یک مثال از حرکت یکنواخت را در نظر بگیرید. حرکت یکنواخت

به عنوان سینماتیک، یکی وجود دارد که در آن بدن برای هر بازه زمانی مساوی که به طور دلخواه گرفته شده است، طول یکسانی از قطعات مسیر را طی می کند. این یک حرکت ثابت است. یک مثال می تواند حرکت یک اسکیت باز در وسط مسافت یا یک قطار در یک کشش هموار باشد.

در تئوری، یک جسم می تواند در امتداد هر مسیری از جمله مسیر منحنی حرکت کند. در این مورد، مفهوم یک مسیر وجود دارد - این نام مسافتی است که بدن در طول مسیر خود طی کرده است. مسیر یک اسکالر است و نباید با جابجایی اشتباه گرفته شود. با آخرین جمله، بخش بین نقطه شروع مسیر و آخرین قسمت را مشخص می کنیم، که بدیهی است در طول حرکت منحنی با مسیر منطبق نیست. جابجایی یک کمیت برداری است که مقدار عددی آن برابر با طول بردار است.

یک سوال طبیعی مطرح می شود - در چه مواردی می آیددر مورد حرکت یکنواخت؟ آیا حرکت مثلاً چرخ فلک در دایره با همان سرعت یکنواخت در نظر گرفته می شود؟ خیر، زیرا با چنین حرکتی بردار سرعت در هر ثانیه جهت خود را تغییر می دهد.

مثال دیگر خودرویی است که در مسیر مستقیم با همان سرعت حرکت می کند. چنین حرکتی تا زمانی که خودرو به جایی نپیچد و سرعت سنج همان عدد را نشان دهد یکنواخت تلقی می شود. بدیهی است که حرکت یکنواخت همیشه در یک خط مستقیم رخ می دهد، بردار سرعت در این حالت تغییر نمی کند. مسیر و حرکت در این صورت یکسان خواهد بود.

حرکت یکنواخت- این حرکت در امتداد یک مسیر مستقیم با سرعت ثابت است که در آن طول فواصل مسیر طی شده برای هر بازه زمانی مساوی یکسان است. یک مورد خاص از حرکت یکنواخت را می توان حالت استراحت در نظر گرفت، زمانی که سرعت و مسافت طی شده برابر با صفر باشد.

سرعت است ویژگی کیفیحرکت یکنواخت بدیهی است که اشیاء مختلف مسیر یکسانی را برای آن طی می کنند زمان متفاوت(عابر پیاده و ماشین). نسبت مسیر طی شده توسط جسم متحرک یکنواخت به فاصله زمانی که این مسیر طی شده است را سرعت حرکت می گویند.

بنابراین، فرمول توصیف کننده حرکت یکنواخت به نظر می رسد:

V = S / t; که در آن V سرعت حرکت است (یک کمیت برداری است).

S - مسیر یا حرکت؛

با دانستن سرعت حرکت که بدون تغییر است، می‌توان مسیری را که بدن طی می‌کند در هر بازه زمانی دلخواه محاسبه کرد.

گاهی اوقات حرکت یکنواخت و یکنواخت با شتاب به اشتباه مخلوط می شود. اینها مفاهیم کاملاً متفاوتی هستند. - یکی از انواع حرکت ناهموار (یعنی حرکتی که در آن سرعت یک مقدار ثابت نیست) که دارای یک ویژگی متمایز مهم است - سرعت در این مورد در فواصل زمانی یکسان با همان مقدار تغییر می کند. این مقدار برابر با نسبت اختلاف سرعت به مدت زمانی که در طی آن سرعت تغییر کرده است، شتاب نامیده می شود. این عدد، که نشان می دهد سرعت در واحد زمان چقدر افزایش یا کاهش یافته است، می تواند بزرگ باشد (سپس می گویند که بدن به سرعت سرعت می گیرد یا از دست می دهد) یا زمانی که جسم آرام تر شتاب می گیرد یا سرعتش کاهش می یابد، ناچیز است.

شتاب و همچنین سرعت فیزیکی است بردار شتاب جهتی همیشه با بردار سرعت منطبق است. یک مثال از حرکت شتاب یکنواخت، موردی است که در آن جاذبه جسم وجود دارد سطح زمین) در واحد زمان به مقدار معینی تغییر می کند که شتاب گرانش نامیده می شود.

حرکت یکنواخت را می توان از نظر تئوری در نظر گرفت مورد خاصیکنواخت شتاب گرفت بدیهی است که از آنجایی که سرعت در چنین حرکتی تغییر نمی کند، پس شتاب یا کاهش سرعت رخ نمی دهد، بنابراین، مقدار شتاب در حین حرکت یکنواخت همیشه صفر است.

