Львів
C
» » Що називається механічним рухом: визначення і формула

Що називається механічним рухом: визначення і формула

Зі шкільної лави, напевно, всі пам'ятають, що називається механічним рухом тіла. Якщо ні, то в цій статті постараємося не тільки згадати цей термін, але і оновити базові знання з курсу фізики, а точніше з розділу "Класичної механіки". Також будуть показані приклади того, що це поняття вживається не тільки в певній дисципліні, але і в інших науках.

Механіка

Для початку розберемо, що позначає це поняття. Механіка - це розділ фізики, який вивчає рух різноманітних тіл, взаємодія між ними, а так само вплив на ці тіла третіх сил і явищ. Рух автомобіля по шосе, пущений ударом ноги у ворота футбольний м'яч, йде на посадку літак - все це вивчається саме цією дисципліною. Зазвичай, вживаючи термін "Механіка", мають на увазі Класичну механіку". Що це таке, ми розберемо з вами нижче.


Що називається механічним рухом: визначення і формула
Класичну механіку ділять на три великих розділи.
  • Кінематика - вона вивчає рух тіл, не розглядаючи питання, чому вони рухаються? Тут цікавлять такі величини, як шлях, шлях, переміщення, швидкість.
  • Другий розділ - це динаміка. Вона вивчає причини виникнення руху, оперуючи такими поняттями, як робота, сила, маса, тиск, імпульс, енергія.
  • І розділ третій, самий невеликий - це статика, вивчає такий стан, як рівновага. Вона ділиться на дві частини. Одна висвітлює рівновага твердих тіл, а друга - рідин і газів.
  • Що називається механічним рухом: визначення і формула
    Дуже часто класичну механіку називають ньютоновой, бо вона ґрунтується на трьох законах Ньютона.

    Три закони Ньютона

    Вперше вони були викладені Ісааком Ньютоном в 1687 році.
  • Перший закон говорить про інерції тіла. Це властивість, при якому зберігається напрямок і швидкість руху матеріальної точки, якщо на нього не діє ніяких зовнішніх сил.
  • Другий закон стверджує, що тіло, купуючи прискорення збігається з цим прискоренням за напрямом, але стає залежним від своєї маси.
  • Третій закон стверджує, що сила дії завжди дорівнює силі протидії.
  • Що називається механічним рухом: визначення і формула



    Всі три закону є аксіомами. Іншими словами, це постулати, що не вимагають доказів.

    Що називається механічним рухом

    Це зміна положення якого-небудь тіла в просторі, відносно інших тіл з плином часу. Матеріальні точки при цьому взаємодіють за законами механіки. Підрозділяється на кілька видів:
  • Рух матеріальної точки вимірюється з допомогою знаходження її координат і відстеження змін координат з часом. Знайти ці показники, значить обчислити значення по осях абсцис і ординат. Вивченням цього займається кінематика точки, яка оперує такими поняттями, як траєкторія, переміщення, прискорення, швидкість. Рух об'єкта при цьому може бути прямолінійне і криволінійне.
  • Рух твердого тіла складається з переміщення якоїсь точки, взятої за основу, і обертального руху навколо неї. Вивчається кінематикою твердих тел. Переміщення може бути поступальним, тобто обертання навколо заданої точки не відбувається, і все тіло рухається рівномірно, а також плоским - якщо все тіло переміщається паралельно площині.
  • Існує так само рух суцільного середовища. Це переміщення великої кількості точок, пов'язаних тільки якимось полем або областю. Зважаючи на безліч рухомих тіл (або матеріальних точок) однієї системи координат тут недостатньо. Тому скільки тіл, стільки і систем координат. Прикладом тому може служити хвиля на морі. Вона - неперервна, але складається з великої кількості окремих точок на безлічі систем координат. Ось і виходить, що рух хвилі - переміщення суцільного середовища.
  • Відносність руху

    Є ще таке поняття в механіці, як відносність руху. Це вплив якої-небудь системи відліку на механічний рух. Як це розуміти? Система відліку - це система координат плюс годинник для визначення часу. Простіше кажучи, це осі абсцис і ординат в поєднанні з хвилинами. За допомогою такої системи визначається, за який проміжок часу матеріальна точка виконала задану відстань. Іншими словами, перемістилося щодо осі координат або інших тел.
    Що називається механічним рухом: визначення і формула
    Системи відліку можуть бути: супутня, інерціальна і неинерциальная. Пояснимо:
  • Інерціальна ЗІ - це система, де тіла, роблячи те, що називається механічним рухом матеріальної точки, роблять це прямолінійно і рівномірно або взагалі перебувають у стані спокою.
  • Відповідно, неинерциальная З - система, що рухається з прискоренням або повертається по відношенню до першої СО.
  • Супутня ж СО - це система, яка спільно з матеріальною точкою, робить те, що називається механічним рухом тіла. Іншими словами, куди і з якою швидкістю переміщається об'єкт, разом з ним переміщується і дана СО.
  • Матеріальна точка

