Vücudun yolu ve hareketi. Yol ve hareket: bunlar nelerdir ve nasıl farklılar? 1 yol nedir, hareket nedir

Bu video dersinin yardımıyla, 9. sınıf okul fizik dersinde yer alan “Yer Değiştirme” konusunu bağımsız olarak inceleyebilirsiniz. Bu dersten öğrenciler hareket bilgilerini derinleştirebileceklerdir. Öğretmen size hareketin ilk özelliğini - katedilen mesafeyi - hatırlatacak ve ardından fizikte hareketin tanımına geçecektir.

Daha önce tanıttığımız ilk hareket özelliği kat edilen mesafeydi. S harfiyle gösterildiğini (bazen L adı bulunur) ve SI metre cinsinden ölçüldüğünü hatırlayalım.

Kat edilen mesafe skaler bir miktardır, yani yalnızca sayısal bir değerle karakterize edilen bir miktardır. Bu da ihtiyacımız olan anda bedenin nerede olacağını tahmin edemeyeceğimiz anlamına geliyor. Sadece vücudun kat ettiği toplam mesafe hakkında konuşabiliriz (Şekil 1).

Pirinç. 1. Yalnızca katedilen mesafe bilindiğinden, vücudun herhangi bir andaki konumunu belirlemek imkansızdır.

Bir cismin rastgele bir andaki konumunu karakterize etmek için yer değiştirme adı verilen bir miktar eklenir. Yer değiştirme vektörel bir niceliktir, yani sadece sayısal bir değerle değil aynı zamanda yön ile de karakterize edilen bir niceliktir.

Hareket, kat edilen mesafeyle aynı şekilde harfle gösterilir. S ancak kat edilen mesafenin aksine, harfin üzerine bir ok yerleştirilmiştir, böylece bunun bir vektör miktarı olduğu vurgulanır: .

Ne hareketli Ve kat edilen mesafe Tek harfle gösterilmesi biraz yanıltıcı olabilir ama gidilen yol ile hareket arasındaki farkı açıkça anlamamız gerekir. Bir kez daha, bazen yolun L olarak belirtildiğini görüyoruz. Bu, karışıklığı önler.

Tanım

Yer değiştirme, bir cismin hareketinin başlangıç ​​noktasını bitiş noktasına bağlayan bir vektördür (yönlendirilmiş çizgi parçası).

Pirinç. 2. Yer değiştirme vektörel bir büyüklüktür

geçtiğini hatırlatalım. yol, yörüngenin uzunluğudur. Bu, bazen sayısal olarak çakıştıkları durumlar olsa da, yol ve hareketin tamamen farklı fiziksel nicelikler olduğu anlamına gelir.

Pirinç. 3. Yol ve hareketli modül aynı

İncirde. Şekil 3'te, en basit durum, vücut düz bir çizgi boyunca hareket ettiğinde dikkate alınır (eksen Ah). Vücut hareketine 0 noktasından başlar ve A noktasında biter. Bu durumda yer değiştirme modülünün kat edilen mesafeye eşit olduğunu söyleyebiliriz: .

Böyle bir hareketin örneği bir uçak uçuşudur (örneğin, St. Petersburg'dan Moskova'ya). Hareket kesinlikle doğrusal olsaydı, yer değiştirme modülü kat edilen mesafeye eşit olacaktır.

Pirinç. 4. Mesafe yer değiştirme modülünden daha büyük

İncirde. Şekil 4'te vücut eğri bir çizgi boyunca hareket eder, yani hareket eğriseldir (A noktasından B noktasına). Şekil, yer değiştirme modülünün (düz çizgi) kat edilen mesafeden daha az olacağını, yani kat edilen mesafenin uzunluğu ile yer değiştirme vektörünün uzunluğunun eşit olmadığını göstermektedir.

Pirinç. 5. Kapalı yörünge

İncirde. 5 vücut kapalı bir eğri boyunca hareket eder. A noktasından çıkıp aynı noktaya dönüyor. Yer değiştirme modülü eşittir ve kat edilen mesafe tüm eğrinin uzunluğudur, .

Bu durum aşağıdaki örnekle karakterize edilebilir. Öğrenci sabah evden çıkıyor, okula gidiyor, bütün gün ders çalışıyor, bunun yanı sıra başka birçok yeri de (mağaza, spor salonu, kütüphane) gezerek evine dönüyor. Lütfen unutmayın: sonunda öğrenci evinde kaldı, bu da yer değiştirmesinin 0 olduğu anlamına geliyor (Şekil 6).