با خواندن این متن فکر می کنید در حال حرکت هستید یا نه؟ تقریباً هر یک از شما بلافاصله پاسخ خواهید داد: نه، من حرکت نمی کنم. و اشتباه خواهد بود. ممکن است برخی بگویند: من حرکت می کنم. و آنها نیز اشتباه خواهند کرد. زیرا برخی چیزها در فیزیک کاملاً آنطور که در نگاه اول به نظر می رسند نیستند.

به عنوان مثال، مفهوم حرکت مکانیکی در فیزیک همیشه به یک نقطه (یا جسم) مرجع بستگی دارد. اینگونه است که شخصی که در هواپیما پرواز می کند نسبت به اقوام خود که در خانه مانده اند حرکت می کند، اما نسبت به دوستی که در کنار او نشسته استراحت می کند. بنابراین، اقوام بی حوصله یا دوستی که روی شانه او می خوابد، در این مورد مرجعی برای تعیین اینکه آیا شخص فوق الذکر ما حرکت می کند یا خیر، هستند.

تعریف حرکت مکانیکی

در فیزیک، تعریف حرکت مکانیکی که در کلاس هفتم تدریس می شود به شرح زیر است:تغییر موقعیت بدن نسبت به سایر اجسام در طول زمان حرکت مکانیکی نامیده می شود. نمونه هایی از حرکت های مکانیکی در زندگی روزمره حرکت ماشین ها، افراد و کشتی ها است. دنباله دارها و گربه ها. حباب های هوا در یک کتری در حال جوش و کتاب های درسی در یک کوله پشتی سنگین دانش آموزی. و هر بار گزاره در مورد حرکت یا استراحت یکی از این اجسام (جسم) بدون اشاره به بدن مرجع بی معنی خواهد بود. بنابراین، در زندگی اغلب، وقتی از حرکت صحبت می کنیم، به معنای حرکت نسبت به زمین یا اجسام ساکن - خانه ها، جاده ها و غیره است.

مسیر حرکت مکانیکی

همچنین غیرممکن است که چنین ویژگی حرکت مکانیکی را به عنوان یک مسیر ذکر نکنید. خط سیر خطی است که بدن در امتداد آن حرکت می کند. به عنوان مثال، نقش کفش در برف، رد هواپیما در آسمان، و قطره اشک روی گونه، همه مسیرها هستند. آنها می توانند مستقیم، منحنی یا شکسته باشند. اما طول مسیر یا مجموع طول ها، مسیری است که بدن طی می کند. مسیر با حرف s مشخص می شود. و بسته به اینکه کدام واحد اندازه گیری در این کشور اتخاذ می شود، بر حسب متر، سانتی متر و کیلومتر، یا اینچ، یارد و فوت اندازه گیری می شود.

انواع حرکت مکانیکی: حرکت یکنواخت و ناهموار

انواع حرکت مکانیکی چیست؟ به عنوان مثال، هنگام سفر با ماشین، راننده با سرعت متفاوتهنگام رانندگی در شهر و تقریباً با همان سرعت هنگام رانندگی در بزرگراه های خارج از شهر. یعنی یا به صورت ناهموار یا یکنواخت حرکت می کند. بنابراین حرکت، بسته به مسافت طی شده در فواصل زمانی مساوی، یکنواخت یا ناهموار نامیده می شود.

نمونه هایی از حرکت یکنواخت و ناهموار

نمونه های بسیار کمی از حرکت یکنواخت در طبیعت وجود دارد. زمین تقریباً به طور یکنواخت به دور خورشید حرکت می کند، قطرات باران می چکد، حباب های نوشابه بیرون می آیند. حتی گلوله ای که از یک تپانچه شلیک می شود فقط در نگاه اول در یک خط مستقیم و یکنواخت حرکت می کند. از اصطکاک در برابر هوا و گرانش زمین، پرواز آن به تدریج کندتر می شود و مسیر حرکت کاهش می یابد. در فضا، یک گلوله می تواند واقعاً مستقیم و یکنواخت حرکت کند تا زمانی که با جسم دیگری برخورد کند. و با حرکت ناهموار، وضعیت بسیار بهتر است - نمونه های زیادی وجود دارد. پرواز توپ در حین بازی فوتبال، حرکت یک شیر در حال شکار طعمه، سفر آدامس کلاس هفتم و پرواز پروانه بر روی یک گل، همگی نمونه هایی از حرکت مکانیکی ناهموار اجسام هستند.

