변위 벡터의 투영. 변위 신체의 움직임 정도를 결정합니다.

이사에 관해 이야기할 때 다음 사항을 기억하는 것이 중요합니다. 움직이는모션이 고려되는 기준 프레임에 따라 달라집니다. 그림에 주목하세요.

쌀. 4. 본체 변위 계수 결정

몸체는 XOY 평면에서 움직입니다. A점은 몸체의 초기 위치이다. 좌표는 A(x 1; y 1)입니다. 몸체는 B 지점(x 2; y 2)으로 이동합니다. 스톡 콘텐츠 - 이것은 신체의 움직임이 될 것입니다 :

3과. 움직이는 몸체의 좌표 결정

에류트킨 예브게니 세르게예비치

수업의 주제는 "움직이는 물체의 좌표 결정"입니다. 우리는 이미 이동 거리, 속도, 변위 등 운동의 특성에 대해 논의했습니다. 움직임의 주요 특징은 신체의 위치입니다. 그것을 특성화하려면 "변위"라는 개념을 사용할 필요가 있습니다. 이것이 언제든지 신체의 위치를 결정할 수있게 해주는 것이며 이것이 바로 역학의 주요 임무입니다.

쌀. 1. 많은 선형 운동의 합인 경로

변위의 합으로 표현된 궤적

그림에서. 그림 1은 A 지점에서 B 지점까지의 물체의 궤적을 곡선 형태로 보여줍니다. 이는 일련의 작은 변위로 상상할 수 있습니다. 움직이는는 벡터이므로 이동한 전체 경로를 곡선을 따라 매우 작은 변위의 합으로 나타낼 수 있습니다. 각각의 작은 움직임은 직선이며 모두 함께 전체 궤적을 구성합니다. 참고 사항: - 신체의 위치를 결정하는 것은 움직임입니다. 우리는 특정 기준틀 내에서의 모든 움직임을 고려해야 합니다.

신체 좌표

도면은 바디 모션을 위한 참조 시스템과 결합되어야 합니다. 우리가 고려하고 있는 가장 간단한 방법은 한 축을 따라 직선으로 움직이는 것입니다. 움직임을 특성화하기 위해 참조 시스템과 관련된 방법을 한 줄로 사용합니다. 움직임은 선형입니다.

쌀. 2. 1차원적 움직임

그림에서. 그림 2는 OX축과 1차원 운동의 경우를 보여줍니다. 몸은 하나의 축을 따라 직선을 따라 움직입니다. 이 경우 몸체는 A 지점에서 B 지점으로 이동했으며 이동은 벡터 AB였습니다. 점 A의 좌표를 결정하려면 다음을 수행해야 합니다. 축에 대한 수직을 낮추면 이 축의 점 A의 좌표가 X 1로 지정되고 점 B에서 수직을 낮추면 끝의 좌표를 얻습니다. 포인트 - X 2. 이 작업을 마치면 벡터를 OX 축으로 투영하는 것에 대해 이야기할 수 있습니다. 문제를 해결하려면 스칼라 수량인 벡터의 투영이 필요합니다.

축에 벡터 투영

첫 번째 경우 벡터는 OX 축을 따라 향하고 방향이 일치하므로 투영에 더하기 기호가 표시됩니다.

쌀. 3. 모션 프로젝션

빼기 기호가 있는

부정적인 투영의 예

그림에서. 그림 3은 또 다른 가능한 상황을 보여줍니다. 이 경우 벡터 AB는 선택한 축을 향합니다. 이 경우 축에 대한 벡터 투영은 음수 값을 갖습니다. 투영을 계산할 때 벡터 기호 S를 배치해야 하며 하단에 인덱스 X: S x를 배치해야 합니다.

선형 운동의 경로와 변위

직선 운동은 단순한 운동 유형입니다. 이 경우 벡터 투영 계수는 이동 거리라고 말할 수 있습니다. 이 경우 벡터 계수의 길이는 이동 거리와 동일하다는 점에 유의해야 합니다.

쌀. 4. 이동한 경로는 동일합니다.

변위 투영 포함

다양한 상대 축 방향 및 변위의 예

축 및 좌표에 대한 벡터 투영 문제를 최종적으로 이해하기 위해 몇 가지 예를 고려해 보겠습니다.

쌀. 5. 실시예 1

예시 1. 모션 모듈는 변위 투영과 동일하며 X 2 – X 1로 정의됩니다. 즉 최종 좌표에서 초기 좌표를 뺍니다.

쌀. 6. 실시예 2

예 2. 문자 B 아래의 두 번째 그림은 매우 흥미롭습니다. 몸체가 선택한 축에 수직으로 이동하면 이 축의 몸체 좌표는 변경되지 않으며 이 경우 이 축을 따른 변위 계수는 같습니다. 0으로.

그림 7. 실시예 3

예 3. 몸체가 OX 축에 대해 비스듬히 이동하는 경우 벡터의 OX 축에 대한 투영을 결정하면 해당 값의 투영이 벡터 S 자체의 모듈보다 작다는 것이 분명합니다. X 2 - X 1을 빼면 투영의 스칼라 값이 결정됩니다.

경로 및 이동 결정 문제 해결

문제를 고려해 봅시다. 모터보트의 위치를 결정합니다. 보트는 부두에서 출발하여 해안을 따라 처음에는 5km를 직선으로 고르게 걸은 다음 반대 방향으로 3km를 더 걸었습니다. 이동 거리와 변위 벡터의 크기를 결정하는 것이 필요합니다.

주제: 신체의 상호 작용 및 운동 법칙

Lesson 4. 선형 등속운동 중 변위

에류트킨 예브게니 세르게예비치

균일한 선형 운동

먼저 정의를 기억해 봅시다. 등속운동. 정의: 등속운동은 신체가 동일한 시간 간격 동안 동일한 거리를 이동하는 운동입니다.

직선 운동뿐만 아니라 곡선 운동도 균일할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 이제 우리는 직선을 따라 움직이는 특별한 경우를 고려해 보겠습니다. 따라서 균일 직선 운동(URM)은 물체가 직선을 따라 움직이며 동일한 시간 간격으로 동일한 운동을 하는 운동입니다.

속도

그러한 움직임의 중요한 특징은 속도. 7학년부터는 속도가 이동 속도를 특징짓는 물리량이라는 것을 알게 됩니다. 균일한 직선 운동의 경우 속도는 일정한 값입니다. 속도는 벡터량으로 표시되며, 속도의 단위는 m/s이다.

쌀. 1. 속도 투영 표시

그 방향에 따라

그림에 주목하세요. 1. 속도 벡터가 축 방향을 향하면 속도의 투영은 다음과 같습니다. 속도가 선택한 축을 향하는 경우 이 벡터의 투영은 음수가 됩니다.

속도, 경로 및 이동 결정

다음 공식으로 넘어가겠습니다. 속도 계산. 속도는 이 움직임이 발생한 시간에 대한 움직임의 비율로 정의됩니다.

직선 운동 중에 변위 벡터의 길이는 이 몸체가 이동하는 경로와 동일하다는 사실에 주목합니다. 따라서 변위 계수는 이동 거리와 동일하다고 말할 수 있습니다. 이 공식은 7학년과 수학에서 가장 자주 접하게 됩니다. 간단하게 작성됩니다: S = V * t. 그러나 이는 단지 특별한 경우일 뿐이라는 점을 이해하는 것이 중요합니다.

운동 방정식

벡터의 투영은 최종 좌표와 초기 좌표의 차이로 정의된다는 것을 기억한다면, 즉 S x = x 2 – x 1이면 직선 등속 운동에 대한 운동 법칙을 얻을 수 있습니다.

속도 그래프

속도 투영은 음수 또는 양수일 수 있으므로 선택한 축을 기준으로 한 속도 방향에 따라 여기에 플러스 또는 마이너스가 배치됩니다.

쌀. 2. RPD에 대한 속도 투영 대 시간 그래프

위에 제시된 속도 대 시간의 투영 그래프는 등속 운동의 직접적인 특성입니다. 가로축은 시간, 세로축은 속도를 나타냅니다. 속도 투영 그래프가 x축 위에 위치하면 몸체가 Ox축을 따라 양의 방향으로 이동한다는 의미입니다. 그렇지 않으면 이동 방향이 축 방향과 일치하지 않습니다.

경로의 기하학적 해석

쌀. 3. 속도 대 시간 그래프의 기하학적 의미

주제: 신체의 상호 작용 및 운동 법칙

Lesson 5. 직선의 등가속도 운동. 가속

에류트킨 예브게니 세르게예비치

수업 주제는 "불균일 직선운동, 등가속도 직선운동" 입니다. 이러한 움직임을 설명하기 위해 중요한 수량을 소개합니다. 가속. 이전 수업에서 직선 등속 운동 문제에 대해 논의했음을 기억해 봅시다. 속도가 일정하게 유지될 때 이러한 움직임.

고르지 못한 움직임

그리고 속도가 변하면 어떻게 될까요? 이런 경우 움직임이 고르지 않다고 합니다.

순간 속도

고르지 않은 움직임을 특성화하기 위해 새로운 물리량이 도입되었습니다. 순간 속도.

정의: 순간 속도는 주어진 순간 또는 궤도의 주어진 지점에서 신체의 속도입니다.

