Відносне механічне рух система відліку. Кінематика

Механічне рух– це зміна положення тіла у просторі щодо інших тіл.

Наприклад, автомобіль рухається дорогою. В автомобілі перебувають люди. Люди рухаються разом із автомобілем дорогою. Тобто люди переміщуються у просторі щодо дороги. Але щодо самого автомобіля люди не рухаються. У цьому виявляється.

Основні види механічного руху:

Поступальний рух- Це рух тіла, при якому всі його точки рухаються однаково.

Наприклад, той самий автомобіль здійснює по дорозі поступальний рух. Точніше, поступальний рух здійснює лише кузов автомобіля, тоді як його колеса здійснюють обертальний рух.

Обертальний рух- Це рух тіла навколо деякої осі. За такого руху всі точки тіла здійснюють рух по колам, центром яких є ця вісь.

Згадані нами колеса здійснюють обертальний рух навколо своїх осей, і в той же час колеса здійснюють поступальний рух разом із кузовом автомобіля. Тобто щодо осі колесо здійснює обертальний рух, а щодо дороги – поступальне.

Коливальний рух– це періодичний рух, який відбувається по черзі у двох протилежних напрямках.

Наприклад, коливальний рух здійснює маятник у годиннику.

Поступальний і обертальний рухи - найпростіші види механічного руху.

Всі тіла у Всесвіті рухаються, тому немає тіл, які перебувають у абсолютному спокої. З тієї ж причини визначити рухається тіло чи ні, можна тільки щодо будь-якого іншого тіла.

Наприклад, автомобіль рухається дорогою. Дорога знаходиться на планеті Земля. Дорога нерухома. Тому можна виміряти швидкість автомобіля щодо нерухомої дороги. Але дорога нерухома щодо Землі. Проте сама Земля обертається довкола Сонця. Отже, дорога разом із автомобілем також обертається навколо Сонця. Отже, автомобіль здійснює як поступальний рух, а й обертальний (щодо Сонця). А ось щодо Землі автомобіль здійснює лише поступальний рух. У цьому виявляється відносність механічного руху.

Відносність механічного руху– це залежність траєкторії руху тіла, пройденого шляху, переміщення та швидкості від вибору системи відліку.

Матеріальна точка

У багатьох випадках розмір тіла можна знехтувати, оскільки розміри цього тіла малі в порівнянні з відстанню, яка походить це тіло, або в порівнянні з відстанню між цим тілом та іншими тілами. Таке тіло для спрощення розрахунків умовно вважатимуться матеріальною точкою, має масу цього тіла.

Матеріальна точка- Це тіло, розмірами якого в цих умовах можна знехтувати.

Автомобіль, що багаторазово згадувався нами, можна прийняти за матеріальну точку щодо Землі. Але якщо людина переміщається всередині цього автомобіля, то нехтувати розмірами автомобіля вже не можна.

Як правило, вирішуючи завдання з фізики, розглядають рух тіла як рух матеріальної точкиі оперують такими поняттями, як швидкість матеріальної точки, прискорення матеріальної точки, імпульс матеріальної точки, інерція матеріальної точки тощо.

Система відліку

Матеріальна точка рухається щодо інших тіл. Тіло, по відношенню до якого розглядається цей механічний рух, називається тілом відліку. Тіло відлікувибирають довільно залежно від розв'язуваних завдань.

З тілом відліку зв'язується система координат, Що являє собою точку відліку (початок координат). Система координат має 1, 2 чи 3 осі залежно від умов руху. Положення точки на лінії (1 вісь), площині (2 осі) або у просторі (3 осі) визначають відповідно однією, двома або трьома координатами. Для визначення положення тіла у просторі у будь-який час також необхідно задати початок відліку часу.

Система відліку– це система координат, тіло відліку, з яким пов'язана система координат, та прилад для вимірювання часу. Щодо системи відліку та розглядається рух тіла. В одного й того тіла щодо різних тіл відліку в різних системах координат можуть бути зовсім різні координати.

Траєкторія рухутакож залежить від вибору системи відліку.

Види систем відлікуможуть бути різними, наприклад, нерухома система відліку, рухома система відліку, інерційна система відліку, неінерційна система відліку.