ساده ترین نوع حرکت مکانیکی حرکت جسم در امتداد یک خط مستقیم است با مدول و سرعت جهت ثابت... این حرکت نامیده می شود لباس فرم ... با حرکت یکنواخت، بدن مسیرهای مساوی را برای هر بازه زمانی مساوی طی می کند. برای توصیف سینماتیکی حرکت یکنواخت یکنواخت، محور مختصات گاو نربه راحتی در امتداد خط حرکت قرار گرفته است. موقعیت بدن در حین حرکت یکنواخت با مشخص کردن یک مختصات مشخص می شود ایکس... بردار جابجایی و بردار سرعت همیشه موازی با محور مختصات هدایت می شوند گاو نر.

بنابراین، جابجایی و سرعت در حرکت خط مستقیم را می توان بر روی یک محور پیش بینی کرد گاو نرو پیش بینی های آنها را کمیت های جبری در نظر بگیرید.

اگر در مقطعی از زمان تی 1 بدن در نقطه ای با مختصات بود ایکس 1، و در لحظه ای بعد تی 2 - در نقطه ای با مختصات ایکس 2، سپس طرح ریزی جابجایی Δ سدر هر محور گاو نردر زمان Δ تی = تی 2 - تی 1 برابر است

این مقدار بسته به جهتی که بدن در آن حرکت می کرد می تواند مثبت و منفی باشد. با حرکت یکنواخت در امتداد یک خط مستقیم، مدول حرکت با مسیر طی شده منطبق است. سرعت حرکت یکنواخت یکنواخت یکنواخت نسبت است

اگر υ> 0 باشد، آنگاه جسم به سمت جهت مثبت محور حرکت می کند گاو نر; در υ< 0 тело движется в противоположном направлении.

وابستگی را هماهنگ کنید ایکساز زمان تی (قانون حرکت) با حرکت مستقیم یکنواخت بیان می شود معادله ریاضی خطی :

در این معادله υ = const سرعت جسم است. ایکس 0 - مختصات نقطه ای که بدن در لحظه زمان در آن قرار داشت تی= 0. نمودار قانون حرکت ایکس(تی) یک خط مستقیم است. نمونه هایی از چنین نمودارهایی در شکل 1 نشان داده شده است. 1.3.1.

برای قانون حرکت نشان داده شده در نمودار I (شکل 1.3.1)، در تی= 0 بدن در نقطه ای با مختصات بود ایکس 0 = -3. بین لحظاتی در زمان تی 1 = 4 ثانیه و تی 2 = 6 ثانیه بدن از نقطه حرکت کرد ایکس 1 = 3 متر به نقطه ایکس 2 = 6 متر. بنابراین، برای Δ تی = تی 2 - تی 1 = 2 ثانیه بدن توسط Δ حرکت می کند س = ایکس 2 - ایکس 1 = 3 متر. در نتیجه، سرعت بدن است

مقدار سرعت مثبت شد. این بدان معناست که بدن در جهت مثبت محور حرکت کرده است گاو نر... توجه داشته باشید که در نمودار حرکت، سرعت بدن را می توان به صورت هندسی به عنوان نسبت اضلاع تعریف کرد. قبل از میلاد مسیحو ACمثلث ABC(شکل 1.3.1 را ببینید)

هرچه زاویه α بیشتر باشد، که یک خط مستقیم با محور زمان تشکیل می دهد، یعنی شیب نمودار بیشتر است ( شیب) ، سرعت بدن بیشتر می شود. گاهی می گویند سرعت جسم برابر است با مماس زاویه α شیب خط مستقیم. ایکس (تی). از نقطه نظر ریاضیات، این بیانیه کاملاً صحیح نیست، زیرا طرفین قبل از میلاد مسیحو ACمثلث ABCمتفاوت داشته باشند ابعاد: سمت قبل از میلاد مسیحاندازه گیری شده در متر، و کنار AC- در چند ثانیه

به طور مشابه، برای حرکت نشان داده شده در شکل. 1 خط II، پیدا می کنیم ایکس 0 = 4 متر، υ = -1 متر بر ثانیه.

در شکل 1.3.2 قانون حرکت ایکس (تی) بدن با استفاده از قطعات خط مستقیم به تصویر کشیده شده است. در ریاضیات به چنین نمودارهایی گفته می شود به صورت تکه ای خطی... چنین حرکتی از بدن در امتداد یک خط مستقیم یکنواخت نیست... در قسمت‌های مختلف این نمودار، بدنه با سرعت‌های متفاوتی حرکت می‌کند که با شیب قطعه مربوطه به محور زمان نیز می‌توان آن را تعیین کرد. در نقاط شکست نمودار، بدن بلافاصله سرعت خود را تغییر می دهد. در نمودار (شکل 1.3.2) گاهی اوقات این اتفاق می افتد تی 1 = -3 ثانیه، تی 2 = 4 ثانیه، تی 3 = 7 ثانیه و تی 4 = 9 ثانیه با توجه به برنامه حرکت، به راحتی می توان آن را در فاصله زمانی ( تی 2 ; تی 1) بدن با سرعت υ 12 = 1 متر بر ثانیه در فاصله زمانی ( تی 3 ; تی 2) - با سرعت υ 23 = -4/3 m / s و در بازه ( تی 4 ; تی 3) - با سرعت υ 34 = 4 متر بر ثانیه.