순간 속도를 표시하는 장치는 자동차, 기차 등 움직이는 모든 차량에서 볼 수 있습니다. 이것은 속도계(영어 - 속도(“속도”))라고 불리는 장치입니다. 순간 속도는 움직임이 발생한 시간에 대한 움직임의 비율로 정의됩니다. 그러나 이 정의는 앞서 제시한 RPD의 속도 정의와 다르지 않습니다. 보다 정확한 정의를 위해서는 시간 간격과 해당 변위가 매우 작아서 0이 되는 경향이 있다는 점에 유의해야 합니다. 그러면 속도가 많이 변할 시간이 없으며 앞서 소개한 공식을 사용할 수 있습니다.

그림에 주목하세요. 1. x 0과 x 1은 변위 벡터의 좌표입니다. 이 벡터가 매우 작으면 속도 변화가 매우 빠르게 발생합니다. 이 경우, 우리는 이 변화를 순간 속도의 변화로 특성화합니다.

쌀. 1. 순간 속도 결정 문제

가속

따라서, 고르지 못한 움직임얼마나 빨리 발생하는지에 따라 지점 간 속도 변화를 특성화하는 것이 합리적입니다. 이러한 속도 변화는 가속도라는 양으로 특징 지어집니다. 가속도는 으로 표시되며 벡터량입니다.

정의: 가속도는 변화가 발생한 시간에 대한 속도 변화의 비율로 정의됩니다.

가속도는 m/s 2 단위로 측정됩니다.

본질적으로 속도의 변화율은 가속도입니다. 가속도 투영 값은 벡터이므로 음수 또는 양수일 수 있습니다.

속도 변화가 어디로 향하든 가속도가 향하게 된다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이는 값이 변경되는 곡선 이동 중에 특히 중요합니다.

주제: 신체의 상호 작용 및 운동 법칙

Lesson 6. 직선 가속 운동의 속도. 속도 그래프

에류트킨 예브게니 세르게예비치

가속

가속이 무엇인지 기억합시다. 가속일정 시간 동안의 속도 변화를 나타내는 물리량입니다. ,

즉, 가속도는 이러한 변화가 발생한 동안의 속도 변화에 의해 결정되는 양입니다.

속도 방정식

가속도를 결정하는 방정식을 사용하여 모든 간격 및 특정 순간의 순간 속도를 계산하는 공식을 작성하는 것이 편리합니다.

이 방정식을 사용하면 신체가 움직이는 순간의 속도를 결정할 수 있습니다. 시간에 따른 속도 변화의 법칙을 연구할 때는 선택한 기준점을 기준으로 속도 방향을 고려해야 합니다.

속도 그래프

속도 그래프(속도 투영)은 균일하게 가속된 직선 운동에 대한 시간에 따른 속도 변화(속도 투영)의 법칙을 그래픽으로 표현한 것입니다.

쌀. 1. 균일하게 가속된 직선 운동에 대한 속도 투영 대 시간 그래프

다양한 그래프를 분석해 보겠습니다.

첫 번째. 속도 투영 방정식: . 속도와 시간이 증가하면 그래프에서 축 중 하나가 시간이고 다른 하나가 속도인 곳에 직선이 나타납니다. 이 선은 초기 속도를 나타내는 지점에서 시작됩니다.

두 번째는 가속 투영의 음수 값에 대한 의존성으로, 움직임이 느릴 때, 즉 절대값의 속도가 먼저 감소합니다. 이 경우 방정식은 다음과 같습니다.

그래프는 점에서 시작하여 시간 축의 교차점인 점까지 계속됩니다. 이 시점에서 신체의 속도는 0이 됩니다. 몸이 멈췄다는 뜻이다.

속도 방정식을 자세히 살펴보면 수학에도 비슷한 함수가 있다는 것을 기억할 것입니다. 이것은 우리가 조사한 그래프를 통해 확인된 직선의 방정식입니다.

몇 가지 특별한 경우

마지막으로 속도 그래프를 이해하기 위해 특별한 경우를 고려해 보겠습니다. 첫 번째 그래프에서 시간에 대한 속도의 의존성은 초기 속도 가 0과 같고 가속도 투영이 0보다 크다는 사실에 기인합니다.

이 방정식을 작성합니다. 그래프 유형 자체는 매우 간단합니다(그래프 1).

쌀. 2. 등가속도 운동의 다양한 경우

두 가지 사례가 더 있습니다. 등가속도 운동다음 두 그래프에 표시됩니다. 두 번째 경우는 몸체가 처음에 음의 가속도 투영으로 이동한 후 OX 축의 양의 방향으로 가속하기 시작한 상황입니다.

세 번째 경우는 가속도 투영이 0보다 작고 몸체가 OX축의 양의 방향과 반대 방향으로 계속 움직이는 상황입니다. 이 경우 속도 모듈이 지속적으로 증가하고 몸체가 가속됩니다.

이 비디오 강의는 사용자가 "선형 균일 가속 운동의 움직임"이라는 주제에 대한 아이디어를 얻는 데 도움이 됩니다. 이 수업 동안 학생들은 직선 등가속도 운동에 대한 지식을 확장할 수 있습니다. 교사는 이러한 이동 중에 변위, 좌표 및 속도를 올바르게 결정하는 방법을 알려줄 것입니다.

주제: 신체의 상호 작용 및 운동 법칙

Lesson 7. 직선 등가속도 운동 중 변위

에류트킨 예브게니 세르게예비치

이전 수업에서 우리는 등속선 운동 중에 이동한 거리를 결정하는 방법에 대해 논의했습니다. 이제 신체의 좌표, 이동 거리 및 변위를 결정하는 방법을 알아볼 시간입니다. 이는 균일하게 가속된 직선 운동을 신체의 매우 작은 균일한 변위의 집합으로 간주하면 수행될 수 있습니다.

갈릴레오의 실험

가속 운동 중 특정 시점에서 신체의 위치 문제를 최초로 해결한 사람은 이탈리아 과학자 갈릴레오 갈릴레이였습니다. 그는 경사면으로 실험을 수행했습니다. 그는 슈트를 따라 머스켓 총알인 공을 발사한 다음 이 몸의 가속도를 결정했습니다. 그는 어떻게 했나요? 그는 경사면의 길이를 알고 심장 박동이나 맥박으로 시간을 결정했습니다.

속도 그래프를 사용하여 움직임 결정

속도 의존성 그래프를 고려하십시오. 균일하게 가속된 선형 운동시간부터. 여러분은 이 관계를 알고 있습니다. 이는 직선입니다: v = v 0 + at

그림 1. 모션 정의

균일하게 가속된 선형 운동

속도 그래프를 작은 직사각형 섹션으로 나눕니다. 각 섹션은 특정한 일정한 속도에 해당합니다. 첫 번째 기간 동안 이동한 거리를 결정하는 것이 필요합니다. 공식을 작성해 봅시다: .

이제 우리가 가지고 있는 모든 수치의 전체 면적을 계산해 보겠습니다. 그리고 등속 운동하는 동안의 면적의 합은 이동한 총 거리입니다.

속도는 지점마다 변경되므로 균일하게 가속된 직선 운동 중에 신체가 이동한 경로를 정확하게 얻을 수 있습니다.

물체가 균일하게 가속된 직선 운동 중에 속도와 가속도가 같은 방향으로 향할 때 변위 모듈은 이동 거리와 동일하므로 변위 모듈을 결정할 때 다음을 결정합니다. 이동 거리. 이 경우 변위 모듈은 속도와 시간의 그래프에 의해 제한되는 그림의 면적과 동일하다고 말할 수 있습니다.

수학 공식을 사용하여 표시된 그림의 면적을 계산해 보겠습니다.

그림의 면적 (수치적으로 이동 거리와 동일)은 밑면의 합에 높이를 곱한 값의 절반과 같습니다. 그림에서 베이스 중 하나는 초기 속도입니다. 그리고 사다리꼴의 두 번째 밑수는 문자로 표시된 최종 속도에 곱해집니다. 이는 사다리꼴의 높이가 움직임이 발생한 기간임을 의미합니다.

이전 강의에서 논의한 최종 속도는 초기 속도와 신체의 일정한 가속으로 인한 기여도의 합으로 쓸 수 있습니다. 결과 표현식은 다음과 같습니다.

괄호를 열면 double이 됩니다. 다음과 같은 표현식을 작성할 수 있습니다.

이러한 표현식을 각각 별도로 작성하면 결과는 다음과 같습니다.

이 방정식은 갈릴레오 갈릴레이의 실험을 통해 처음 얻어졌습니다. 그러므로 우리는 언제든지 신체의 위치를 결정하는 것을 처음으로 가능하게 만든 사람이 바로이 과학자라고 가정 할 수 있습니다. 이것이 역학의 주요 문제에 대한 해결책입니다.

신체 좌표 결정

이제 이동 거리가 우리의 경우와 동일하다는 것을 기억합시다 운동 모듈, 차이로 표현됩니다.

S에 대해 얻은 식을 갈릴레오 방정식에 대입하면 물체가 직선 등가속도 운동으로 움직이는 법칙을 쓸 수 있습니다.

속도, 투영 및 가속도가 음수일 수 있다는 점을 기억해야 합니다.