Pirinç. 6. Öğrencinin yer değiştirmesi sıfırdır.

Taşınma söz konusu olduğunda şunu hatırlamak önemlidir hareketli hareketin dikkate alındığı referans çerçevesine bağlıdır.


Pirinç. 7. Gövde deplasman modülünün belirlenmesi

Vücut bir düzlemde hareket eder XOY. A noktası cismin başlangıç ​​konumudur. Koordinatları. Vücut noktaya doğru hareket eder. Bir vektör bir cismin hareketidir: .

Pisagor teoremini kullanarak yer değiştirme modülünü bir dik üçgenin hipotenüsü olarak hesaplayabilirsiniz:. Yer değiştirme vektörünü bulmak için eksenler arasındaki açıyı bulmak gerekir. Ah ve yer değiştirme vektörü.

Bir sistemi keyfi olarak seçebiliriz, yani koordinat eksenlerini bizim için uygun olan şekilde yönlendirebiliriz, asıl önemli olan tüm vektörlerin gelecekteki projeksiyonlarını aynı seçilen koordinat sisteminde dikkate almaktır.

Çözüm

Sonuç olarak, önemli bir miktarla - yer değiştirmeyle - tanıştığımızı söyleyebiliriz. Lütfen, hareket ve yolun yalnızca doğrusal hareket durumunda, bu hareketin yönünü değiştirmeden çakışabileceğini bir kez daha unutmayın.

Kaynakça

  1. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizik: lise 9. sınıf ders kitabı. - M.: Aydınlanma.
  2. Peryshkin A.V., Gutnik E.M., Fizik. 9. sınıf: genel eğitim ders kitabı. kurumlar/A. V. Peryshkin, E.M. Gutnik. - 14. baskı, stereotip. - M .: Bustard, 2009. - 300.
  3. Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S.. Fizik: Problem çözme örnekleri içeren bir referans kitabı. - 2. baskının yeniden bölümlendirilmesi. - X .: Vesta: Ranok Yayınevi, 2005. - 464 s.
  1. İnternet portalı “vip8082p.vip8081p.beget.tech” ()
  2. İnternet portalı “foxford.ru” ()

Ev ödevi

  1. Yol ve hareket nedir? Fark ne?
  2. Motosikletçi garajdan çıkıp kuzeye yöneldi. 5 km sürdüm, sonra batıya dönüp 5 km daha sürdüm. Garajdan ne kadar uzakta olacak?
  3. Yelkovan tam daire çizdi. İbrenin ucunda bulunan noktanın yer değiştirmesini ve kat edilen mesafeyi belirleyin (saatin yarıçapı 10 cm'dir).

Yörünge- bir cismin hareket ederken tanımladığı bir eğri (veya çizgi). Ancak bedenin maddi bir nokta olarak temsil edilmesi durumunda bir yörüngeden bahsedebiliriz.

Hareketin yörüngesi şöyle olabilir:

Örneğin, bir tilki bir alanda rastgele koşarsa, tam olarak nasıl hareket ettiği belli olmayacağından bu yörüngenin görünmez olarak değerlendirileceğini belirtmekte fayda var.

Farklı referans sistemlerinde hareketin yörüngesi farklı olacaktır. Bu konuyu buradan okuyabilirsiniz.

Yol

Yol bir cismin hareket yörüngesi boyunca kat ettiği mesafeyi gösteren fiziksel bir niceliktir. Belirlenmiş L (nadir durumlarda S).

Yol göreceli bir niceliktir ve değeri seçilen referans sistemine bağlıdır.

Bunu basit bir örnekle görmek mümkündür: Uçakta kuyruktan buruna doğru hareket eden bir yolcu vardır. Yani, uçağa ilişkin referans çerçevesindeki yolu, bu L1 geçişinin uzunluğuna (kuyruktan buruna) eşit olacaktır, ancak Dünya ile ilişkili referans çerçevesindeki yol, uzunlukların toplamına eşit olacaktır. uçağın geçişi (L1) ve uçağın Dünya'ya göre yaptığı yol (L2). Dolayısıyla bu durumda yolun tamamı şu şekilde ifade edilecektir:

Hareketli

Hareketli Hareket eden bir noktanın başlangıç ​​konumunu belirli bir süredeki son konumuna bağlayan bir vektördür.

