Back to the topics list

движение, скорость, ускорение

В физическом мире одним из самых распространенных явлений является движение. Раздел науки, изучающий поведение движущихся объектов, известен как «механика».

Механика разделена на две части - кинематика и динамика.

Кинематика занимается изучением движения без учета причины движения.

Динамика связана с причиной движения, а именно с силой.

Движение означает движение. Говорят, что объект находится в движении, если он меняет свое положение по отношению к своему окружению в заданное время. Говорят, что объект находится в состоянии покоя, если он не меняет своего положения по отношению к своему окружению. Система отсчета - это другой объект или сцена, относительно которых мы сравниваем положение данного объекта.

Каждый тип движения контролируется разным типом силы.

Когда объект преодолевает равные расстояния за равные промежутки времени, говорят, что он движется равномерно. Равномерное движение - это движение с постоянной скоростью по прямой. Пример: катящийся шар.

Когда объект преодолевает неравные расстояния за равные промежутки времени, говорят, что он движется неравномерно.

Неправильное движение - это движение, для которого нет очевидной закономерности. Пример: летающая пчела.

Есть два типа основного движения: поступательное и вращательное.

Перевод означает движение по пути.

Вращение означает движение вокруг фиксированной оси. Ось - это центр, вокруг которого что-то вращается.

Движение перемещения определяется чистой силой (суммой различных сил), действующей на объект.

Вращение определяется крутящим моментом. Крутящий момент - это сила, которая вызывает вращение объекта.

Типы движения

1. Линейное движение - самое основное из всех движений. Это тип движения, при котором все части объекта движутся в одном направлении и каждая часть движется на равное расстояние. Это также известно как движение переводчика, поскольку движение объекта происходит по прямой линии. Линейное движение измеряется скоростью и направлением. Расстояние, пройденное объектом за единицу времени, называется скоростью. Пример: движущийся автомобиль или объект, падающий под действием силы тяжести земли.

• Движение по прямой называется прямолинейным движением.
• Движение по криволинейной траектории называется криволинейным движением.

2. Вращательное движение - это движение объекта по круговой траектории вдоль фиксированной точки в качестве назначенного центра, и движение происходит по окружности траектории на регулярном расстоянии от центра. Этот тип движения является отправной точкой для многих механизмов. Пример: прялка.

3. Возвратно-поступательное движение - это движение вперед и назад. Пример: движение йо-йо вверх и вниз.

4. Колебательное движение - это возвратно-поступательное движение с элементами вращательного движения типа раскачивания. Колебание может быть периодическим движением, которое повторяется через равный цикл или равные промежутки времени, как качалка или колебание маятника в часах. Маятник, который покачивается от фиксированной точки крепления и движется по дуге, является классическим примером колебательного движения. Спринклер или колеблющийся вентилятор делают то же самое, за исключением того, что они колеблются в горизонтальной плоскости, а не в вертикальной плоскости, и приводятся в действие двигателями, а не гравитацией. Колебательное движение происходит около точки равновесия или среднего значения.

Есть три переменных колебания:

• Амплитуда - это максимальное смещение от точки равновесия. Если маятник отклоняется на один сантиметр от точки равновесия до начала обратного пути, амплитуда колебаний составляет один сантиметр.
• Период - это время, которое требуется для полного обхода объекта и возврата в исходное положение. Если маятник запускается справа и занимает секунду, чтобы пройти весь путь влево, и еще секунду, чтобы вернуться вправо, его период составляет две секунды. Период обычно измеряется в секундах.
• Частота - это количество циклов в единицу времени. Частота равна единице, деленной на период. Частота измеряется в герцах или циклах в секунду.

Очень часто предметы перемещаются сложным движением. Сложное движение можно разбить на более простые типы движения. Пример сложного движения - летающий фрисби. Движение фрисби состоит из линейного и вращательного движения.

Силы трения и гравитации влияют на движение объектов - они замедляют движение.

Сила трения, которая замедляет движение тела и в конечном итоге останавливает движущийся объект, называется кинетическим трением. Например, когда вы толкаете ящик по полу, часть энергии вашего толчка перемещает ящик, а часть энергии теряется из-за кинетического трения. Чем менее текстурирована поверхность, тем дальше будет двигаться объект. Это происходит потому, что на гладких поверхностях сила трения меньше. На трение влияет текстура как поверхности, так и движущегося объекта.

