Příklady mechanického pohybu. Mechanické hnutí: Fyzika, stupeň 10

Příklady mechanického pohybu jsou známy z každodenního života. Jedná se o osobní automobily, které létají, létající letadla, plovoucí lodě. Nejjednodušší příklady mechanického pohybu, které vytváříme, procházejí jinými lidmi. Každou sekundu se naše planeta pohybuje ve dvou rovinách: kolem Slunce a její osy. A to jsou také příklady mechanického pohybu. Takže o tom budeme hovořit konkrétněji dnes.

Co je to mechanika

Než řekneme, jaké jsou příklady mechanického pohybu, podívejme se na to, co se obecně nazýváme mechanika. Nebudeme jít do vědecké džungle a pracovat s velkým počtem termínů. Jednoduše řečeno, mechanika je úsek fyziky, studium pohybu těles. A co by to mohlo být, ten mechanik? Studenti ve třídách fyziky se seznamují s jeho podsekcemi. Toto je kinematika, dynamika a statika.

Každá z podsekcí také zkoumá pohyb těl, ale má jedinečné vlastnosti. To, mimochodem, je široce používáno při řešení příslušných problémů. Začněme kinematikou. Každá moderní učebnice nebo elektronický zdroj jasně ukáže, že pohyb mechanického systému v kinematice je zvažován bez zohlednění příčin, které vedou k pohybu. Zároveň víme, že důvod pro zrychlení, které způsobí pohyb těla, je síla.

Co když je třeba zvážit síly

Ale úvahy už interakce těl Při pohybu se volá další část, která se nazývá dynamika. Mechanický pohyb, jehož rychlost je jedním z důležitých parametrů, je neoddělitelně spojena s tímto konceptem v dynamice. Poslední částí je statika. Studie rovnovážných podmínek mechanických systémů. Nejjednodušším statickým příkladem je vyvažování hodinové hmotnosti. Poznámka pro učitele: lekce o fyzice, "mechanické hnutí" ve škole by mělo začít s tímto. Nejprve uveďte příklady, rozdělte mechaniky na tři části a teprve poté postupujte do zbytku.

Jaké jsou úkoly

Dokonce i když se obrátíme jen na jednu sekci, předpokládejme, že je to kinematika, na nás čekají spousty různých úkolů. Celá otázka spočívá v tom, že existuje několik podmínek, ze kterých může být stejný úkol prezentován v jiném světle. Kromě toho mohou být problémy kinematického pohybu omezeny na případy volného pádu. O tom budeme hovořit.

Co je volný kinematika?

Tento proces může mít několik definic. Nicméně budou nevyhnutelně sníženy na jeden bod. Při volném pádu působí na tělo pouze gravitace. Je směrován ze středu hmoty těla podél poloměru do středu Země. Ve zbytku můžete "zkroutit" znění a definice, jakmile budete chtít. Nicméně přítomnost gravitace samotné v procesu takového pohybu je předpokladem.

Jak vyřešit problém volného pádu kinematiky

Za prvé, musíme si "uchopit" vzorce. Pokud se zeptáte moderního učitele ve fyzice, pak vám řekne, že znát vzorce je již polovinou řešení problému. Čtvrtina je věnována pochopení procesu a další čtvrtletí výpočetnímu procesu. Ale vzorce, vzorce a opět vzorce - to je to, co tvoří pomoc.

Můžeme nazvat volným pádem zvláštní případ rovnoměrně zrychleného pohybu. Proč? Ano, protože máme vše, co je pro to nezbytné. Zrychlení se nezmění, na náměstí je 9,8 metru za sekundu. Na tomto základě můžeme pokračovat. Vzorec ujetá vzdálenost tělem při rovnoměrně zrychlený pohyb, má tvar: S = Vot + (-) v ^ 2/2. Zde S je vzdálenost, Vo je počáteční rychlost, t je čas a a je zrychlení. Nyní se pokusme přivést tento vzorec k případu volného pádu.

Jak jsme již dříve řekli, je to zvláštní případ jednotně zrychleného pohybu. A jestliže a je konvenční konvenční označení zrychlení, pak g ve vzorci (nahradit a) bude mít určitou číselnou hodnotu, nazývanou také tabulkově. Přepíšeme vzorec vzdálenosti ujeté tělem pro případ s volným pádem: S = Vot + (-) gt ^ 2/2.

Je zřejmé, že v tomto případě se pohyb objeví ve svislé rovině. Upozorňujeme čtenáře na skutečnost, že žádný z parametrů, které můžeme vyjádřit z výše uvedeného vzorce, není nezávislý na tělesné hmotnosti. Myslíte si hodit krabici nebo kámen, například ze střechy, nebo na dvou různých kamenné hmotnosti - tyto objekty ve stejné době na začátku podzimu a přistál téměř současně.