움직임을 고려하는 다음 단계는 곡선 궤적을 따른 움직임을 연구하는 것입니다.

주제: 신체의 상호 작용 및 운동 법칙

Lesson 8. 초기 속도가 없는 직선 등가속도 운동 중 물체의 움직임

에류트킨 예브게니 세르게예비치

직선 등가속도 운동

신체 움직임의 몇 가지 특징을 고려해 보겠습니다. 직선 등가속도 운동초기 속도 없이. 이 운동을 설명하는 방정식은 16세기 갈릴레오에 의해 도출되었습니다. 직선으로 균일하거나 고르지 않게 움직이는 경우 변위 모듈의 값이 이동 거리와 일치한다는 점을 기억해야 합니다. 수식은 다음과 같습니다.

S=V o t + 2/2에서,

여기서 a는 가속도입니다.

등속운동의 경우

첫 번째로 가장 간단한 경우는 가속도가 0인 상황입니다. 이는 위의 방정식이 다음 방정식이 됨을 의미합니다. S = V 0 t. 이 방정식을 사용하면 다음을 찾을 수 있습니다. 이동 거리균일한 움직임. 이 경우 S는 벡터의 계수입니다. 이는 좌표의 차이로 정의할 수 있습니다. 최종 좌표 x에서 초기 좌표 x 0을 뺀 값입니다. 이 표현식을 공식에 대체하면 시간에 대한 좌표의 의존성을 얻습니다.

초기속도가 없는 운동의 경우

두 번째 상황을 고려해 봅시다. V 0 = 0일 때 초기 속도는 0이며 이는 정지 상태에서 움직임이 시작됨을 의미합니다. 몸은 휴식을 취하고 속도를 얻고 증가하기 시작합니다. 정지 상태에서의 움직임은 초기 속도 없이 기록됩니다: S = 2 /2. 만약 S – 여행 모듈(또는 이동 거리)를 초기 좌표와 최종 좌표의 차이로 지정하고(최종 좌표에서 초기 좌표를 뺍니다), 임의의 순간에 신체의 좌표를 결정할 수 있는 운동 방정식을 얻습니다. 시간: x = x 0 + 2 /2.

가속도 투영은 음수일 수도 있고 양수일 수도 있으므로 증가하거나 감소할 수 있는 신체 좌표에 대해 이야기할 수 있습니다.

시간의 제곱에 대한 경로의 비례

초기 속도가 없는 방정식의 중요한 원리, 즉 신체가 휴식 상태에서 운동을 시작할 때:

S x는 이동 거리이고, t 2에 비례합니다. 즉 시간의 제곱. 동일한 기간(t 1, 2t 1, 3t 1)을 고려하면 다음 관계를 확인할 수 있습니다.

S 1 ~ 1 S 1 = a/2*t 1 2

S 2 ~ 4 S 2 = a/2*(2t 1) 2

S 3 ~ 9 S 3 = a/2*(3t 1) 2

계속하면 패턴이 유지됩니다.

연속적인 기간에 따른 움직임

다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다. 이동 거리는 시간 간격 증가의 제곱에 비례하여 증가합니다. 예를 들어 1초와 같은 단일 기간이 있는 경우 이동 거리는 1 2에 비례합니다. 두 번째 세그먼트가 2초인 경우 이동 거리는 2 2에 비례합니다. = 4.

단위 시간에 대해 특정 간격을 선택하면 이후 동일한 시간 동안 신체가 이동한 총 거리는 정수의 제곱과 관련됩니다.

즉, 이후 매 초마다 신체가 수행하는 움직임은 홀수로 처리됩니다.

S 1:S 2:S 3:…:S n =1:3:5:…:(2n-1)

쌀. 1. 운동

매초마다 홀수로 처리됩니다.

문제의 예를 사용하여 고려된 패턴

연구된 두 가지 매우 중요한 결론은 초기 속도가 없는 균일하게 가속된 직선 운동에만 특징이 있습니다.

문제: 차가 정지한 상태에서 움직이기 시작합니다. 휴식 상태에서 4초 동안 이동하면 7m를 이동하고 이동 시작 후 6초 동안 신체의 가속도와 순간 속도를 결정합니다.

쌀. 2. 문제 해결

해결책: 자동차는 정지 상태에서 움직이기 시작합니다. 따라서 자동차가 이동하는 경로는 다음 공식으로 계산됩니다. S = at 2 /2. 순간 속도는 V = at으로 정의됩니다. S 4 = 7m, 자동차가 4초 동안 이동한 거리입니다. 이는 4초 동안 신체가 이동한 전체 경로와 3초 동안 신체가 이동한 경로의 차이로 표현될 수 있습니다. 이를 사용하여 가속도 a = 2 m/s 2를 얻습니다. 즉, 움직임은 가속되고 직선적입니다. 순간 속도를 결정하려면, 즉 6초가 끝난 후의 속도, 가속도에 시간을 곱해야 합니다. 즉 6초 동안 몸은 계속해서 움직였습니다. 속도 v(6s) = 12m/s를 얻습니다.

답: 가속도 계수는 2m/s 2 입니다. 6초가 끝날 때의 순간 속도는 12m/s입니다.

주제: 신체의 상호 작용 및 운동 법칙

9과: 실험실 작업 1번 "등가속도 운동 연구"

초기 속도 없이"

에류트킨 예브게니 세르게예비치

작업의 목표

실험실 작업의 목적은 신체의 가속도를 결정하는 것입니다. 순간 속도운동이 끝날 때.

이 실험실 작업은 갈릴레오 갈릴레이(Galileo Galilei)에 의해 처음 수행되었습니다. 갈릴레오가 자유낙하의 가속도를 실험적으로 확립할 수 있었던 것은 이 연구 덕분이었습니다.

우리의 임무는 어떻게 결정할 수 있는지 고려하고 분석하는 것입니다. 가속경사진 낙하산을 따라 몸이 움직일 때.

장비

장비: 커플링과 발이 있는 삼각대, 경사 홈이 발에 고정되어 있습니다. 홈통에는 금속 실린더 형태의 정지 장치가 있습니다. 움직이는 몸은 공이다. 시간 카운터는 메트로놈이므로 시작하면 시간이 계산됩니다. 거리를 측정하려면 줄자가 필요합니다.

쌀. 1. 커플링과 풋, 홈과 볼이 있는 삼각대

쌀. 2. 메트로놈, 원통형 정지 장치

측정 테이블

각 열을 채워야 하는 5개의 열로 구성된 테이블을 만들어 보겠습니다.

첫 번째 열은 시간 측정기로 사용되는 메트로놈의 박자 수입니다. S – 다음 열은 몸체가 이동한 거리이며, 공은 경사 슈트 아래로 굴러갑니다. 다음은 이동시간이다. 네 번째 열은 계산된 이동 가속도입니다. 마지막 열은 공의 움직임이 끝날 때의 순간 속도를 보여줍니다.

필수 수식

결과를 얻으려면 다음 공식을 사용하십시오. S = at 2 /2.

여기에서 가속도는 거리의 두 배를 시간의 제곱으로 나눈 비율(a = 2S/t 2)과 동일하다는 것을 쉽게 알 수 있습니다.

순간 속도가속도와 이동 시간의 곱으로 정의됩니다. 이동 시작부터 공이 실린더와 충돌하는 순간까지의 시간: V = at.

실험 수행

실험 자체로 넘어 갑시다. 이렇게 하려면 조정이 필요합니다. 메트로놈그래서 그는 1분에 120번의 타격을 가합니다. 그러면 두 개의 메트로놈 박자 사이에 0.5초(0.5초)의 시간 간격이 있게 됩니다. 메트로놈을 시작하고 시간이 어떻게 계산되는지 살펴봅니다.

다음으로 측정 테이프를 사용하여 정지점을 구성하는 실린더와 이동 시작점 사이의 거리를 결정합니다. 1.5m와 같으며, 슈트를 굴러 내려가는 몸체가 최소 4번의 메트로놈 박자 내에 떨어지도록 거리가 선택됩니다.

쌀. 3. 실험 설정

경험: 움직임의 시작 부분에 배치되고 타격 중 하나로 방출된 공은 결과를 제공합니다(4 타격).

테이블 채우기

결과를 표에 기록하고 계산을 진행합니다.

첫 번째 열에 3이라는 숫자가 입력됐는데 메트로놈 박자가 4개나 있었다?! 첫 번째 타격은 0점에 해당합니다. 우리는 시간을 세기 시작하므로 공이 움직이는 시간은 스트라이크 사이의 간격이고 그 중 3개만 있습니다.

길이 이동한 거리, 즉. 경사면의 길이는 1.5m입니다. 이 값을 방정식에 대입하면 약 1.33m/s 2 와 같은 가속도를 얻습니다. 이는 대략적인 계산이며 소수점 둘째 자리까지 정확합니다.

충격 순간의 순간 속도는 약 1.995m/s입니다.

그래서 우리는 움직이는 물체의 가속도를 어떻게 결정할 수 있는지 알아냈습니다. 우리는 그의 실험에서 갈릴레오 갈릴레이가 평면의 경사각을 변경하여 가속도를 결정했다는 사실에 주목합니다. 이 작업을 수행할 때 오류의 원인을 독립적으로 분석하고 결론을 도출해 보시기 바랍니다.