    Чому іноді вживається поняття "тіло", а іноді - "матеріальна точка"? Другий випадок вказується, коли розмірами самого об'єкта можна знехтувати. Тобто такі параметри, як маса, об'єм тощо, не мають значення для вирішення виниклої задачі. Наприклад, якщо мета полягає в тому, щоб дізнатися, з якою швидкістю рухається пішохід щодо планети Земля, то зростом і вагою пішохода можна знехтувати. Він є матеріальною точкою. Механічний рух цього об'єкта залежить від його параметрів.

    Використовувані поняття і величини механічного руху

    У механіці оперують різними величинами, за допомогою яких задаються параметри, пишеться умова завдань і знаходиться рішення. Перерахуємо їх.
  • Зміна місця тіла (або матеріальної точки) щодо простору (або системи координат) з плином часу називається переміщення. Механічний рух тіла (матеріальної точки), по суті справи, це синонім до поняття "переміщення". Просто друге поняття використовують у кінематиці, а перше - в динаміці. Різниця між цими підрозділами була пояснена вище.
  • Траєкторія - це лінія, по якій тіло (матеріальна точка) робить те, що називається механічним рухом. Її довжина називається шлях.
  • Швидкість - це швидкість переміщення якої-небудь матеріальної точки (тіла), відносно заданої системи відліку. Визначення системи звіту так само давалося вище.
  • Що називається механічним рухом: визначення і формула
    Невідомі величини, використовувані для визначення механічного руху, в задачах знаходяться за допомогою формули: S=U*T, де S - відстань, "U" - швидкість, а T - час.

    З історії

    Саме поняття "класичної механіки" з'явилося ще в давнину, і підштовхнуло до цього розвивається швидкими темпами будівництво. Архімед сформулював і описав правило важеля, теорему про складання паралельних сил, ввів поняття "центр тяжкості". Так зачиналась статика.
    Що називається механічним рухом: визначення і формула
    Завдяки Галілею, в 17 столітті стала розвиватися "Динаміка". Закон інерції і принцип відносності - це його заслуга. Ісаак Ньютон, як вже говорилося вище, ввів три закони, які лягли в основу ньютоновой механіки. Також він відкрив закон всесвітнього тяжіння. Так були закладені основи класичної механіки.

    Некласична механіка

    З розвитком фізики, як науки, і з появою великих можливостей у сферах астрономії, хімії, математики та іншого класична механіка поступово стала не основний, але однієї з багатьох восстребованных наук. Коли активно почали вводити і оперувати такими поняттями, як швидкість світла, квантова теорія поля і так далі, законів, що лежать в основі "Механіки", стало не вистачати. Квантова механіка - це розділ фізики, який займається вивченням надмалих тел (матеріальних точок) у вигляді атомів, молекул, електронів і фотонів. Ця дисципліна дуже добре описує властивості надмалих частинок. Крім цього, вона передбачає їх поведінка в тій чи іншій ситуації, а також в залежності від впливу. Передбачення, виконані квантової механікою, можуть дуже істотно відрізнятися від припущень класичної механіки, так як друга не здатна описати всі явища і процеси, що протікають на рівні молекул, атомів та іншого - дуже маленького і невидимого неозброєним оком. Релятивістська механіка - це розділ фізики, що займається вивченням процесів, явищ, а так само законів при швидкостях, порівнянних із швидкістю світла. Всі події, які вивчаються цією дисципліною, що відбуваються в чотиривимірному просторі, на відміну від "класичного" - тривимірного. Тобто до висоті, ширині і довжині ми додаємо ще один показник - час.

    Яке ще буває визначення механічного руху

    Ми розглянули тільки базові поняття, пов'язані з фізикою. Але сам термін вживається не тільки в механіці, будь то класична або некласична. У науці під назвою "Соціально-економічна статистика" визначення механічного руху населення дається, як міграція. Іншими словами, це переміщення людей на великі відстані, наприклад, в сусідні країни або на сусідні континенти з метою зміни місця проживання. Причинами такого переміщення можуть бути, як неможливість продовжувати жити на своїй території з-за природних катаклізмів, наприклад, постійні повені або засуха, економічних і соціальних проблем у своїй державі, так і втручання зовнішніх сил, наприклад, війна.
    Що називається механічним рухом: визначення і формула
    У цій статті розглянуто те, що називається механічним рухом. Приклади наведено не лише з фізики, а й з інших наук. Це вказує на те, що термін є багатозначним.