Види механічного руху

Механічне рух можна розглядати для різних механічних об'єктів:

• Рух матеріальної точкиповністю визначається зміною її координат у часі (наприклад, двох на площині). Вивченням цього займається кінематика точки. Зокрема, важливими характеристиками руху є траєкторія матеріальної точки, переміщення, швидкість та прискорення.
  • Прямолінійнерух точки (коли вона завжди знаходиться на прямій, швидкість паралельна цій прямій)
  • Криволінійний рух- рух точки траєкторією, що не являє собою пряму, з довільним прискоренням і довільною швидкістю в будь-який момент часу (наприклад, рух по колу).
• Рух твердого тіласкладається з руху якої-небудь точки (наприклад, центру мас) і обертального руху навколо цієї точки. Вивчається кінематикою твердого тіла.
  • Якщо обертання відсутнє, то рух називається поступальнимі повністю визначається рухом вибраної точки. Рух при цьому не обов'язково прямолінійний.
  • Для опису обертального руху- Рухи тіла щодо обраної точки, наприклад закріпленого в точці, - використовують Кути Ейлера. Їх кількість у разі тривимірного простору дорівнює трьом.
  • Також для твердого тіла виділяють плоский рух- Рух, при якому траєкторії всіх точок лежать у паралельних площинах, при цьому він повністю визначається одним із перерізів тіла, а перетин тіла - положенням будь-яких двох точок.
• Рух суцільного середовища. Тут передбачається, що рух окремих частинок середовища досить незалежно один від одного (зазвичай обмежений лише умовами безперервності полів швидкості), тому число визначальних координат нескінченно (невідомими стають функції).

Геометрія руху

Відносність руху

Відносність - залежність механічного руху тіла від системи відліку. Не вказавши систему відліку, немає сенсу говорити про рух.

Див. також

Посилання

• Механічне рух (відеурок, програма 10 класу)

Wikimedia Foundation. 2010 .

Дивитись що таке "Механічне рух" в інших словниках:

механічний рух- Зміна з часом взаємного становища у просторі матеріальних тіл чи взаємного становища частин даного тіла. 1. У межах механіки механічний рух можна коротко називати рух. 2. Поняття механічний рух … Довідник технічного перекладача

механічний рух- mechaninis judėjimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. механічне motion vok. mechanische Bewegung, f rus. механічне рух, n pranc. mouvement mécanique, m … Fizikos terminų žodynas

механічний рух- ▲ рух механічної кінетики. кінетичний. кінематіка. механічні процеси; процеси руху матеріальних тіл. ↓ нерухомий, поширення, котитися …

механічний рух- Зміна з часом взаємного становища у просторі матеріальних тіл чи взаємного становища частин даного тіла … Політехнічний термінологічний тлумачний словник

МЕХАНІЧНИЙ РУХ НАСЕЛЕННЯ- МЕХАНІЧНИЙ РУХ НАСЕЛЕННЯ, разл. види тер. переміщення нас. Термін М. д. н. виник у 2-й пол. 19 ст. У совр. наук. літера, як правило, використовується термін міграція населення … Демографічний енциклопедичний словник

рух організмів- ▲ механічний рух форми руху: амебоподібний (амеби, лейкоцити крові). миготливе (джгутикові, сперматозоїди). м'язове. ↓ м'язова тканина, рухи (тварини) … Ідеографічний словник української мови

рух- ▲ процес переміщення нерухомий рух процес переміщення. абсолютний рух. відносний рух. ↓ рушити … Ідеографічний словник української мови

Зміст 1 Фізика 2 Філософія 3 Біологія … Вікіпедія

У широкому значенні всяка зміна, у вузькому зміна положення тіла у просторі. Д. стало універсальним принципом у філософії Геракліта («все тече»). Можливість Д. заперечувалася Парменідом та Зеноном з Елей. Аристотель підрозділив Д. на ... Філософська енциклопедія

Механічне телебачення є різновидом телебачення, що використовує для розкладання зображення на елементи електромеханічні пристрої замість електронно-променевих трубок. Найперші телевізійні системи були механічними і найчастіше не ... Вікіпедія

Книги

• Набір таблиць. фізика. 7 клас (20 таблиць), . Навчальний альбом із 20 аркушів. фізичні величини. Вимірювання фізичних величин. Будова речовини. Молекули. Дифузія. Взаємне тяжіння та відштовхування молекул. Три стани речовини.