Расстояние и смещение

Расстояние между конечной точкой A и конечной станцией B составляет 150 км. Автобус идет от конечной остановки A до конечной станции B. Расстояние, которое преодолевает автобус, составляет 150 км. Путешествуя по тому же маршруту, автобус возвращается от конечной остановки B к конечной остановке A. Таким образом, общее расстояние, пройденное автобусом за время поездки от A до B, а затем от B до A, составляет 150 км + 150 км = 300 км.

Автобус движется из пункта А в пункт Б и снова из пункта Б в пункт А.

• Расстояние, пройденное движущимся объектом, - это фактическая длина пути, по которому движется объект.
• Расстояние - это скалярная величина. Единица расстояния в системе СИ - метр.
• Положение автобуса изменилось, когда он переместился от конечной точки A к конечной B. Смещение составляет 150 км от точки A к точке B. Смещение при обратном пути также составляет 150 км.
• Смещение - это кратчайшее расстояние, которое движущийся объект преодолевает от точки отсчета (начального положения тела) в заданном направлении.
• Но смещение, когда автобус движется от A к B, а затем от B к A, равно нулю. Единица перемещения в системе СИ - метр.
• Смещение - это вектор, т.е. смещение задается числом с соответствующими единицами измерения и направлением.

Что такое инерция?

Инерция означает сопротивление любому изменению движения. Все объекты инерционны. Чем больше масса объекта, тем больше у него инерции. Первый закон Ньютона гласит, что движущиеся объекты будут продолжать двигаться в том же направлении и с той же скоростью. В нем также говорится, что объекты находятся в состоянии покоя, если на них не действует внешняя сила. Когда водитель автомобиля тормозит, машина замедляется. Однако люди в машине по инерции будут продолжать движение с той же скоростью, что и машина. Ремень безопасности удерживает людей на месте. Ремни безопасности помогают уберечь людей от травм при внезапной остановке автомобиля.

Простые гармонические колебания

Простое гармоническое движение (SHM) - это разновидность колебательного движения. Простое гармоническое движение имеет три основных свойства: движение всегда возвращается к равновесию, следует тем же путем и колеблется вокруг состояния равновесия. SHM возникает, когда сила или крутящий момент, которые стремятся восстановить равновесие, прямо пропорциональны смещению от равновесия, прямо пропорциональному смещению от равновесия.

Скорость - это расстояние, пройденное за определенное время. Скорость = Расстояние / Время. Единица измерения скорости в системе СИ - м / с. Скорость - это скалярная величина.

Объект движется с постоянной скоростью, если он преодолевает равные расстояния за равные промежутки времени.

Если пройденное расстояние меняется со временем, считается, что объект движется с переменной скоростью.

Средняя скорость и мгновенная скорость

Когда мы путешествуем в автомобиле, скорость автомобиля время от времени меняется в зависимости от условий на дороге. В такой ситуации скорость рассчитывается как отношение общего расстояния, пройденного транспортным средством, к общему времени, затраченному на поездку. Это называется средней скоростью.

Мгновенная скорость - это скорость в любой момент в течение этого промежутка времени, измеренная с помощью спидометра в реальном времени.

Скорость

Скорость определяется как расстояние, которое движущийся объект преодолевает в определенном направлении в единицу времени или скорость в определенном направлении.

Скорость = (пройденное расстояние в указанном направлении) / затраченное время

Скорость также можно определить как скорость изменения смещения.

Скорость - это векторная величина.

Говорят, что тело движется с постоянной скоростью, если оно преодолевает равные расстояния за равные промежутки времени в заданном направлении.

Говорят, что тело движется с переменной скоростью, если оно преодолевает неравные расстояния за равные промежутки времени и наоборот в заданном направлении или если оно меняет направление движения.

Ускорение

Ускорение определяется как скорость изменения скорости движущегося тела во времени. Это изменение может быть изменением скорости объекта или его направления движения, или того и другого.

Ускорение = скорость изменения скорости во времени

Единица ускорения в системе СИ - м / с ^2.

Ускорение - это векторная величина.

Есть разные виды ускорения:

• Положительное ускорение - если скорость объекта увеличивается, считается, что объект движется с положительным ускорением. Пример, мяч катится по наклонной плоскости.
• Отрицательное ускорение - если скорость объекта уменьшается, считается, что объект движется с отрицательным ускорением. Отрицательное ускорение также известно как замедление или замедление. Пример: мяч движется вверх по наклонной плоскости.