Volný pád. Mechanický pohyb. Cíle

Mimochodem, existuje taková věc okamžitá rychlost. Označuje rychlost v každém okamžiku. A s volným pádem jej můžeme snadno určit, protože známe pouze počáteční rychlost. A pokud se rovná nule, pak je záležitost vůbec malá. Formulace okamžité rychlosti s volným poklesem kinematiky má podobu: V = Vo + gt. Všimněte si, že znak ";" chybí. Koneckonců, to je, když tělo zpomaluje. A jak na podzim může tělo zpomalit? Proto, pokud nebyla hlášena počáteční rychlost, okamžitý je jednoduše rovná součinu gravitační zrychlení g v době klesající t, která uplynula od začátku pohybu.

Fyzika. Mechanický pohyb s volným pádem

Přejdeme k konkrétním úkolům v tomto tématu. Předpokládejme následující podmínku. Děti se rozhodly bavit a pustit tenisový míček ze střechy domu. Zjistěte, jaká byla rychlost tenisového míče, když dopadla na zem, pokud má dům dvanáct podlaží. Výška jedné podlahy činí tři metry. Ples je uvolněn z rukou.

Řešení tohoto úkolu nebude jediným krokem, jak by se dalo nejdříve uvažovat. Zdá se, že vše vypadá jednoduše, pouze nahradit potřebná čísla ve vzorci okamžité rychlosti a to je vše. Ale když se to snažíme, můžeme čelit problému: neznáme čas pádu míče. Podívejme se na zbytek problému.

Triky v podmínkách

Za prvé dostaneme počet podlaží a známe výšku každého z nich. To je tři metry. Tak můžeme okamžitě vypočítat normální vzdálenost od střechy k zemi. Za druhé, říká se nám, že míč je uvolněn z rukou. Jako obvykle v problémech mechanického pohybu (a obecně problémů) jsou malé detaily, které se na první pohled mohou zdát nesmyslné. Zde však tento výraz naznačuje, že tenisová koule nemá počáteční rychlost. Jeden z výrazů ve vzorci pak zmizí. Teď musíme znát čas, kdy byla míč ve vzduchu před kolizí se zemí.

K tomu potřebujeme vzdálenostní vzorec pro mechanický pohyb. Především odstraňujeme produkt počáteční rychlosti v čase pohybu, protože je nula, a proto bude výrobek nulový. Pak vynásobte obě strany rovnice dvěma, abyste se zbavili zlomku. Teď můžeme vyjádřit čtverec času. Za tímto účelem je rozdělená vzdálenost dělena zrychlením gravitace. Můžeme extrahovat druhou odmocninu tohoto výrazu, abychom zjistili, kolik času prošlo před tím, než míč dopadl na zem. Nahraďte čísla, extrahujte kořen a získejte přibližně 2,71 sekundy. Nyní nahrazujeme toto číslo ve formulaci okamžité rychlosti. Získejte asi 26,5 metrů za sekundu.

Poznámka učitelům a studentům: můžete jít trochu jinak. Aby nedošlo k záměně v těchto číslech, je nutné co nejvíce zjednodušit finální vzorec. To bude užitečné v tom, že bude menší riziko zmatku ve vašich vlastních výpočtech a v nich chyba. V tomto případě bychom mohli postupovat takto: vyjádřit čas ze vzorce vzdálenosti, ale nenahrazovat čísla a nahrazovat tento výraz do vzorce okamžité rychlosti. Pak by vypadalo takto: V = g * sqrt (2S / g). Ale ve skutečnosti zrychlení gravitace lze vložit do kořenového výrazu. Za to zastupujeme to na náměstí. Získáme V = sqrt (2S * g ^ 2 / g). Nyní snížíme zrychlení volného pádu jmenovatele a v čitateli vymažeme jeho stupeň. V důsledku toho získáváme V = sqrt (2gS). Odpověď bude stejná, pouze výpočet bude menší.

Shrnutí a závěr

Co jsme se dnes učil? Existuje několik sekcí, které studie fyziky. Mechanický pohyb v něm je rozdělen na statickou, dynamickou a kinematiku. Každá z těchto miniatur má své vlastní vlastnosti, které jsou brány v úvahu při řešení problémů. Při tom však můžeme poskytnout obecný popis takové koncepce jako mechanický pohyb. 10. třída - čas nejaktivnějšího studia této části fyziky, pokud věříte školnímu programu. Mechanika zahrnuje případy volného pádu, protože jsou to určité typy rovnoměrně zrychleného pohybu. A v těchto situacích máme kinematiku.