주제: 신체의 상호 작용 및 운동 법칙

Lesson 10. 등가속 선형 운동에서 가속도, 순간 속도 및 변위 결정에 관한 문제 해결

에류트킨 예브게니 세르게예비치

이 수업은 움직이는 물체의 가속도, 순간 속도 및 변위를 결정하는 문제를 해결하는 데 전념합니다.

경로 및 변위 작업

작업 1은 경로와 움직임에 대한 연구에 전념합니다.

조건: 몸체가 원을 그리며 절반을 통과하면서 움직입니다. 변위 모듈에 대한 이동 경로의 관계를 결정하는 것이 필요합니다.

참고: 문제의 조건이 제공되지만 단일 숫자는 없습니다. 이러한 문제는 물리학 과정에서 자주 나타납니다.

쌀. 1. 신체의 경로와 움직임

몇 가지 표기법을 소개하겠습니다. 몸이 움직이는 원의 반경은 R과 같습니다. 문제를 해결할 때 원과 몸이 움직이는 임의의 점을 A로 표시하는 그림을 만드는 것이 편리합니다. 몸은 B 지점으로 이동하고 S는 반원, S는 움직이는, 이동의 시작점과 끝점을 연결합니다.

문제에 숫자가 하나도 없다는 사실에도 불구하고 답에서는 매우 명확한 숫자(1.57)를 얻습니다.

속도 그래프 문제

문제 2에서는 속도 그래프에 중점을 둡니다.

조건: 두 열차가 평행 선로에서 서로를 향해 이동하고 있습니다. 첫 번째 열차의 속도는 60km/h, 두 번째 열차의 속도는 40km/h입니다. 아래에는 4개의 그래프가 있으며, 이러한 열차의 속도에 대한 투영 그래프를 올바르게 묘사하는 그래프를 선택해야 합니다.

쌀. 2. 문제 2의 상태로

쌀. 3. 차트

문제 2

속도 축은 수직(km/h), 시간 축은 수평(시간)입니다.

첫 번째 그래프에는 두 개의 평행한 직선이 있으며 이는 신체 속도 모듈(60km/h 및 40km/h)입니다. 아래쪽 차트인 2번을 보면 마이너스 영역인 -60과 -40에만 동일한 내용이 표시됩니다. 다른 두 차트의 상단에는 60이 있고 하단에는 -40이 있습니다. 4번째 차트에서는 40이 상단에 -60이 하단에 있습니다. 이 그래프에 대해 무엇을 말할 수 있나요? 문제의 조건에 따라 두 열차가 평행 선로를 따라 서로를 향해 이동하므로 열차 중 하나의 속도 방향과 관련된 축을 선택하면 한 몸체의 속도 투영은 다음과 같습니다. 양수이고 다른 속도의 투영은 음수입니다(속도 자체가 선택한 축을 향하므로). 따라서 첫 번째 그래프도 두 번째 그래프도 답에 적합하지 않습니다. 언제 속도 투영같은 부호가 있으면 두 기차가 같은 방향으로 움직인다고 말할 수 있습니다. 1개의 열차와 관련된 참조 프레임을 선택하면 60km/h의 값은 양수이고 -40km/h의 값은 음수가 되며, 열차는 방향으로 이동합니다. 또는 그 반대로 보고 시스템을 두 번째 열차와 연결하면 그 중 하나의 예상 속도는 40km/h이고 다른 하나는 -60km/h입니다. 따라서 두 그래프(3과 4)가 모두 적합합니다.

답: 3과 4 그래프.

균일하게 느린 동작으로 속도를 결정하는 문제

조건: 자동차는 36km/h의 속도로 움직이고 10초 이내에 0.5m/s 2의 가속도로 제동합니다. 제동이 끝날 때 속도를 결정하는 것이 필요합니다

이 경우 OX 축을 선택하고 이 축을 따라 초기 속도를 지정하는 것이 더 편리합니다. 초기 속도 벡터는 축과 동일한 방향으로 향하게 됩니다. 자동차의 속도가 느려지기 때문에 가속도는 반대 방향으로 향하게 됩니다. OX 축에 대한 가속도 투영에는 마이너스 기호가 표시됩니다. 순간적인 최종 속도를 찾기 위해 속도 투영 방정식을 사용합니다. 다음과 같이 작성해 보겠습니다. V x = V 0x - at. 값을 대체하면 5m/s의 최종 속도를 얻습니다. 이는 제동 후 10초 동안 속도가 5m/s가 된다는 것을 의미합니다. 답: V x = 5m/s.

속도 그래프에서 가속도를 결정하는 작업

그래프는 시간에 따른 속도의 4가지 의존성을 보여 주며, 이들 몸체 중 최대 가속도를 갖는 몸체와 최소 가속도를 갖는 몸체를 결정하는 것이 필요합니다.

쌀. 4. 문제 4의 조건에

문제를 해결하려면 4개의 그래프를 모두 차례로 고려해야 합니다.

가속도를 비교하려면 해당 값을 결정해야 합니다. 각 몸체에 대해 가속도는 이러한 변화가 발생한 시간에 대한 속도 변화의 비율로 정의됩니다. 다음은 네 몸체 모두에 대한 가속도 계산입니다.

보시다시피 두 번째 몸체의 가속도 계수는 최소이고 세 번째 몸체의 가속도 계수는 최대입니다.

답: |a 3 | - 최대, |a 2 | - 분.

Lesson 11. "직선 균일 및 비균일 운동" 주제에 대한 문제 해결

에류트킨 예브게니 세르게예비치

두 가지 문제를 살펴보겠습니다. 그 중 하나에 대한 솔루션은 두 가지 버전으로 제공됩니다.

균일한 슬로모션 동안 이동한 거리를 결정하는 작업

조건: 900km/h의 속도로 비행하는 비행기가 착륙합니다. 항공기가 완전히 멈출 때까지의 시간은 25초입니다. 활주로의 길이를 결정하는 것이 필요합니다.

쌀. 1. 문제 1의 조건에

궤도- 몸이 움직일 때 묘사하는 선입니다.

꿀벌의 궤적

길궤적의 길이입니다. 즉, 신체가 움직이는 곡선의 길이입니다. 경로는 스칼라 수량입니다! 움직이는- 벡터량 ! 몸체의 초기 출발점에서 최종점까지 그려진 벡터입니다. 벡터의 길이와 동일한 숫자 값을 가집니다. 경로와 변위는 상당히 다른 물리량입니다.

다양한 경로 및 이동 지정이 나타날 수 있습니다.

움직임의 양

신체가 t 1 기간 동안 s 1 동작을 하고, 다음 t 2 기간 동안 s 2 동작을 하도록 합니다. 그런 다음 전체 이동 시간 동안 변위 s 3은 벡터 합입니다.

균일한 움직임

크기와 방향이 일정한 속도로 운동합니다. 무슨 뜻이에요? 자동차의 움직임을 생각해 보세요. 그녀가 직선으로 운전하면 속도계에 동일한 속도 값(속도 모듈)이 표시되므로 이 움직임은 균일합니다. 자동차가 방향을 바꾸면(회전) 속도 벡터의 방향이 바뀌었다는 의미입니다. 속도 벡터는 자동차가 진행하는 방향과 같은 방향을 향합니다. 속도계가 동일한 숫자를 표시한다는 사실에도 불구하고 이러한 움직임은 균일한 것으로 간주될 수 없습니다.

속도 벡터의 방향은 항상 신체의 운동 방향과 일치합니다.

회전목마 위의 움직임이 균일하다고 간주될 수 있습니까(가속이나 제동이 없는 경우)? 불가능합니다. 이동 방향은 끊임없이 변하므로 속도 벡터가 변합니다. 추론으로부터 우리는 등속 운동이 다음과 같다는 결론을 내릴 수 있습니다. 항상 직선으로 움직이고 있어요!이는 등속 운동의 경우 경로와 변위가 동일하다는 것을 의미합니다(이유를 설명하십시오).

균일한 움직임으로 동일한 시간 동안 신체가 동일한 거리를 이동할 것이라고 상상하는 것은 어렵지 않습니다.

운동학에서는 다양한 양을 찾기 위해 수학적 방법을 사용합니다. 특히 변위 벡터의 크기를 찾으려면 벡터 대수학의 공식을 적용해야 합니다. 여기에는 벡터의 시작점과 끝점의 좌표가 포함됩니다. 초기 및 최종 신체 위치.

지침

이동하는 동안 물질 몸체는 공간에서의 위치를 변경합니다. 그 궤적은 직선이거나 임의적일 수 있으며 길이는 신체의 경로이지만 이동한 거리는 아닙니다. 이 두 양은 직선 운동의 경우에만 일치합니다.

따라서 몸체가 A 지점(x0, y0)에서 B 지점(x, y)으로 이동하도록 합니다. 변위 벡터의 크기를 찾으려면 벡터 AB의 길이를 계산해야 합니다. 좌표축을 그리고 그 위에 몸체 A와 B의 초기 및 최종 위치에 대한 알려진 지점을 표시합니다.

