой прямой откладывают отрезок от оси ОХ, соответствующий числу Y — в положительном направлении оси ОY, если число у положительно, и в отрицательном направлении оси ОY, если число у отрицательно.
Далее из точки В другого отрезка проводят прямую, параллельную оси ОZ. На этой прямой от координатной плоскости ХОY откладывают отрезок, соответствующий числу Z. Направление, 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.)

Прямоугольная система координат используется для описания положения тела на плоскости, трехмерная – в пространстве, координатный луч – если тело находится или движется по прямой.радиус-вектор

2 способ. 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 r. Длина радиус-вектора, или, что одно и то же, его модуль есть расстояние от начала координат до точки А.
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 r, чтобы определить положение точки.

Равномерное прямолинейное движение.

Движение с постоянной скоростью называется равномерным прямолинейным движением. При равномерном прямолинейном движении тело движется по прямой и за любые равные промежутки времени проходит одинаковые пути. Скорость прямолинейного равномерного  движения показывает быстроту движения тела, точнее -расстояние, пройденное телом за единицу времени (1с, 1ч).

(large s=vast t)  — расчет пути равномерного движения; (large v=frac{s}{t}) — расчет скорости.

 

График скорости, пути.

При равномерном движении:
1. График скорости – прямая (y = b); (т.к. скорость постоянная). К примеру:(large v=30)км/ч.
2. График ускорения – прямая (y = 0); (т.к. ускорение = 0).  К примеру: (large a=0frac{m}{c^{2}})
3. График перемещения – прямая (y = b+ kx ). Например: (large s=x_{0}+vt)

графики равномерного движения

Добавить комментарий

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