Відносність руху

МЕТОДИЧНІ МАТЕРІАЛИ

для самостійної роботи

З фізики

Частина І

ТЕМА 1. РІВНОМІРНИЙ РУХ. СЕРЕДНІ ШВИДКОСТІ.

ВІДНОСНІСТЬ РУХУ.

• Механічний рух — це зміна з часом положення тіла відносно іншого тіла, яке називають тілом відліку.

• До систем відліку входять: а) тіло відліку; б) система координат, пов'язана з ним; в) годинник.

• У СІ одиницею вимірювання довжини є 1 м, часу — 1 с.

• Рух тіла у вибраній системі відліку задається рівняннями залежності координат тіла від часу: . Ці рівняння називають рівняннями руху.

• Матеріальна точка — це тіло, розмірами якого в умовах даної задачі можна знехтувати.

• Траєкторія — це лінія, по якій рухається тіло. Якщо тіло рухається в площині Оху, то рівняння залежності називають рівнянням траєкторії.

• Шлях / — довжина траєкторії. Шлях не може зменшуватися із плином часу.

• Переміщення тіла — це вектор, що сполучає початкове та кінцеве положення тіла. Довжину цього вектора називають модулем переміщення див. рис).

• Поступальним називають рух, за якого переміщення всіх точок тіла однакове.

• Прямолінійним рівномірним називають рух, за якого тіло за будь-які однакові проміжки часу здійснює рівні переміщення.

• Швидкість прямолінійного рівномірного руху дорівнює відношенню переміщення до проміжку часу, за який тіло здійснило це переміщення: . Одиниця вимірювання швидкості в СІ —

• При рівномірному прямолінійному русі вздовж осі Ох рівняння залежності від часу:

■ шляху:

■ проекції переміщення: де та — проекції переміщення і швидкості на вісь Ох;

■ координати: — рівняння рівномірного прямолінійного руху.

• Графіки залежності кінематичних величин від часу при рівномірному прямолінійному русі зображено на рисунку (а — графік швидкості; б — графік шляху; в — графік проекції переміщення; г — графік руху).

• Модуль переміщення при прямолінійному рівномірному русі (шлях) чисельно дорівнює площі прямокутника, обмеженого графіком проекції швидкості, віссю Ot і прямими та (див. рис. 2).

• Кусково-рівномірним називають рух, за якого швидкість тіла залишається сталою на певних ділянках траєкторії й зазнає змін упродовж дуже малих проміжків часу. В таких випадках кажуть, що швидкість тіла змінюється «стрибками». «Стрибки» швидкості на графіку залежності зображують пунктиром.

• Середня швидкість руху дорівнює відношенню переміщення до часу, впродовж якого це переміщення відбулось: . Середня швидкість руху — векторна величина.

Середня шляхова швидкість v_cp/ дорівнює відношенню шляху до часу, за який тіло пройшло даний шлях:. Середня шляхова швидкість — скалярна величина.

Рух тіл, як і спокій, відносний. Координати тіла, шлях, переміщення, швидкість, форма траєкторії залежать від вибору системи відліку.

• Правило додавання переміщень , де — переміщення тіла в нерухомій системі відліку; — переміщення тіла в рухомій системі відліку; — переміщення рухомої системи відліку відносно нерухомої.

• Правило додавання швидкостей , де — швидкість тіла в нерухомій системі відліку; — швидкість тіла в рухомій системі відліку; v₂ — швидкість рухомої системи відліку відносно нерухомої. Формула справедлива за умови << , де — швидкість світла у вакуумі.