Фізичні явища: броунівський рух
відкриття явищаБроунівський рух - це безперервне, постійне хаотичний рух зважених в рідини (або газі) частинок. Що…
Механіка розглядає всілякі руху матеріальної точки і твердого тіла. Всі вони описуються в декількох розділах. Наприклад, питання про те, як вони рухаються, буде прерогативою кінематики. У ній детально описується поступальний рух, а також більш складне - обертальний. Спочатку про те, що простіше. Тому що без цього складно переходити до наступних тем.
У багатьох задачах дозволено вводити наближення. Це пов`язано з тим, що воно не вплине на результат, зате спростить хід міркувань.
Перше наближення пов`язано з розмірами тіла. Якщо дане тіло істотно менше інших, що знаходяться з ним в одній системі відліку, то його розмірами нехтують. А саме тіло перетворюється в матеріальну точку.
Друге випливає з відсутності деформації у тіла під час його переміщення. Або хоча б настільки її незначної величини, якої цілком можна знехтувати.
Для пояснення потрібно розглянути дві будь-які точки всередині твердого тіла. Їх потрібно з`єднати відрізком. Якщо цей відрізок під час переміщення залишається паралельним початкового стану, то кажуть, що це - поступальний рух.
Якщо спостерігається нехтування розмірами тіла і розглядається матеріальна точка, то відрізок відсутня і вона сама переміщається уздовж прямої.
Перше, про що можна згадати - це кабіна ліфта. Вона ідеально ілюструє поступальний рух тіла. Ліфт завжди переміщається строго вгору або вниз без будь-якого обертання.
Наступним прикладом, який ілюструє поступальний рух, називають переміщення кабіни колеса огляду. Однак це реально тільки в ситуації, коли не враховується невеликий нахил кабінки на початку кожного зсуву.
Третя ситуація, коли можна говорити про поступальний рух, пов`язана з рухом педалей велосипеда. Їх переміщення розглядається щодо рами. Тут знову ж таки вводиться допущення, що ступні людини під час їзди не хитаються.
Завершити список можна переміщенням поршнів, які коливаються в межах циліндрів двигуна внутрішнього згоряння.
Кінематика поступального руху полягає в тому, що вивчає і описує переміщення твердих тіл і матеріальних точок. При цьому вона не розглядає причини, які тіло до цього примушують. Щоб описати рух, будуть потрібні координати для зазначення його положення в просторі. До того ж потрібно знання про швидкість, причому в кожен конкретний момент часу.
Спочатку варто згадати про траєкторії. Вона є лінією, по якій рухалася тіло.
Першим потрібно ввести переміщення. Воно являє собою вектор, який позначається латинською буквою r. Він може поєднувати початок координат з положенням матеріальної точки. В інших випадках цей вектор проводиться від початкової до кінцевої точки траєкторії. Одиниці виміру переміщення - це метри.
Друга величина, яка заслуговує уваги, - шлях. Він дорівнює довжині траєкторії, по якій рухалася тіло. Позначається шлях буквою латинського алфавіту S, яка теж вимірюється в метрах.
Тепер настав час швидкості. Вона теж є вектором. Причому характеризує не тільки напрямок руху тіла, але і швидкість його переміщення. Вектор швидкості завжди спрямований вздовж дотичної лінії, яку можна провести до будь-якій точці траєкторії. Позначається вона буквою V. Одиниці її вимірювання - м / с.
Швидкість в кожну мить руху можна визначити як похідну переміщення по часу. Якщо в задачі йдеться про рівномірному русі, то справедлива наступна формула:
У ситуації, коли напрямок руху змінюється, доводиться використовувати суму всіх переміщень.
Наступна величина - прискорення. Знову векторна величина, яка спрямована в бік швидкості з великим значенням. Визначається вона як перша похідна від швидкості за часом. Прийняте позначення - буква «а». Розмірність вказується в м / с2.
Формули для кожної складової прискорення, спрямованих уздовж осей, обчислюється як відношення зміни швидкості уздовж цієї осі до проміжку часу. Якщо зробити математичну запис, то вийде наступне:
Для проекцій прискорення на інші осі формули аналогічні.
До того ж при розгляді руху по траєкторії з вигинами існує можливість розкласти вектор прискорення на два доданків:
Поступальний рух будь-якого твердого тіла зводиться до того, щоб описати переміщення тільки однієї його точки. Формули, якими потрібно користуватися, такі:
У цій формулі індексами «нуль» позначені початкові значення величин.
Її формулювання звучить так: траєкторія, швидкість і прискорення всіх точок тіла однакові при його поступальному русі.
Для її докази потрібно записати формулу додавання векторів переміщення і вектора, що з`єднує дві довільні точки. Траєкторії всіх точок виходять завдяки їх переносу вздовж другого вектора. А він не змінює свого напрямку і величини з плином часу. Тому можна стверджувати, що всі точки тіла рухаються по однаковим траєкторіях.
Якщо взяти похідну по часу, то вийде значення швидкості. Причому вираз спрощується до тієї міри, що швидкості двох точок рівні.
Поле другої похідної по часу виходить результат з рівністю прискорень двох точок.
відкриття явищаБроунівський рух - це безперервне, постійне хаотичний рух зважених в рідини (або газі) частинок. Що…
Потенційна і кінетична енергія дозволяють охарактеризувати стан будь-якого тіла. Якщо перша застосовується в системах…
Закон всесвітнього тяжіння відкрив Ньютон в 1687 році при вивченні руху супутника Місяця навколо Землі. Англійський…
Мета цієї статті - розкрити сутність поняття «механічна енергія». Фізика широко використовує це поняття як…
У цій статті мова піде про фізичних величинах, які характеризують обертальний рух тіла: кутова швидкість, кутове…
У цій статті ми поговоримо про вільні коливання. Розглянемо їх приклади: математичний і пружинний маятники, а також…
У цій статті описується важливий розділ фізики - "Кінематика і динаміка обертального руху".Основні поняття кінематики…
Як відбувається складання векторів, не завжди зрозуміло учням. Діти не уявляють того, що за ними ховається. Доводиться…
Що таке матеріальна точка? Які фізичні величини пов`язані з нею, для чого взагалі вводиться поняття матеріальної точки?…
Доцентровийприскорення супроводжує нас всюди. Саме воно змушує нашу Землю обертатися навколо Сонця. Виникає при цьому…
Як відомо, електричне поле прийнято характеризувати величиною сили, з якою воно діє на пробний одиничний електричний…
Найважливішою характеристикою при русі тіла є його швидкість. Знаючи її, а також деякі інші параметри, ми завжди можемо…
З огляду на те що така фізична величина, як швидкість, фігурує в багатьох задачах, що мають зв`язок з розділами…
Що таке механічний рух і чим воно характеризується? Які параметри вводяться для розуміння цього виду руху? Якими…
Що таке коефіцієнт тертя у фізиці і з чим він пов`язаний? Як обчислюють цю величину? Чому чисельно дорівнює коефіцієнт…
Щоб мати можливість охарактеризувати енергетичні характеристики руху, було введено поняття механічної роботи. І саме їй…
Відстань і час, який йде на подолання цієї відстані, пов`язує фізичне поняття - швидкість. І у людини, як правило, не…
У повсякденному житті для того, щоб охарактеризувати людину, що здійснює спонтанні вчинки, іноді використовують епітет…