S ile gösterilir. Ölçü birimi 1 metredir.

Bir yönde düz hareket ederken, yörünge ve kat edilen mesafe ile çakışır. Aksi takdirde bu değerler çakışmaz.

Basit bir örnekle bunu görmek kolaydır. Bir kız ayakta duruyor ve elinde bir oyuncak bebek var. Kucağı fırlatıyor ve oyuncak bebek 2 metre kadar ilerleyip bir an duruyor ve sonra aşağıya doğru hareket etmeye başlıyor. Bu durumda yol 4 m'ye eşit olacak, ancak yer değiştirme 0 olacaktır. Bu durumda oyuncak bebek 4 m'lik bir yol kat etti, çünkü ilk başta 2 m yukarı ve sonra aynı miktarda aşağı doğru hareket etti. Bu durumda başlangıç ​​ve bitiş noktaları aynı olduğundan herhangi bir hareket meydana gelmemiştir.

Yol kavramıyla zaten birçok kez karşılaştınız. Şimdi sizin için yeni bir konseptle tanışalım - hareketli Fizikte yol kavramından daha bilgilendirici ve kullanışlıdır.

Diyelim ki A noktasından nehrin karşı yakasındaki B noktasına kargo taşımanız gerekiyor. Bu, köprüden arabayla, nehirde tekneyle veya helikopterle yapılabilir. Bu durumların her birinde yükün kat ettiği yol farklı olacaktır ancak hareket aynı olacaktır: A noktasından B noktasına.

Hareket ederek bir cismin başlangıç ​​konumundan son konumuna kadar çizilen bir vektördür. Yer değiştirme vektörü cismin kat ettiği mesafeyi ve hareket yönünü gösterir. dikkat Hareketin yönü ile hareketin yönü iki farklı kavramdır. Bunu açıklayalım.

Örneğin bir arabanın A noktasından köprünün ortasına kadar olan yörüngesini düşünün. Ara noktaları B1, B2, B3 olarak belirleyelim (bkz. şekil). Arabanın AB1 segmentinde kuzeydoğuya (birinci mavi ok), B1B2 segmentinde güneydoğuya (ikinci mavi ok) ve B2B3 segmentinde kuzeye (üçüncü mavi ok) gittiğini görüyorsunuz. Böylece, köprüyü geçme anında (B3 noktası), hareket yönü mavi B2B3 vektörüyle ve hareket yönü kırmızı AB3 vektörüyle karakterize edildi.

Yani vücudun hareketi vektör miktarı yani uzaysal bir yöne ve sayısal bir değere (modül) sahiptir. Hareketten farklı olarak yol skaler miktar yani yalnızca sayısal bir değere sahiptir (ve uzamsal yönü yoktur). Yol sembolüyle gösterilir ben, hareket bir sembolle gösterilir (önemli: bir okla). Sembol S oksuz yer değiştirme modülünü gösterir. Not: Çizimdeki herhangi bir vektörün görüntüsü (ok şeklinde) veya metinde belirtilmesi (kelime şeklinde), gösterimin üzerinde bir okun varlığını isteğe bağlı kılar.

Neden fizik kendisini yol kavramıyla sınırlamadı da daha karmaşık (vektörel) bir yer değiştirme kavramını ortaya çıkardı? Hareketin modülünü ve yönünü bilerek, her zaman vücudun nerede olacağını (başlangıç ​​konumuna göre) söyleyebilirsiniz. Yol bilindiğinden bedenin konumu belirlenemez. Mesela bir turistin sadece 7 km yürüdüğünü bildiğimiz için şu an nerede olduğuna dair bir şey söyleyemeyiz.

Görev. Ovada yürüyüş yapan turist 3 km kuzeye yürüdü, ardından doğuya dönerek 4 km daha yürüdü. Rotanın başlangıç ​​noktasından ne kadar uzaktaydı? Hareketini çizin.

Çözüm 1 – cetvel ve iletki ölçümlerini kullanma.

Yer değiştirme, cismin başlangıç ​​ve son konumlarını birbirine bağlayan bir vektördür. Kareli kağıda 1 km - 1 cm (sağdaki çizim) ölçeğinde çizelim. Oluşturulan vektörün modülünü cetvelle ölçersek şunu elde ederiz: 5 cm. Seçtiğimiz ölçeğe göre turistin hareket modülü 5 km'dir. Ama şunu hatırlayalım: Bir vektörü bilmek onun büyüklüğünü ve yönünü bilmek demektir. Bu nedenle, bir iletki kullanarak şunu belirleriz: turistin hareket yönünün kuzey yönü ile 53° olduğunu (kendiniz kontrol edin).