КВИТОК №1

Механічне рух. Відносність руху. Система відліку. Матеріальна точка. Траєкторія. Шлях та переміщення. Миттєва швидкість. Прискорення. Рівномірний та рівноприскорений рух.

Механічним рухом тіла називається зміна його положення у просторі щодо інших тіл з часом.

Траєкторія руху тіла, пройдений шлях та переміщення залежать від вибору системи відліку. Інакше кажучи, механічний рух щодо. Система координат, тіло відліку, з яким вона пов'язана, та вказівку початку відліку часу утворюють систему відліку.

Тіло, розмірами якого в умовах руху можна знехтувати, називають матеріальною точкою.

Лінія, якою рухається точка тіла, називається траєкторією руху. Довжина траєкторії називається пройденим шляхом.

Вектор, що з'єднує початкову та кінцеву точки траєкторії, називають переміщенням.

Миттєвою швидкістю поступального руху тіла в момент часу t називається відношення дуже малого переміщення S до малого проміжку часу, за який відбулося це переміщення:

υ=S/t υ =1 м/1 с=1 м/с

Рух із постійною по модулю та напрямку швидкістю називається рівномірним прямолінійним рухом.

При зміні швидкості тіла запроваджується поняття прискорення тіла.

Прискоренням називається векторна величина, що дорівнює відношенню дуже малої зміни вектора швидкості до малого проміжку часу, за який відбулася ця зміна:

a= υ /t a=1 м/с 2

Рівноприскореним називається рух із прискоренням, постійним за модулем та напрямком:

З якою силою діє магнітне поле з B=1,5 T на провідник довжиною l=0,03 м, розташованого перпендикулярно до магнітного поля. Сила струму I=2 A

КВИТОК №2

Взаємодія тел. Сила. Другий закон Ньютона.

Причиною зміни швидкості руху тіла є його взаємодія з іншими тілами. Після вимкнення двигуна автомобіль поступово уповільнює рух і зупиняється. Основна причина зміни швидкості руху автомобіля – взаємодія його коліс із дорожнім покриттям. У фізиці для кількісного вираження дії одного тіла інше вводиться поняття «сила». Приклади сил:
сили пружності, тяжкості, тяжіння тощо.

Сила - векторна величина, її позначають символом F. За напрям вектора сили приймається напрям вектора прискорення тіла, яке діє сила. У системі СІ:

F=1 H=1 кг*м/с 2

2 закон Ньютона:

Сила, що діє на тіло, дорівнює добутку маси тіла на прискорення, що повідомляється цією силою:

Сенс закону в тому, що сила, що діє на тіло, визначає зміну швидкості тіла, а не швидкість руху тіла.

Лабораторна робота «Вимірювання показника заломлення скла»

КВИТОК №3

Імпульс тіла. Закон збереження імпульсу. Прояв закону збереження імпульсу у природі та її використання у техніці.

Існує фізична величина, що однаково змінюється у всіх тіл під дією однакових сил, якщо час дії сили однаковий.

Величина, що дорівнює добутку маси тіла на швидкість його руху, називається імпульсом тіла або кількістю руху.

Зміна імпульсу тіла дорівнює імпульсу сили, що викликає цю зміну.

Фізична величина, що дорівнює добутку сили F на час t її дії, називається імпульсом сили.

Імпульс тіла є кількісною характеристикою поступального руху тіл. Одиницею виміру імпульсу тіла є величина: кг*м/с.

Закон збереження імпульсу:

У замкнутій системі геометрична сума імпульсів тіл залишається постійною за будь-яких взаємодій тіл цієї системи між собою:

m 1 υ 1 +m 2 υ 2 =m 1 υ 1 I + m 2 υ 2 I

де ? 12 ? 12 I - швидкості першого і другого тіла до і після взаємодії.

Система тіл, що не взаємодіють з іншими тілами, що не входять до цієї системи, називається замкнутою системою.