A점에서 B점까지 선을 그리고 방향을 나타냅니다. 끝의 투영을 축으로 낮추고 그래프에 고려중인 점을 통과하는 평행하고 동일한 세그먼트를 그립니다. 그림에는 투영 변과 빗변 변위가 있는 직각 삼각형이 표시되는 것을 볼 수 있습니다.

피타고라스의 정리를 이용하여 빗변의 길이를 구합니다. 이 방법은 벡터 대수학에서 널리 사용되며 삼각형 규칙이라고 합니다. 먼저 다리의 길이를 기록하십시오. 이는 점 A와 B의 해당 가로 좌표와 세로 좌표 간의 차이와 같습니다.
ABx = x – x0 – 벡터를 Ox 축에 투영합니다.
ABy = y – y0 – Oy 축에 대한 투영입니다.

변위 |AB|를 정의합니다.
|AB| = ?(ABx? + ABy?) = ((x – x0)? + (y – y0)?).

3차원 공간의 경우 공식에 세 번째 좌표를 추가합니다. z를 적용합니다.
|AB| = ?(ABx? + ABy? + ABz?) = ((x – x0)? + (y – y0)? + (z – z0)?).

결과 공식은 모든 궤적 및 이동 유형에 적용될 수 있습니다. 이 경우 변위의 크기는 중요한 특성을 갖습니다. 이는 항상 경로 길이보다 작거나 같으며 일반적인 경우 해당 선은 궤적 곡선과 일치하지 않습니다. 투영은 0보다 크거나 작을 수 있는 수학적 양입니다. 그러나 이는 균등하게 계산에 참여하므로 중요하지 않습니다.

무게 관성을 특징 짓는 신체의 속성입니다. 주변 물체의 동일한 영향을 받아 한 몸체는 속도를 빠르게 변경할 수 있는 반면, 동일한 조건에서 다른 몸체는 훨씬 더 느리게 변할 수 있습니다. 이 두 몸체 중 두 번째 몸체의 관성이 더 크다고 말하는 것이 관례입니다. 즉, 두 번째 몸체의 질량이 더 큽니다.

두 몸체가 서로 상호 작용하면 결과적으로 두 몸체의 속도가 변경됩니다. 즉, 상호 작용 과정에서 두 몸체가 가속도를 얻습니다. 이 두 물체의 가속도 비율은 어떤 영향을 받더라도 일정한 것으로 나타났습니다. 물리학에서는 상호 작용하는 물체의 질량이 상호 작용의 결과로 물체가 얻은 가속도에 반비례한다는 것이 인정됩니다.

힘 신체의 상호 작용을 정량적으로 측정하는 것입니다. 힘은 신체의 속도를 변화시킵니다. 뉴턴 역학에서 힘은 마찰력, 중력, 탄성력 등 다양한 물리적 특성을 가질 수 있습니다. 힘은 벡터량. 물체에 작용하는 모든 힘의 벡터합을 벡터라고 합니다. 합력.

힘을 측정하려면 다음을 설정해야 합니다. 힘의 기준그리고 비교 방법이 표준을 가진 다른 세력.

힘의 표준으로 특정 길이만큼 늘어난 용수철을 사용할 수 있습니다. 힘 모듈 에프이 스프링이 고정된 장력으로 끝 부분에 부착된 몸체에 작용하는 것을 0이라고 합니다. 힘의 기준. 다른 힘을 표준과 비교하는 방법은 다음과 같습니다. 측정된 힘과 기준 힘의 영향을 받는 물체가 정지 상태를 유지하는 경우(또는 균일하고 직선으로 움직이는 경우) 힘의 크기는 동일합니다. 에프 = 에프 0(그림 1.7.3).

측정된 힘의 경우 에프기준 힘보다 크면(절대값으로) 두 개의 기준 스프링을 병렬로 연결할 수 있습니다(그림 1.7.4). 이 경우 측정된 힘은 2입니다. 에프 0 . 힘 3도 비슷하게 측정할 수 있습니다. 에프 0 , 4에프 0 등

2 미만의 측정력 에프 0의 경우는 그림 1과 같은 방식으로 수행될 수 있다. 1.7.5.

국제 단위계의 기준 힘은 다음과 같습니다. 뉴턴(N).

1N의 힘은 1kg의 물체에 1m/s의 가속도를 줍니다.

실제로 측정된 모든 힘을 표준과 비교할 필요는 없습니다. 힘을 측정하기 위해 위에서 설명한 대로 보정된 스프링이 사용됩니다. 이러한 보정된 스프링을 호출합니다. 동력계 . 힘은 동력계의 신장으로 측정됩니다(그림 1.7.6).

뉴턴의 역학 법칙 -소위 말하는 세 가지 법칙. 고전 역학. I. Newton(1687)이 공식화했습니다. 제1법칙: "모든 물체는 적용된 힘에 의해 해당 상태를 변경하도록 강요받지 않는 한 정지 상태 또는 균일하고 직선적인 운동 상태를 계속 유지합니다." 제2법칙: "운동량의 변화는 적용된 추진력에 비례하며 이 힘이 작용하는 직선 방향으로 발생합니다." 세 번째 법칙: "작용은 항상 동일하고 반대되는 반응을 갖습니다. 그렇지 않으면 두 물체의 상호 작용은 동일하고 반대 방향으로 향합니다." 1.1. 관성의 법칙(뉴턴의 제1법칙) : 다른 물체의 힘에 영향을 받지 않는 자유물체는 정지상태 또는 등속선운동 상태에 있다. (여기서 속도의 개념은 비병진운동의 경우 물체의 질량중심에 적용된다.) ). 즉, 신체는 관성(라틴어 관성 - "비활성", "관성"), 즉 신체에 대한 외부 영향이 보상되면 속도를 유지하는 현상이 특징입니다. 관성의 법칙을 만족하는 기준 시스템을 관성 기준 시스템(IRS)이라고 합니다. 관성의 법칙은 갈릴레오 갈릴레이(Galileo Galilei)에 의해 처음 공식화되었으며, 그는 많은 실험 끝에 자유 물체가 일정한 속도로 움직이려면 외부 원인이 필요하지 않다는 결론을 내렸습니다. 그 전에는 (아리스토텔레스로 돌아가는) 다른 관점이 일반적으로 받아 들여졌습니다. 자유 몸체는 정지 상태이며 일정한 속도로 움직이려면 일정한 힘을 가해야합니다. 이후 뉴턴은 그의 세 가지 유명한 법칙 중 첫 번째로 관성의 법칙을 공식화했습니다. 갈릴레오의 상대성 원리: 모든 관성 기준계에서 모든 물리적 과정은 동일한 방식으로 진행됩니다. 관성 기준 시스템에 대해 정지 상태 또는 균일한 직선 운동(통상적으로 "정지") 상태가 된 기준 시스템에서는 모든 프로세스가 정지 시스템에서와 정확히 동일한 방식으로 진행됩니다. 관성 참조 시스템의 개념은 추상 모델(실제 객체 대신 고려되는 특정 이상적인 객체. 추상 모델의 예는 절대적으로 강체 또는 무중력 스레드)이며 실제 참조 시스템은 항상 연관되어 있습니다. 어떤 물체를 사용하면 그러한 시스템에서 실제로 관찰된 신체 운동과 계산 결과의 일치가 불완전할 수 있습니다. 1.2 운동의 법칙 - 신체가 움직이는 방식이나 보다 일반적인 유형의 모션이 발생하는 방식에 대한 수학적 공식입니다. 물질 점의 고전 역학에서 운동 법칙은 시간에 대한 세 개의 공간 좌표의 세 가지 의존성 또는 시간, 유형에 대한 하나의 벡터 수량(반지름 벡터)의 의존성을 나타냅니다. 운동 법칙은 문제에 따라 역학의 미분 법칙이나 적분 법칙에서 찾을 수 있습니다. 에너지 보존의 법칙 - 닫힌계의 에너지는 시간이 지나도 보존된다는 자연의 기본법칙. 즉, 에너지는 무(無)에서 생겨날 수도 없고, 어떤 것으로 사라질 수도 없으며, 단지 한 형태에서 다른 형태로 이동할 수 있을 뿐입니다. 에너지 보존 법칙은 물리학의 다양한 분야에서 발견되며 다양한 유형의 에너지 보존에서 나타납니다. 예를 들어, 고전 역학에서 법칙은 기계적 에너지(위치 에너지와 운동 에너지의 합) 보존으로 나타납니다. 열역학에서는 에너지 보존 법칙을 열역학 제1법칙이라고 하며, 열에너지 외에 에너지 보존에 대해서도 이야기합니다. 에너지 보존 법칙은 특정한 양이나 현상에 적용되는 것이 아니라 언제 어디서나 적용되는 일반적인 패턴을 반영하므로 법칙이라기보다는 에너지 보존의 원리라고 부르는 것이 더 정확합니다. 특별한 경우는 기계 에너지 보존의 법칙입니다. 보수적인 기계 시스템의 기계 에너지는 시간이 지남에 따라 보존됩니다. 간단히 말해서, 마찰(소산력)과 같은 힘이 없으면 기계적 에너지는 무(無)에서 발생하지 않으며 어디에서도 사라질 수 없습니다. Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 에너지 보존 법칙은 필수 법칙입니다. 이는 미분 법칙의 작용으로 구성되며 결합된 작용의 속성임을 의미합니다. 예를 들어, 영구 운동 기계를 만드는 것이 불가능하다는 것은 에너지 보존 법칙 때문이라는 말도 있습니다. 그러나 그것은 사실이 아닙니다. 실제로, 모든 영구 운동 기계 프로젝트에서는 미분 법칙 중 하나가 발생하며, 이것이 바로 엔진이 작동하지 않게 만드는 이유입니다. 에너지 보존 법칙은 단순히 이 사실을 일반화합니다. 뇌터의 정리에 따르면 역학적 에너지 보존 법칙은 시간의 균질성의 결과입니다. 1.3. 운동량 보존 법칙 (운동량 보존 법칙, 뉴턴의 제2법칙) 닫힌 계의 모든 물체(또는 입자)의 운동량의 합은 일정한 값임을 나타냅니다. 뉴턴의 법칙에 따르면 빈 공간에서 운동량은 시간에 따라 보존되며 상호 작용이 있을 때 변화율은 적용된 힘의 합에 의해 결정됩니다. 고전 역학에서 운동량 보존 법칙은 일반적으로 뉴턴의 법칙의 결과로 도출됩니다. 그러나 이 보존 법칙은 뉴턴 역학이 적용되지 않는 경우(상대론 물리학, 양자 역학)에도 적용됩니다. 다른 보존 법칙과 마찬가지로 운동량 보존 법칙은 근본적인 대칭 중 하나인 공간의 균질성을 설명합니다. 뉴턴의 제3법칙 상호작용하는 두 몸체에 어떤 일이 일어나는지 설명합니다. 두 개의 몸체로 구성된 닫힌 시스템을 예로 들어 보겠습니다. 첫 번째 몸체는 특정 힘 F12로 두 번째 몸체에 작용할 수 있고 두 번째 몸체는 F21 힘으로 첫 번째 몸체에 작용할 수 있습니다. 힘은 어떻게 비교됩니까? 뉴턴의 세 번째 법칙은 작용력의 크기는 같고 반작용력의 방향은 반대라고 말합니다. 이러한 힘은 서로 다른 몸체에 적용되므로 전혀 보상되지 않는다는 점을 강조하겠습니다. 법칙 자체: 신체는 크기가 같고 방향이 반대인 동일한 직선을 따라 향하는 힘으로 서로 작용합니다. 1.4. 관성력 엄밀히 말하면 뉴턴의 법칙은 관성 기준계에서만 유효합니다. 비관성 기준계에서 물체의 운동 방정식을 솔직하게 적어보면 뉴턴의 제2법칙과는 모양이 다를 것입니다. 그러나 고려를 단순화하기 위해 가상의 "관성력"이 도입된 다음 이러한 운동 방정식이 뉴턴의 제2법칙과 매우 유사한 형태로 다시 작성되는 경우가 많습니다. 수학적으로 여기에 있는 모든 것은 정확하지만 물리학의 관점에서 볼 때 새로운 가상의 힘은 실제 상호 작용의 결과로 실제적인 것으로 간주될 수 없습니다. 다시 한 번 강조하자면, "관성력"은 관성 기준 시스템과 비관성 기준 시스템에서 운동 법칙이 어떻게 다른지에 대한 편리한 매개변수화일 뿐입니다. 1.5. 점도의 법칙 뉴턴의 점도 법칙(내부 마찰)은 내부 마찰 응력 τ(점도)와 유체(액체 및 기체)에 대한 공간 내 매체 v의 속도 변화(변형률)와 관련된 수학적 표현입니다. 값 eta는 내부 마찰 계수 또는 동적 점도 계수(GHS 단위 - 포이즈)라고 합니다. 동점도 계수는 μ = eta / ρ 값입니다(CGS 단위는 Stokes, ρ는 매체의 밀도). 뉴턴의 법칙은 물리적 동역학 방법을 사용하여 분석적으로 얻을 수 있습니다. 여기서 점도는 일반적으로 열전도율 및 이에 상응하는 열전도도에 대한 푸리에 법칙과 동시에 고려됩니다. 가스 운동 이론에서 내부 마찰 계수는 다음 공식으로 계산됩니다. 어디< u >는 분자의 평균 열 운동 속도이고, λ는 평균 자유 경로입니다.