Çözüm 2 – cetvel veya iletki kullanmadan.

Turistin kuzeye ve doğuya doğru hareketleri arasındaki açı 90° olduğundan, Pisagor teoremini uygulayarak hipotenüsün uzunluğunu buluyoruz, çünkü bu aynı zamanda turistin hareketinin modülüdür:

Gördüğünüz gibi bu değer ilk çözümde elde edilen değerle örtüşmektedir. Şimdi yer değiştirme (hipotenüs) ile kuzey yönü (üçgenin bitişik kenarı) arasındaki α açısını belirleyelim:

Böylece sorun, eşleşen cevaplarla iki şekilde çözüldü.

Yörünge- bu, vücudun hareket ederken tanımladığı çizgidir.

Arı yörüngesi

Yol yörüngenin uzunluğudur. Yani, vücudun hareket ettiği muhtemelen kavisli çizginin uzunluğu. Yol skaler bir miktardır! Hareketli- vektör miktarı ! Bu, cismin başlangıç ​​noktasından son noktasına kadar çizilen bir vektördür. Vektörün uzunluğuna eşit bir sayısal değere sahiptir. Yol ve yer değiştirme önemli ölçüde farklı fiziksel büyüklüklerdir.

Farklı yol ve hareket tanımlarıyla karşılaşabilirsiniz:

Hareket miktarı

Vücudun t 1 süresi boyunca s 1 hareketi yapmasına ve bir sonraki t 2 süresi boyunca s 2 hareket etmesine izin verin. O zaman tüm hareket süresi boyunca yer değiştirme s 3 vektör toplamıdır

Düzgün hareket

Büyüklük ve yönde sabit hızla hareket. Bu ne anlama geliyor? Bir arabanın hareketini düşünün. Düz bir çizgide gidiyorsa hız göstergesi aynı hız değerini (hız modülü) gösteriyorsa bu hareket tekdüzedir. Araba yön değiştirdiğinde (döndüğünde), bu hız vektörünün yönünü değiştirdiği anlamına gelecektir. Hız vektörü arabanın gittiği yöne doğru yönlendirilir. Hız göstergesinin aynı sayıyı göstermesine rağmen bu hareketin tek tip olduğu düşünülemez.

Hız vektörünün yönü her zaman cismin hareket yönü ile çakışır

Bir atlıkarınca üzerindeki hareketin tekdüze olduğu düşünülebilir mi (hızlanma veya frenleme yoksa)? Bu mümkün değil, hareketin yönü ve dolayısıyla hız vektörü sürekli değişiyor. Mantık yürütmeden, düzgün hareketin olduğu sonucuna varabiliriz. her zaman düz bir çizgide hareket ediyor! Bu, düzgün harekette yolun ve yer değiştirmenin aynı olduğu anlamına gelir (nedenini açıklayın).

Düzgün hareketle, herhangi bir eşit zaman diliminde vücudun aynı mesafeyi hareket edeceğini hayal etmek zor değil.

Mekanik.

Ağırlık (kg)

Elektrik yükü(C)

Yörünge

Kat edilen mesafe veya sadece yol( ben) -

Hareketli- bu bir vektörS

Hız ölçü birimini tanımlayın ve belirtin.

Hız- bir noktanın hareket hızını ve bu hareketin yönünü karakterize eden vektör fiziksel miktarı. [V]=m sn

Hızlanmanın ölçü birimini tanımlayın ve belirtin.

Hızlanma- hızın büyüklüğündeki ve yönündeki değişimin hızını karakterize eden ve birim zaman başına hız vektörünün artışına eşit olan vektör fiziksel miktarı:

Eğrilik yarıçapının ölçü birimini tanımlayın ve belirtin.

Eğri yarıçapı- Eğrinin belirli bir noktasında C eğriliğine ters ve bu noktada yörüngeye teğet olan dairenin yarıçapına eşit bir skaler fiziksel nicelik. Böyle bir dairenin merkezine, eğri üzerindeki belirli bir nokta için eğrilik merkezi denir. Eğrilik yarıçapı belirlenir: R = C -1 = , [R]=1m/rad.