Закон збереження імпульсу проявляється в інерційних системах відліку (тобто тих, у яких тіло за відсутності зовнішніх впливів рухається прямолінійно і рівномірно). Цей закон використовується у техніці: реактивний двигун. При згорянні палива гази, нагріті до високої температури, викидаються із сопла ракети зі швидкістю. Ракета починає рухатися внаслідок цієї взаємодії і відповідно до цього закону.

Акумулятор з ЕРС 6 і внутрішнім опором r=0,1 Ом живить зовнішній ланцюг з R=11,9 Ом.. яка кількість теплоти виділиться за 10 хв у всьому ланцюгу?

КВИТОК №4

Закон всесвітнього тяготіння. Сила тяжіння. Вага тіла. Невагомість.

Ньютон довів, що рух і взаємодія планет Сонячної системи відбувається під дією сили тяжіння, спрямованої до Сонця і спадної пропорційно квадрату відстані від нього. Усі тіла у Всесвіті взаємно притягують одне одного.

Силу взаємного тяжіння між тілами у Всесвіті Ньютон назвав силою всесвітнього тяжіння. У 1682 Ньютон відкрив закон всесвітнього тяжіння:

Усі тіла притягуються одне до одного. Сила всесвітнього тяжіння прямо пропорційна добутку мас тіл і обернено пропорційна квадрату відстані між ними:

F = G * m 1 * m 2 / R 2

G-гравітаційна стала.

Сила тяжіння, що діє з боку Землі на всі тіла, називається силою тяжіння:

Ця сила зменшується пропорційно квадрату відстані від центру Землі.

У техніці та побуті широко використовується поняття ваги тіла – P

Вага тіла називають силу, з якою тіло внаслідок його тяжіння до Землі діє на горизонтальну опору або підвіс.

Вага тіла на нерухомій або горизонтальній опорі, що рівномірно рухається, дорівнює силі тяжіння, але прикладені вони до різних тіл.

При прискореному русі вага тіла, напрям прискорення якого збігається з напрямом прискорення вільного падіння, менше ваги тіла, що лежить в покої.

Якщо тіло разом з опорою вільно падає і прискорення тіла дорівнює прискоренню вільного падіння, які напрями збігається, то вага тіла зникає. Це явище отримало назву невагомості:

A=g P=0 невагомість

За якої температури внутрішня енергія 20 кг. Аргона складе 1,25 * 10 6 Дж?

КВИТОК №5

Перетворення енергії за механічних коливань. Вільні та вимушені коливання. Резонанс.

У природі та техніці зустрічається вид механічного руху-вагання.

Механічним коливанням називають рух тіла, який повторюється точно або приблизно через однакові проміжки часу.

Сили, що діють між тілами всередині системи, називаються внутрішніми. Сили, що діють ззовні системи, на тіла цієї системи називаються зовнішніми.

Вільними коливаннями називають коливання, що виникають під впливом внутрішніх сил. Коливання під дією зовнішніх сил, що періодично змінюються, називають вимушеними.

При відхиленні маятника від рівноваги його потенційна енергія збільшується, т.к. збільшується відстань від Землі. При русі до положення рівноваги швидкість маятника зростає, його кінетична енергія збільшується рахунок зменшення запасу потенційної, внаслідок зменшення відстані від Землі. У положенні рівноваги кінетична енергія має максимальне значення, а потенційна мінімальна. Після проходження положення рівноваги відбувається перетворення кінетичної енергії на потенційну, швидкість маятника зменшується і при максимальному відхиленні стає рівною нулю. Таким чином відбувається періодичне перетворення енергії. Але т.к. при русі тіла взаємодіють з іншими тілами, тому частина механічної енергії перетворюється на внутрішню енергію теплового руху атомів і молекул. Амплітуда коливань зменшуватиметься і через деякий час маятник зупиниться. Вільні коливання завжди є загасаючими.

У системі, при збудженні коливань під дією зовнішньої сили, що періодично змінюється, амплітуда, спочатку, поступово збільшується. Через деякий час встановлюється коливання з постійною амплітудою та з періодом, рівним періоду зовнішньої сили.

Амплітуда також залежить від частоти зміни сили. За умови, коли частота зовнішньої сили збігається з власною частотою системи 0, амплітуда має максимальне значення.

