Механическое движение может быть: поступательным и вращательным

Тема 1

 

Механическое движение — это изменение положение тела (или его частей) в пространстве относительно других тел с течением времени.

Если тело A меняет своё положение относительно тела B, то и тело B меняет своё положение относительно тела A. Иначе говоря, если тело A движется относительно тела B, то и тело B движется относительно тела A. Механическое движение является относительным — для описания движения необходимо указать, относительно какого тела оно рассматривается. Тело, относительно которого рассматривается движение, называется телом отсчёта.

Основной задачей механики является определение положения движущегося тела в любой момент времени.

Система отсчёта включает в себя часы, с помощью которых можно измерить время, тело отсчёта и систему координат, чтобы отслеживать перемещение движущегося тела.

Материальная точка —тело, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи.

Характеристики механического движения: траектория, путь, перемещение, скoрость и ускорение.

Т.к. при движении тело перемешается, важно понять, как это передвижение можно обозначить.

Траектория — линия, вдоль которой движется тело.

Путь — длина участка траектории, пройденного телом за данный промежуток времени.

Перемещение — вектор, соединяющий начальное и конечное положение тела.

ВАЖНО: Заметьте, что путь и траектория — скалярные величины, а перемещение — величина векторная.

Нужно запомнить: ПРОЙДЕНЫЙ ПУТЬ НЕ ВСЕГДА РАВЕН ПЕРЕМЕЩЕНИЮ.

Пример: Вы вышли из дома, обошли его вокруг и вернулись в исходную точку. В этом случае перемещение=0, а пройденный путь будет отличен от нуля.

Теперь рассмотрим скорость и ускорение.

Скорость — векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направление движения материальной точки относительно выбранной системы отсчёта

Существует также понятие мгновенной скорости, то есть скорости в конкретный момент времени.

Ускорениеа — это предел отношения изменения скорости к интервалу времени, когда этот интервал стремится к нулю; иначе говоря, ускорение - это производная скорости. Но об этом вы подробнее узнаете в старших классах. Сейчас запомним так: ускорение — cкорость изменения скорости.

Механическое движение может быть: поступательным и вращательным.

Движение тела называется поступательным, если всякая прямая, соединяющая две какие-либо точки тела, перемещается параллельно своему первоначальному направлению. При поступательном движении траектории всех точек тела идентичны.

Движение тела называется вращательным, если все его точки описывают окружности. При этом все точки тела двигаются по параллельным окружностям, а ось, относительно которой движутся все точки, называется осью вращения.

 

Обязательно запомнить следующие формулы:

Тема 2

 

Давление — физическая величина, численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности, перпендикулярно к этой поверхности.

Сила — физическая векторная величина, являющаяся мерой воздействия на данное тело со стороны других тел.

Второй закон Ньютона:

Современная формулировка:

В инерциальных системах отсчёта ускорение, приобретаемое материальной точкой, прямо пропорционально вызывающей его силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки.

Обычно этот закон записывается в виде формулы

{\displaystyle {\vec {a}}={\frac {\vec {F}}{m}},}

Где вектор силы F-равнодействующая всех сил, действующих на тело, а вектор ускорения a-ускорение этого тела.

 

 

 

 

Гравитационное взаимодействие − самое слабое из четырёх фундаментальных взаимодействий. Согласно закону всемирного тяготения Ньютона, сила гравитационного взаимодействия F_g двух точечных масс m₁ и m₂ равна:

 

Где G = 6.67·10^-11 м³· кг^–1·см^–2 − гравитационная постоянная, r − расстояние между взаимодействующими массами m₁ и m₂.

 

Тема 3

«Золотое правило механики»

Золотое правило механики гласит: ни один механизм не дает выигрыша в работе. Во сколько раз мы выигрываем в силе - во столько же раз мы проигрываем в расстоянии.

Блоки

Неподвижный блок представляет собой равноплечий рычаг. Он не дает выигрыш в силе, но помогает изменить направление.

Подвижный блок представляет собой рычаг, у которого одно плечо в два раза больше второго. Он дает выигрыш в силе в 2 раза.

 

Тема 4

Работа

В обыденной жизни под понятием "работа" мы понимаем многие явления.

В физике изучается прежде всего механическая работа.

Например, поезд движется под действием силы тяги электровоза, при этом совершается механическая работа.

Очевидно, что механическая работа совершается, когда тело движется под действием силы. Механическая работа совершается и в том случае, когда сила, действуя на тело (например, сила трения), уменьшает скорость его движения.

Если при воздействии силы тело в движение не приходит, то механической работы мы не совершаем. Можно представить себе случай, когда тело движется без участия сил (по инерции), в этом случае механическая работа также не совершается.

ВАЖНО: механическая работа совершается, только когда на тело действует сила, и оно движется.

Логично, что чем большая сила действует на тело и чем длиннее путь, тем большая совершается работа.

ВАЖНО: Механическая работа прямо пропорциональна приложенной силе и прямо пропорциональна пройденному пути.

A = F*s,

где А - работа, F - сила и s - перемещение.

Единица работы - джоуль (Дж)

1 Дж = 1Н · м.

Формула А = F*s применима в том случае, когда сила F постоянна и совпадает с направлением движения тела.

ВАЖНО:

· Если направление силы совпадает с направлением движения тела, то данная сила совершает положительную работу.

· Если же движение тела происходит в направлении, противоположном направлению приложенной силы, например, силы трения скольжения, то данная сила совершает отрицательную работу.

     A = -F*s.

· Если направление силы, действующей на тело, перпендикулярно направлению движения, то эта сила работы не совершает, работа равна нулю:

     A = 0.

Мощность

Мощность равна отношению работы ко времени, за которое она была совершена.

Чтобы вычислить мощность, надо работу разделить на время, в течение которого совершена эта работа. Мощность = работа/время.

N = A/t,

где N - мощность, A - работа, t - время выполненной работы.

Мощность - величина постоянная, когда за каждую секунду совершается одинаковая работа, в других случаях отношение A/t определяет среднюю мощность:

Nср = A/t.

Мощность измеряется в Ваттах (Вт)

 

КПД