Eğriliğin ölçü birimini tanımlayın ve belirtin

Yörüngeler.

Yol eğriliği– fiziksel miktar eşittir yörüngenin 2 noktasında çizilen teğetler arasındaki açı; - bu noktalar arasındaki yörüngenin uzunluğu. Nasıl< , тем кривизна меньше. В окружности 2 пи радиант = .

Açısal hız için ölçü birimini tanımlayın ve belirtin.

Açısal hız- açısal konumdaki değişim hızını karakterize eden ve birim başına dönme açısına eşit vektör fiziksel miktarı. zaman: . [w]= 1 rad/s=1s -1

Dönemin ölçü birimini tanımlayın ve belirtin.

Dönem(T), bir cismin kendi ekseni etrafında bir tam dönüş zamanına veya bir noktanın bir daire boyunca tam bir dönüş zamanına eşit skaler bir fiziksel niceliktir. burada N, t'ye eşit bir zamandaki devir sayısıdır. [T]=1c.

Frekans birimini tanımlayın ve belirtin.

Sıklık- birim zamandaki devir sayısına eşit skaler fiziksel miktar: . =1/s.

Vücut impulsunun ölçüm birimini (hareket miktarı) tanımlayın ve belirtin.

Nabız– kütle ve hız vektörünün çarpımına eşit vektör fiziksel miktarı. . [p]=kg m/sn.

Kuvvet darbesinin ölçü birimini tanımlayın ve belirtin.

İmpuls kuvveti– kuvvetin çarpımına ve eylem zamanına eşit vektör fiziksel miktarı. [N]=N·s.

İş için ölçü birimini tanımlayın ve belirtin.

Kuvvet işi- bir kuvvetin hareketini karakterize eden ve kuvvet vektörü ile yer değiştirme vektörünün skaler çarpımına eşit olan skaler bir fiziksel miktar: kuvvetin yer değiştirme yönüne izdüşümü nerede, kuvvet ve yer değiştirme yönleri arasındaki açıdır ( hız). [A]= =1Nm.

Güç ölçüm birimini tanımlayın ve belirtin.

Güç- İşin hızını karakterize eden ve birim zaman başına yapılan işe eşit olan skaler bir fiziksel miktar: . [N]=1 W=1J/1s.

Potansiyel kuvvetleri tanımlayın.

Potansiyel veya korunumlu kuvvetler - bir cismi hareket ettirirken yaptığı iş, cismin yörüngesinden bağımsız olan ve yalnızca cismin başlangıç ​​ve son konumları tarafından belirlenen kuvvetler.

Enerji tüketen (potansiyel olmayan) kuvvetleri tanımlayın.

Potansiyel olmayan kuvvetler kuvvetlerdir, mekanik bir sisteme etki ettiğinde toplam mekanik enerjisi azalır ve diğer mekanik olmayan enerji biçimlerine dönüşür.

Kaldıracı tanımlayın.

Güçlü omuz isminde eksen ile kuvvetin etki ettiği düz çizgi arasındaki mesafe(mesafe X O ekseni boyunca ölçülen X verilen eksene ve kuvvete dik).

Bir noktaya göre kuvvet momentini tanımlayın.

Belirli bir O noktasına göre kuvvet momenti- belirli bir O noktasından kuvvetin uygulama noktasına ve kuvvet vektörüne çizilen yarıçap vektörünün vektör çarpımına eşit bir vektör fiziksel miktarı. M= r * F= . [M] SI = 1 Nm = 1 kg m2 / s2

Kesinlikle katı bir cisim tanımlayın.

Kesinlikle sağlam gövde- deformasyonları ihmal edilebilecek bir cisim.

Momentumun korunması.

Momentumun korunumu yasası:Kapalı bir cisimler sisteminin momentumu sabit bir miktardır.

Mekanik.

1. Kavramların ölçü birimini belirtin: kuvvet (1 N = 1 kg m/s 2)

Ağırlık (kg)

Elektrik yükü(C)

Kavramları tanımlayın: hareket, yol, yörünge.

Yörünge- Vücudun hareket ettiği hayali bir çizgi

Kat edilen mesafe veya sadece yol( ben) -vücudun hareket ettiği yolun uzunluğu

Hareketli- bu bir vektörS, başlangıç ​​noktasından bitiş noktasına yönlendirilir