Резонансом називається різке зростання амплітуди вимушених коливань при наближенні частоти зміни зовнішньої сили, що діє систему, до частоти вільних коливань. Чим менше тертя в системі, тим виразніший резонанс (на рис. Крива №1).

Лабораторна робота «Визначення фокусної відстані лінзи, що збирає».

КВИТОК №6

Досвідчене обґрунтування основних положень молекулярно-кінетичної теорії будови речовини. Маса та розмір молекул. Постійна Авогадро.

На початку 19 століття англійський вчений Д. Дальтон показав, що багато явищ природи можна пояснити, використовуючи молекулярну будову речовини. На початку 20 століття була остаточно створена та підтверджена дослідами молекулярно-кінетична теорія речовини. Основні положення МКТ:

речовини складаються із молекул, між якими є міжмолекулярні інтервали.

Молекули безперервно та хаотично рухаються.

На невеликих відстанях між молекулами та атомами діють як сили тяжіння, так і сили відштовхування. Природа цих сил є електромагнітною.

Хаотичне рух називають ще тепловим, т.к. воно залежить від температури.

Досвідчене обґрунтування:

Те, що складаються з молекул, було доведено знімками, зробленими за допомогою електронного мікроскопа. На фотографіях видно розташування молекул.

Те, що молекули безперервно рухаються, підтверджено досвідом Броуна. Він спостерігав у 1827 р. як рухаються крупинки глини у воді. Пояснити не зміг. Броунівський рух - рух крупинок глини, обумовлений ударами молекул води, що хаотично рухаються. І ще одне явище природи – дифузія, що доводить безперервний рух молекул. Дифузія – явище проникнення молекул однієї речовини у молекули іншої речовини. Навіть у твердих тілах, де найповільніше відбувається цей процес проникнення, все одно спостерігається дифузія. Наприклад: золота пластина лежить на свинцевій. Знаходяться під вантажем. Через деякий час виявлять молекула кожної речовини в сусідньому тілі, що стикається.

3. Те, що молекули притягуються один до одного доводить досвід зі свинцевими циліндрами. Вони витримують вагу до 5 кг. Дифузія також доводить, що в твердих тілах здійснюється взаємодія молекул.

Між молекулами одночасно діють як сили відштовхування і взаємодії. За природою вони мають магнітний характер. При деформаціях у твердих тілах сили виявляють себе у вигляді сил пружності та зумовлюють міцність тіл. Дані сили діють дуже малих відстанях – не більше обсягу молекул. Але спостерігатиме ефект, якщо молекули наблизити на відстань більше за їх стійку рівновагу (коли два види сил рівні за значенням), то сили відштовхування збільшаться, а тяжіння зменшаться.

Експериментальні дослідження показали, що молекули дуже малі. Наприклад: маса молекули оливкої олії m 0 =2,5*10 -26 кг., а розмір молекули d=3*10 -10 м.

Число Авогадро - число атомів, що містяться в 0,012 кг ізотопу вуглецю 12 С. Названо на честь італійського вченого 19 століття.

N A = 6,02 * 10 23 моль -1

При електролізі розчину сульфату міді була виконана робота

А=1,4*10 7 Дж. Визначте кількість міді, що виділилася, якщо напруга між електродами ванни дорівнює U=6 B.

КВИТОК №7

Ідеальний газ. Основне урівняння МКТ ідеального газу. Температура та її вимір. Абсолютна температура.

У реальному житті, вивчаючи явища в природі та техніці, неможливо врахувати всі фактори, що впливають на нього. З цієї причини можна враховувати найважливіший фактор, наприклад, рух молекул, а інші (взаємодія) не враховувати. На цій основі запроваджується модель явища.

Молекули газу, ударяючись об поверхню тіла чи стінку судини, чинять неї -Р. Тиск залежить від наступних факторів:

від кінетичної енергії рух молекул. Чим вона більша, тим більший тиск;

кількості молекул в одиниці об'єму. Чим їх більше, тим більший тиск.

Основне рівняння ідеального газу можна записати у вигляді формули:

P=n*m 0 *υ 2 /3 або P=2*n*E/3

Де n – концентрація молекул в одиниці об'єму (n=N/V), m 0 – маса однієї молекули, E-середнє значення кінетичної енергії руху молекул, ? 2 – середнє значення квадрата швидкості кінетичного руху молекул.