이 용어에는 다른 의미도 있습니다. 이동(의미)을 참조하세요.

움직이는(운동학에서) - 선택한 기준 시스템을 기준으로 시간이 지남에 따라 공간에서 물리적 몸체의 위치가 변경됩니다.

물질점의 이동과 관련하여 움직이는이 변화를 특징으로 하는 벡터를 벡터라고 합니다. 가산성의 성질을 가지고 있습니다. 일반적으로 이탈리아어에서 S → (\displaystyle (\vec (S))) 기호로 표시됩니다. 에스포스타멘토(움직임).

벡터 계수 S → (\displaystyle (\vec (S)))는 국제 단위계(SI)의 미터 단위로 측정된 변위 계수입니다. GHS 시스템에서 - 센티미터 단위.

이동을 점의 반경 벡터의 변화로 정의할 수 있습니다: Δ r → (\displaystyle \Delta (\vec (r))) .

변위 모듈은 이동 중에 속도 방향이 변하지 않는 경우에만 이동 거리와 일치합니다. 이 경우 궤적은 직선 세그먼트가 됩니다. 예를 들어 곡선 운동과 같은 다른 경우에는 삼각형 부등식으로 인해 경로가 엄격히 길어집니다.

지점의 순간 속도는 이동이 수행되는 짧은 시간에 대한 이동 비율의 한계로 정의됩니다. 더 엄밀히 말하면:

V → = lim Δ t → 0 Δ r → Δ t = d r → d t (\displaystyle (\vec (v))=\lim \limits _(\Delta t\to 0)(\frac (\Delta (\vec (r)))(\Delta t))=(\frac (d(\vec (r)))(dt))) .

III. 궤적, 경로 및 이동

물질점의 위치는 임의로 선택된 다른 물체와 관련하여 결정됩니다. 참조 신체. 그 사람에게 연락함 참조 프레임– 기준 신체와 관련된 좌표계 및 시계 세트.

데카르트 좌표계에서 이 시스템을 기준으로 주어진 시간에 점 A의 위치는 세 개의 좌표 x, y 및 z 또는 반경 벡터로 특징지어집니다. 아르 자형– 좌표계의 원점에서 주어진 점까지 그려진 벡터입니다. 재료 점이 이동하면 시간이 지남에 따라 좌표가 변경됩니다. 아르 자형=아르 자형(t) 또는 x=x(t), y=y(t), z=z(t) – 물질점의 운동 방정식.

역학의 주요 임무– 초기 시간 t 0 의 시스템 상태와 움직임을 지배하는 법칙을 아는 것은 이후의 모든 시간 t의 시스템 상태를 결정합니다.

궤도물질 점의 이동 - 공간에서 이 점에 의해 설명되는 선입니다. 궤적의 형태에 따라 다음과 같은 것이 있다. 직선의그리고 곡선의포인트 이동. 점의 궤적이 평평한 곡선인 경우, 즉 완전히 하나의 평면에 있는 경우 점의 운동을 호출합니다. 평평한.

시간이 시작된 이후 재료 지점이 횡단한 궤적 AB 구간의 길이를 호출합니다. 경로 길이Δs는 시간의 스칼라 함수입니다: Δs=Δs(t). 단위 - 미터(m) – 진공에서 빛이 1/299792458초 동안 이동한 경로의 길이입니다.

IV. 움직임을 지정하는 벡터 방법

반경 벡터 아르 자형– 좌표계의 원점에서 주어진 점까지 그려진 벡터입니다. 벡터 Δ 아르 자형=아르 자형-아르 자형 0 , 이동점의 초기 위치에서 주어진 시간의 위치까지 그려지는 것을 이라고 합니다. 움직이는(고려된 기간 동안 점의 반경 벡터 증가).

평균 속도 벡터 v>는 시간 간격 Δt에 대한 지점의 반경 벡터의 증분 Δr의 비율입니다. (1) 평균 속도의 방향은 Δr의 방향과 일치합니다. Δt가 무제한으로 감소하면 평균 속도는 순간 속도 v라고 하는 제한 값에 가까워지는 경향이 있습니다. 순간 속도는 주어진 시간과 궤도의 주어진 지점에서 신체의 속도입니다. (2). 순간 속도는 시간에 대한 이동점의 반경 벡터의 1차 미분과 동일한 벡터량입니다.

속도 변화의 속도를 특성화하려면 V역학의 점, 벡터 물리량이라고 합니다. 가속.

중간 가속도 t에서 t+Δt까지의 간격에서 고르지 않은 움직임을 속도 변화 Δ의 비율과 동일한 벡터량이라고 합니다. V시간 간격 Δt에:

순간 가속도시간 t에서의 재료 지점은 평균 가속도의 한계가 됩니다: (4). 가속 ㅏ 는 시간에 대한 속도의 1차 도함수와 동일한 벡터량입니다.

V. 움직임을 지정하는 좌표 방법

점 M의 위치는 반경 벡터로 특징지어질 수 있습니다. 아르 자형또는 세 개의 좌표 x, y 및 z: M(x,y,z). 반경 벡터는 좌표축을 따라 향하는 세 벡터의 합으로 표현될 수 있습니다: (5).