لازم به ذکر است که با قانون تکه ای خطی حرکت مستقیم جسم، مسافت طی شده لبا جابجایی مطابقت ندارد س... به عنوان مثال، برای قانون حرکت نشان داده شده در شکل. 2، حرکت بدن در بازه زمانی 0 ثانیه تا 7 ثانیه برابر با صفر است ( س= 0). در این مدت جسد راه را طی کرده است ل= 8 متر

95. مثال هایی از حرکت یکنواخت بزنید.
برای مثال حرکت زمین به دور خورشید بسیار نادر است.

96. مثال هایی از حرکت ناهموار بزنید.
حرکت یک ماشین، یک هواپیما.

97. پسر در حال غلتیدن از کوه روی سورتمه است. آیا می توان این حرکت را یکنواخت دانست؟
خیر

98. با نشستن در واگن یک قطار مسافربری در حال حرکت و مشاهده حرکت قطار باری مقابل، به نظرمان می رسد که قطار باری بسیار سریعتر از قطار مسافربری ما قبل از جلسه حرکت می کند. چرا این اتفاق می افتد؟
در یک قطار مسافری نسبی، قطار باری با سرعت کل قطار مسافری و باری حرکت می کند.

99- راننده وسیله نقلیه در حال حرکت نسبت به:
الف) جاده ها؛
ب) صندلی ماشین؛
ج) پمپ بنزین؛
د) خورشید؛
ه) درختان کنار جاده؟
در حرکت: a، c، d، e
در حالت استراحت: ب

100. با نشستن در واگن قطار در حال حرکت، در پنجره ماشینی را مشاهده می کنیم که به جلو می رود، سپس بی حرکت به نظر می رسد و در نهایت به عقب حرکت می کند. چگونه می توانیم آنچه را که می بینیم توضیح دهیم؟
در ابتدا سرعت ماشین بیشتر از سرعت قطار است. سپس سرعت ماشین برابر با سرعت قطار می شود. پس از آن، سرعت ماشین نسبت به سرعت قطار کاهش می یابد.

101. هواپیما در حال انجام "حلقه" است. ناظران چه مسیری را از روی زمین می بینند؟
یک مسیر حلقوی

102- از حرکت اجسام در مسیرهای منحنی نسبت به زمین مثال هایی بزنید.
حرکت سیارات به دور خورشید؛ حرکت قایق در امتداد رودخانه؛ پرواز پرنده

103. مثال هایی از حرکت اجسام با خط سیر مستطیل نسبت به زمین بیاورید.
قطار در حال حرکت؛ شخصی که مستقیم راه می رود

104. هنگام نوشتن چه نوع حرکتی را مشاهده می کنیم قلم توپی? با گچ؟
یکنواخت و ناهموار.

105. کدام قسمت های دوچرخه در طول حرکت مستطیلی آن، مسیرهای مستقیم را نسبت به زمین و کدام قسمت های منحنی را توصیف می کنند؟
مستقیم: فرمان، زین، قاب.
منحنی: پدال، چرخ.

106. چرا می گویند خورشید طلوع و غروب می کند؟ مرجع مرجع در این مورد چیست؟
جسم مرجع زمین در نظر گرفته می شود.

107. دو ماشین در بزرگراه حرکت می کنند تا مقداری فاصله بین آنها تغییر نکند. مشخص کنید که هر کدام نسبت به کدام اجسام در حال استراحت هستند و نسبت به کدام اجسام در این مدت زمان حرکت می کنند.
خودروها نسبت به یکدیگر در حالت استراحت هستند. اتومبیل ها نسبت به اجسام اطراف حرکت می کنند.

108. سورتمه ها از کوه می غلتند. توپ از یک لوله شیبدار به پایین می غلتد. سنگی که از دستان آزاد می شود می افتد. کدام یک از این ارگان ها در حال حرکت به جلو هستند؟
سورتمه ای از کوه و سنگی که از دستان رها شده است به جلو می رود.

109. کتاب که در حالت عمودی روی میز قرار گرفته است (شکل 11، وضعیت I)، از ضربه به پایین می افتد و موقعیت II را می گیرد. در همان زمان، دو نقطه A و B روی جلد کتاب، مسیرهای AA1 و BB1 را تشریح کردند. آیا می توان گفت که کتاب رو به جلو بود؟ چرا؟