Тиск ідеального газу прямо попорційно до середньої кінетичної енергії поступального руху його молекул і кількості молекул в одиниці об'єму. Тиск вимірюється в Паскалях Р = Па. Умови, близькі до ідеального газу, створюють в електровакуумних лампах і приладах. Там створюється вакуум, т.к. молекули газу є на заваді – нитка лампи окислиться і перегорить миттєво.

Температура-величина, що характеризує ступінь нагрітості тіла. Для того щоб вимірювати температуру тіла, було створено прилад – термометр. Еталонним був обраний водневий термометр, у якому як речовина використовувався розряджений водень. Він розширюється при нагріванні однаково, як кисень, азот та ін Закритий посудину з розрядженим воднем з'єднали з манометром (прилад для вимірювання тиску) і збільшуючи температуру, газ розширювався, тим самим змінювалося і його тиск. Тиск і температура пов'язані між собою лінійно, за показанням манометра можна було визначати температуру. Шкала температур, встановлена ​​водневим термометром, називається шкалою Цельсія. За 0 0 С прийнята температура танення льоду при нормальному атмосферному тиску, а за 100 0 С температура кипіння води, також при нормальному тиску 1 . Можлива й інша побудова температурної шкали. Для глибшого розуміння фізичного сенсу явищ, Кельвін запропонував іншу шкалу – термодинамічний. Нині її називають шкалою Кельвіна. У ньому початок прийнято –273 0 З. Це значення називають абсолютним нулем - температура, коли він припиняється поступальний рух молекул. Нижче температури у природі не зустрічається. Температура за цією шкалою називається абсолютною температурою та вимірюється в Кельвінах - Т К.

Швидкість руху молекул залежить від температури, тому кажуть, що температура є мірою кінетичної енергії руху молекул. Зі збільшенням температури збільшується і середня швидкість поступального руху молекул.

E=3*k*T/2 P=nkT Де k- постійна Больцмана =1,38*10 -23 Дж/К

Дано електричну схему. Визначити опір чотирьох провідників з однаковим опором R 1-4 =4 Ом, з'єднаних між собою за схемою:

Провідники 1,4 з'єднані послідовно, а 2,3 паралельно.

Знайдемо загальний опір провідників 2,3:

R 23 = R / n R 23 = 4 / 2 = 2 Ом.

Знаходимо повний опір всього ланцюга:

R=R1+R23+R4R=4+2+4=10 Ом.

КВИТОК №8

Рівняння стану ідеального газу (рівняння Менделєєва-Клапейрона). Ізопроцеси.

У реальному житті, вивчаючи явища в природі та техніці, неможливо врахувати всі фактори, що впливають на нього. З цієї причини можна враховувати найважливіший фактор, наприклад, рух молекул, а інші (взаємодія) не враховувати. На цій основі запроваджується модель явища.

Ідеальний газ-модель реального газу. Це газ, розміри молекул якого малі в порівнянні з обсягом судини і вони практично не взаємодіють.

Фізичні величини, значення яких визначається спільною дією величезного числа молекул, називаються термодинамічні параметри: P, V, T.

Ідеальний газ описується такими параметрами, які входять до рівняння Менделєєва-Клапейрона: PV = m*R*T/ M

де М -молярна маса речовини, R-універсальна газова постійна, не залежить від природи газу = 8,31 Н * м / Кмоль * К, m-маса газу.

Ізопроцес - це процес, при якому маса газу та один з його параметрів залишаються постійними.

Визначте червону межу фотоефекту для металу з роботою виходу А=3,2*10-19 Дж.

КВИТОК №9

Випаровування та конденсація. Насичені та ненасичені пари. Вологість повітря. Вимірювання вологості повітря.

Речовини переходять з одного стану до іншого. При хаотичному русі деякі молекули води, що мають велику кінетичну енергію, покидають її. У цьому вони подолають сили тяжіння із боку інших молекул. Такий процес називається випаровуванням. (Див. плакат). Але може спостерігатися й інший процес, коли молекули пари повертаються до рідини, такий процес називають конденсацією. Якщо над судиною є потік повітря, він забирає молекули пари і процес випаровування відбувається швидше. Прискорюється процес випаровування і підвищення температури рідини.