속도의 정의로부터 (6). (5)와 (6)을 비교하면 다음과 같습니다. (7). (7) 공식 (6)을 고려하여 (8)을 쓸 수 있습니다. 속도 모듈은 다음에서 찾을 수 있습니다: (9).

가속도 벡터의 경우도 유사합니다.

(10),

(11),

움직임을 정의하는 자연스러운 방법(궤적 매개변수를 사용하여 움직임 설명)

움직임은 s=s(t) 공식으로 설명됩니다. 궤적의 각 지점은 해당 값 s로 특징지어집니다. 반경 벡터는 s의 함수이고 궤적은 다음 방정식으로 주어질 수 있습니다. 아르 자형=아르 자형(에스). 그 다음에 아르 자형=아르 자형(t)는 복잡한 함수로 표현될 수 있습니다. 아르 자형. (14)를 구별해보자. 값 Δs – 궤적을 따라 두 점 사이의 거리, |Δ 아르 자형| - 직선상에서 그들 사이의 거리. 포인트가 가까울수록 차이는 줄어듭니다. , 어디 τ – 궤적에 접하는 단위 벡터. , 그러면 (13)은 다음과 같은 형식을 갖습니다. V=τ v (15). 따라서 속도는 궤적에 접선 방향으로 향합니다.

가속도는 운동 궤적의 접선에 대해 어떤 각도로도 향할 수 있습니다. 가속도의 정의로부터 (16). 만약에 τ 는 궤적에 접하고, 는 이 접선에 수직인 벡터입니다. 즉 정상적으로 지시됩니다. 법선 방향의 단위 벡터가 표시됩니다. N. 벡터의 값은 1/R입니다. 여기서 R은 궤적의 곡률 반경입니다.

경로로부터 멀리 떨어져 있고 법선 방향의 R에 위치한 점 N, 궤적의 곡률 중심이라고합니다. 그런 다음 (17). 위의 내용을 고려하여 공식 (16)은 다음과 같이 작성할 수 있습니다. (18).

전체 가속도는 서로 수직인 두 개의 벡터로 구성됩니다. 운동 궤적을 따라 향하고 접선이라고 불리는 가속도와 법선을 따라 궤적에 수직으로 향하는 가속도, 즉 궤적의 곡률 중심에 위치하며 정상이라고 합니다.

총 가속도의 절대값을 찾습니다. (19).

2강 원 안의 물질점의 이동. 각변위, 각속도, 각가속도. 선형 운동량과 각도 운동량 사이의 관계. 각속도와 가속도의 벡터.

강의개요

회전 운동의 운동학

회전 운동에서 짧은 시간 동안 몸 전체의 변위를 측정한 값 dt는 벡터입니다. d∅초등 신체 회전. 초등학교 차례 (또는으로 표시됨)은 다음과 같이 간주될 수 있습니다. 의사벡터(마치).

각도 운동 - 크기가 회전 각도와 같고 방향이 병진 운동 방향과 일치하는 벡터량 오른쪽 나사 (끝에서 볼 때 몸체의 회전이 시계 반대 방향으로 발생하는 것처럼 보이도록 회전축을 따라 지정됩니다.) 각도 변위의 단위는 rad입니다.

시간에 따른 각변위의 변화율은 다음과 같은 특징이 있습니다. 각속도 ω . 강체의 각속도는 시간에 따른 몸체의 각 변위 변화율을 나타내는 벡터 물리량이며 단위 시간당 몸체에 의해 수행되는 각 변위와 같습니다.

방향성 벡터 ω 회전축을 따라 같은 방향으로 d∅ (오른쪽 나사 규칙에 따름) 각속도의 단위는 rad/s입니다.

시간에 따른 각속도의 변화율은 다음과 같은 특징이 있습니다. 각가속도 ε

(2).

벡터 ε은 dΩ와 동일한 방향으로 회전축을 따라 향합니다. 즉, 가속 회전, 느린 회전.

각가속도의 단위는 rad/s2입니다.

동안 dt강체 A의 임의의 점을 다음으로 이동합니다. 박사, 그 길을 걸어온 DS. 그림에서 알 수 있듯이 박사 각도 변위의 벡터 곱과 같습니다. d∅ 반경 - 점 벡터 아르 자형 : 박사 =[ d∅ · 아르 자형 ] (3).

포인트의 선형 속도는 다음 관계에 의해 궤적의 각속도 및 반경과 관련됩니다.

벡터 형식에서 선형 속도에 대한 공식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다. 벡터 제품: (4)

벡터 곱의 정의에 따라 그 모듈은 와 같고, 여기서 는 벡터와 사이의 각도이며, 방향은 에서 으로 회전할 때 오른쪽 프로펠러의 병진 운동 방향과 일치합니다.

(4)를 시간과 관련하여 미분해 보겠습니다.

- 선형 가속도, - 각가속도, - 선형 속도를 고려하면 다음을 얻습니다.

오른쪽의 첫 번째 벡터는 점의 궤적에 접하는 방향으로 향합니다. 이는 선형 속도 계수의 변화를 특징으로 합니다. 따라서 이 벡터는 점의 접선 가속도입니다. ㅏ τ =[ ε · 아르 자형 ] (7). 접선 가속도 모듈은 다음과 같습니다. ㅏ τ = ε · 아르 자형. (6)의 두 번째 벡터는 원의 중심을 향하고 선형 속도 방향의 변화를 나타냅니다. 이 벡터는 점의 일반 가속도입니다. ㅏ N =[ ω · V ] (8). 그 모듈러스는 n =Ω·v와 같거나 다음을 고려합니다. V= ω· 아르 자형, ㅏ N = ω 2 · 아르 자형= V2 / 아르 자형 (9).

회전 운동의 특수한 경우

균일한 회전의 경우: , 따라서 .

균일한 회전을 특징으로 할 수 있습니다. 순환 기간 티- 한 점이 완전히 한 바퀴 회전하는 데 걸리는 시간,

회전수 - 원을 그리며 등속 운동하는 동안 물체가 단위 시간당 회전하는 횟수: (11)

속도 단위 - 헤르츠(Hz).

균일하게 가속되는 회전 운동 :

(13), (14) (15).

3강 뉴턴의 제1법칙. 힘. 행동력의 독립 원칙. 결과적인 힘. 무게. 뉴턴의 제2법칙. 맥박. 운동량 보존의 법칙. 뉴턴의 제3법칙. 물질점의 충격 모멘트, 힘의 모멘트, 관성 모멘트.

강의개요

뉴턴의 제1법칙

뉴턴의 제2법칙

뉴턴의 제3법칙

물질점의 충격 모멘트, 힘의 모멘트, 관성 모멘트

뉴턴의 제1법칙. 무게. 힘

뉴턴의 제1법칙: 물체가 직선적이고 균일하게 움직이거나 힘이 작용하지 않거나 힘의 작용이 보상되는 경우 정지 상태에 있는 기준 시스템이 있습니다.

뉴턴의 제1법칙은 관성 기준계에서만 만족되며 관성 기준계의 존재를 주장합니다.

관성-이것은 속도를 일정하게 유지하려고 노력하는 신체의 속성입니다.

관성적용된 힘의 영향으로 속도 변화를 방지하기 위해 신체의 속성을 호출합니다.

체질량– 이것은 관성의 정량적 측정인 물리량이며, 스칼라 추가량입니다. 질량의 가산성신체 시스템의 질량은 항상 각 신체의 질량을 합한 것과 같습니다. 무게– SI 시스템의 기본 단위.

상호작용의 한 형태는 기계적 상호작용. 기계적 상호작용은 신체의 변형과 속도의 변화를 유발합니다.

힘– 이것은 신체가 가속을 얻거나 모양과 크기를 변경(변형)시키는 결과로 다른 신체 또는 필드에서 신체에 대한 기계적 충격을 측정하는 벡터량입니다. 힘은 모듈러스, 작용 방향, 신체에 적용되는 지점으로 특징지어집니다.

변위를 결정하는 일반적인 방법

 1 =X 1  11 +X 2  12 +X 3  13 +…

 2 =X 1  21 +X 2  22 +X 3  23 +…

 3 =X 1  31 +X 2  32 +X 3  33 +…

일정한 힘의 작용: A=P P, P – 일반화된 힘– 모든 하중(집중력, 집중 모멘트, 분산 하중),  P – 일반화된 움직임(편향, 회전 각도).  mn 지정은 일반화된 힘 "n"의 작용으로 인해 발생하는 일반화된 힘 "m" 방향으로의 이동을 의미합니다. 여러 힘 요인으로 인해 발생한 총 변위:  P = P P + P Q + P M . 단일 힘 또는 단일 순간으로 인한 움직임:  – 특정 변위 . 단위 힘 P = 1이 변위  P를 야기한 경우, 힘 P에 의해 발생한 총 변위는 다음과 같습니다:  P = P P. 시스템에 작용하는 힘 계수가 X 1, X 2, X로 지정된 경우 3 등, 그런 다음 각각의 방향으로 이동합니다.

여기서 X 1  11 =+ 11; X 2  12 =+ 12 ; Х i  m i =+ m i . 특정 동작의 크기:

, J-줄, 일의 크기는 1J = 1Nm입니다.

탄성계에 작용하는 외력의 작용:

.