Якщо посудину накрити кришкою, то через деякий час встановиться динамічна рівновага - число молекул, що залишили рідину = кількості молекул, що повернулися в рідину.

Пара, що знаходиться в динамічній рівновазі зі своєю рідиною, називається насиченою. Навіть якщо ми почнемо стискати насичену пару при постійній температурі, спочатку рівновага порушиться, але потім концентрація молекул пари знову вирівняється, як при динамічній рівновазі.

Тиск насиченої пари Р0 не залежить від об'єму при постійній температурі.

На Землі йде безперервне утворення водяної пари: випаровування з водойм, рослинних покривів, пари видихаються тваринами. Але ця водяна пара не є насиченою, т.к. відбувається переміщення повітряних мас у атмосфері.

Вологість – це кількість водяної пари в атмосфері Землі.

Водяна пара - вологість-характеризується параметрами. (Далі див. плакати кабінету і по них розповідай).

Відносну вологість можна виміряти кількома приладами, але розглянемо один-психрометр. (Далі про влаштування та спосіб вимірювання розповідай по плакатах).

Лабораторна робота «Вимірювання довжини світлової хвилі з використанням дифракційних ґрат».

КВИТОК №10

Кристалічні та аморфні тіла. Пружні та пластичні деформації твердих тіл.

Кристали оточують нас усюди. Тверді тіла всі відносяться до кристалів. Але т.к. у природі не зустрічаються одиночні – монокристали, ми їх бачимо. Найчастіше речовини складаються з безлічі кристалічних зернят, що зчепилися - полікристалів. У кристалічних тіл атоми розташовуються в строгому порядку і утворюють просторові кристалічні грати. Внаслідок цього вони мають правильна зовнішня форма. Приклади кристалічних тіл: кухонна сіль, сніжинка, слюда, графіт тощо. У цих тіл спостерігаються певні властивості – графіт добре пише шарами, сіль ламається плоскими гранями, слюда розшаровується у пайовому напрямку. Т. про. вони збігаються фізичні властивості одному напрямі – називається анізотропністю. Насправді, найчастіше анізотропність немає, т.к. тіло складається з великої кількості кристалів, що хаотично зрослися, сумарна дія анізотропії призводить до зняття даного явища. Але є інші тіла, які складаються з кристалів, тобто. у них немає кристалічних ґрат, вони називаються аморфними. Вони мають властивості пружних і рідких тіл. При ударі вони колються, за високих температур вони течуть. Приклади аморфних тіл: скло, пластмаси, смола, каніфоль, цукровий льодяник. Вони спостерігаються однакові фізичні властивості у всіх напрямах – зв. ізотропністю.

Зовнішнє механічне вплив на тіло викликає усунення атомів з рівноважних положень і призводить до зміни форми та обсягу тіла, тобто. для його деформації. Найпростіші види деформації - це розтягування та стиск. Розтягнення зазнають троси підйомних кранів, канатних дорого, буксирні троси, струни музичних інструментів. Стиснення піддаються стіни та фундаменти будівель. Деформацію можна характеризувати абсолютним подовженням ∆l = l 2 -l 1 де l 1 -до розтягування, l 2 - після нього. А відношення абсолютного подовження до довжини зразка називають відносним подовженням: ε=∆l/l 1 . При деформації тіла з'являються сили пружності. Фізична величина, що дорівнює відношенню модуля сили пружності до площі перерізу тіла, називається напругою σ=F/S. При малих деформаціях виконується закон Гука, коли деформація збільшується пропорційно до збільшення дії сили на тіло. Але лише до певної межі міцності. Якщо збільшена напруга і після його зняття розміри тіла ще відновлюються повністю, то така деформація називається пружною, інакше вона називається залишковою або пластичною.

...); чи читає він « механічно» чи усвідомлено. Помилки, ... вимог) поділяється на щодозакінчені у сенсовому відношенні...; сила рухів; Об `єм рухів: точність рухів; плавність рухів; симетричність рухів; наявність синкінезій...