- 탄성계에 일반화된 힘의 정적 작용을 받는 실제 일은 힘의 최종 값과 해당 변위의 최종 값을 곱한 값의 절반과 같습니다. 평면 굽힘의 경우 내부 힘(탄성력)의 작용:

,

k는 단면적에 대한 접선 응력의 고르지 않은 분포를 고려하고 단면의 모양에 따라 달라지는 계수입니다.

에너지 보존 법칙에 기초: 위치 에너지 U=A.

일 상호성 정리(Betley's theorem) . 탄력적 시스템의 두 가지 상태:

 1

1 - 방향으로의 움직임. 힘 P 1의 작용으로부터 힘 P 1;

 12 – 방향으로 이동합니다. 힘 P 2의 작용으로부터 힘 P 1;

 21 – 방향으로 이동합니다. 힘 P 1의 작용으로부터 힘 P 2;

 22 – 방향으로 이동합니다. 힘 P 2의 작용으로 P 2를 힘을 가합니다.

A 12 =P 1  12 – 두 번째 상태의 힘 P 2에 의해 발생하는 방향의 움직임에 대해 첫 번째 상태의 힘 P 1에 의해 수행되는 작업입니다. 유사하게: A 21 =P 2  21 – 첫 번째 상태의 힘 P 1에 의해 발생하는 방향으로의 움직임에 대한 두 번째 상태의 힘 P 2의 작용. A 12 = A 21. 힘과 모멘트의 수에 관계없이 동일한 결과가 얻어집니다. 일 상호주의 정리: P 1  12 = P 2  21 .

두 번째 상태의 힘에 의해 발생한 방향의 변위에 대한 첫 번째 상태의 힘의 작업은 첫 번째 상태의 힘에 의해 발생한 방향의 변위에 대한 두 번째 상태의 힘의 작업과 동일합니다.

정리 변위의 상호성에 관한 것(맥스웰의 정리) P 1 =1이고 P 2 =1이면 P 1  12 =P 2  21입니다. 즉,  12 = 21, 일반적인 경우  mn = nm.

탄성계의 두 단위 상태에 대해, 두 번째 단위 힘에 의해 발생한 첫 번째 단위 힘 방향의 변위는 첫 번째 힘에 의해 발생한 두 번째 단위 힘 방향의 변위와 같습니다.

변위(선형 및 회전 각도)를 결정하는 범용 방법 – 모어의 방법. 일반화된 변위를 구하는 지점에서 단위 일반화된 힘이 시스템에 적용됩니다. 편향이 결정되면 단위 힘은 무차원 집중 힘이고, 회전 각도가 결정되면 무차원 단위 모멘트입니다. 공간 시스템의 경우 내부 힘의 6가지 구성 요소가 있습니다. 일반화된 변위는 공식(Mohr의 공식 또는 적분)에 의해 결정됩니다.

M, Q, N 위의 선은 이러한 내부 힘이 단위 힘에 의해 발생함을 나타냅니다. 공식에 포함된 적분을 계산하려면 해당 힘의 다이어그램을 곱해야 합니다. 움직임을 결정하는 절차: 1) 주어진(실제 또는 화물) 시스템에 대해 M n, N n 및 Q n이라는 표현을 찾습니다. 2) 원하는 이동 방향으로 해당 단위 힘(힘 또는 모멘트)이 적용됩니다. 3) 노력을 결정한다

단일 세력의 작용으로; 4) 발견된 표현식은 Mohr 적분으로 대체되고 주어진 섹션에 걸쳐 통합됩니다. 결과 mn >0이면 변위는 선택한 단위 힘의 방향과 일치합니다.

플랫 디자인의 경우:

일반적으로 변위를 결정할 때 세로 N 힘과 가로 Q 힘으로 인해 발생하는 세로 변형 및 전단의 영향은 무시되고 굽힘으로 인한 변위만 고려됩니다. 플랫 시스템의 경우 다음과 같습니다.

.

안에

모어 적분 계산Vereshchagin의 방법 . 완전한

주어진 하중의 다이어그램에 임의의 윤곽선이 있고 단일 하중에서 직선인 경우 Vereshchagin이 제안한 그래프 분석 방법을 사용하여 결정하는 것이 편리합니다.

, 여기서 는 외부 하중으로부터의 다이어그램 M r의 면적이고, y c는 다이어그램 M r의 무게 중심 아래에 있는 단위 하중으로부터의 다이어그램의 세로 좌표입니다. 다이어그램을 곱한 결과는 첫 번째 다이어그램 영역의 무게 중심에서 취한 다이어그램 중 하나의 영역과 다른 다이어그램의 세로 좌표를 곱한 것과 같습니다. 세로좌표는 직선 다이어그램에서 가져와야 합니다. 두 다이어그램이 모두 직선이면 어느 하나에서 세로 좌표를 가져올 수 있습니다.

피

움직이는:

. 이 공식을 사용한 계산은 섹션별로 수행되며 각 섹션의 직선 다이어그램에는 균열이 없어야 합니다. 복잡한 다이어그램 M p는 간단한 기하학적 도형으로 나누어져 무게 중심의 좌표를 결정하는 것이 더 쉽습니다. 사다리꼴 형태의 두 다이어그램을 곱할 때 다음 공식을 사용하는 것이 편리합니다.

. 해당 세로 좌표 = 0을 대체하면 동일한 공식이 삼각형 다이어그램에도 적합합니다.

피

단순하게 지지된 빔에 균일하게 분포된 하중이 작용하면 다이어그램은 볼록한 2차 포물선 형태로 구성됩니다.

(그림의 경우

, 즉.

, x C =L/2).

디

균일하게 분포된 하중을 갖는 "블라인드" 씰의 경우 오목한 2차 포물선이 있습니다.

;

,

, x C = 3L/4. 다이어그램이 삼각형 영역과 볼록 이차 포물선 영역의 차이로 표시되는 경우에도 동일한 결과를 얻을 수 있습니다.

. "누락된" 영역은 부정적인 것으로 간주됩니다.

카스티글리아노의 정리 .

– 일반화된 힘의 작용 방향에 대한 적용점의 변위는 이 힘에 대한 위치 에너지의 편도함수와 같습니다. 무브먼트에 대한 축방향 힘과 횡방향 힘의 영향을 무시하면 다음과 같은 위치 에너지를 얻을 수 있습니다.

, 어디

.

물리학에서 운동의 정의는 무엇입니까?

슬픈 로저

물리학에서 변위는 신체 궤적의 시작점에서 최종점까지 그려진 벡터의 절대값입니다. 이 경우 이동이 발생한 경로의 모양(즉, 궤적 자체)과 이 경로의 크기는 전혀 중요하지 않습니다. 예를 들어, 마젤란의 배(적어도 결국 돌아온 배(3개 중 하나))의 움직임은 0과 같지만 이동 거리는 와우입니다.

트라이폰인가요?

변위는 두 가지 방식으로 볼 수 있습니다. 1. 공간에서 신체 위치의 변화. 게다가 좌표에 관계없이요. 2. 이동 과정, 즉 시간이 지남에 따라 위치가 변경됩니다. 포인트 1에 대해 논쟁할 수 있지만 이를 위해서는 절대(초기) 좌표의 존재를 인식해야 합니다.

움직임은 사용된 기준 시스템을 기준으로 공간에서 특정 신체의 위치가 변경되는 것입니다.

이 정의는 신체의 움직임과 움직임의 수학적 설명을 연구하는 역학의 하위 섹션인 운동학에서 제공됩니다.

변위는 경로(A 지점에서 B 지점까지)의 두 지점을 연결하는 벡터(즉, 직선)의 절대값입니다. 변위는 벡터 값이라는 점에서 경로와 다릅니다. 즉, 물체가 시작된 지점과 동일한 지점에 도달하면 변위는 0이 됩니다. 그러나 방법이 없습니다. 경로는 물체의 움직임으로 인해 이동한 거리입니다. 더 잘 이해하려면 그림을보십시오.

물리학적 관점에서 경로와 이동은 무엇이며, 그 차이점은 무엇입니까....

매우 필요합니다) 대답해주세요)

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알렉산더 칼라팟

경로는 주어진 시간 동안 신체가 이동한 궤적 구간의 길이를 결정하는 스칼라 물리량입니다. 경로는 음수가 아니고 시간에 따라 감소하지 않는 함수입니다.
변위는 초기 순간의 몸체 위치와 마지막 순간의 위치를 연결하는 방향성 세그먼트(벡터)입니다.
설명하겠습니다. 집을 떠나 친구를 방문하고 집으로 돌아 오면 집과 친구 집 사이의 거리에 2를 곱한 값과 같고 (거기서 뒤로) 움직임은 0이됩니다. 마지막 순간에 당신은 처음 순간과 같은 장소, 즉 집에 있는 자신을 발견하게 될 것입니다. 경로는 거리, 길이, 즉 방향이 없는 스칼라 수량입니다. 변위는 방향이 있는 벡터량이며 방향은 기호로 지정됩니다. 즉, 변위는 음수일 수 있습니다. 집에서 당신은 움직임을 만들 것입니다 -s 여기서 빼기 기호는 집에서 친구에게 걸어온 방향과 반대 방향으로 걸었다는 것을 의미합니다.

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