Чи можна бути нерухомим і при цьому рухатися швидше за автомобіль Формули 1? Виявляється, можна. Будь-який рух залежить від вибору системи відліку, тобто будь-який рух щодо. Тема сьогодення: «Відносність руху. Закон складання переміщень та швидкостей». Ми дізнаємося, як вибрати систему відліку у тому чи іншому випадку, як при цьому знайти переміщення та швидкість тіла.

Механічним рухом називають зміну положення тіла у просторі щодо інших тіл із часом. У цьому визначенні ключовою є фраза «щодо інших тіл». Кожен із нас щодо будь-якої поверхні нерухомий, але щодо Сонця ми здійснюємо разом із всією Землею орбітальний рух зі швидкістю 30 км/с, тобто рух залежить від системи відліку.

Система відліку - сукупність системи координат та годин, пов'язаних з тілом, щодо якого вивчається рух. Наприклад, описуючи рухи пасажирів у салоні автомобіля, систему відліку можна пов'язати з придорожнім кафе, а можна з салоном автомобіля або з зустрічним автомобілем, що рухається, якщо ми оцінюємо час обгону (рис. 1).

Мал. 1. Вибір системи відліку

Які ж фізичні величини та поняття залежать від вибору системи відліку?

1. Положення чи координати тіла

Розглянемо довільну точку. У різних системах вона має різні координати (рис. 2).

Мал. 2. Координати точки у різних системах координат

2. Траєкторія

Розглянемо траєкторію точки, що знаходиться на пропелері літака, у двох системах відліку: системі відліку, пов'язаної з пілотом, та системі відліку, пов'язаної із спостерігачем на Землі. Для пілота дана точка здійснюватиме кругове обертання (рис. 3).

Мал. 3. Кругове обертання

У той час як для спостерігача на Землі траєкторією цієї точки буде гвинтова лінія (рис. 4). Очевидно, що траєкторія залежить від вибору системи відліку.

Мал. 4. Гвинтова траєкторія

Відносність траєкторії. Траєкторії руху тіла у різних системах відліку

Розглянемо, як змінюється траєкторія руху залежно від вибору системи відліку з прикладу завдання.

Завдання

Якою буде траєкторія точки на кінці пропелера в різних СО?

1. У СО, пов'язаної з льотчиком літака.

2. У СО, що з спостерігачем Землі.

Рішення:

1. Щодо літака ні льотчик, ні пропелер не переміщуються. Для льотчика траєкторія точки здаватиметься колом (рис. 5).

Мал. 5. Траєкторія точки щодо льотчика

2. Для спостерігача Землі точка рухається двома способами: обертаючись і рухаючись вперед. Траєкторія буде гвинтовою (рис. 6).

Мал. 6. Траєкторія точки щодо спостерігача на Землі

Відповідь : 1) коло; 2) гвинтова лінія.

На прикладі цього завдання ми переконалися, що траєкторія - це відносне поняття.

Як самостійна перевірка пропонуємо вам вирішити наступне завдання:

Якою буде траєкторія точки на кінці колеса щодо центру колеса, якщо це колесо здійснює поступальний рух уперед і щодо точок, що знаходяться на землі (нерухомий спостерігач)?

3. Переміщення та шлях

Розглянемо ситуацію, коли пливе пліт і рано чи пізно з нього зістрибує плавець і прагне переправитися на протилежний берег. Переміщення плавця щодо рибалки, що сидить на березі, і щодо плоту буде різним (рис. 7).

Переміщення щодо землі називають абсолютним, а щодо тіла, що рухається - відносним. Переміщення тіла, що рухається (плота) щодо нерухомого тіла (рибалки) називають переносним.

Мал. 7. Переміщення плавця

З прикладу випливає, що переміщення та шлях є відносними величинами.

4. Швидкість

За допомогою попереднього прикладу можна легко показати, що швидкість також відносна величина. Адже швидкість – це відношення переміщення до часу. Час у нас один і той самий, а переміщення різне. Отже швидкість буде різною.

Залежність характеристик руху від вибору системи відліку називається відносністю руху.

В історії людства були і драматичні випадки, пов'язані саме з вибором системи відліку. Страта Джордано Бруно, зречення Галілео Галілея - все це наслідки боротьби між прихильниками геоцентричної системи відліку та геліоцентричної системи відліку. Дуже складно було людству звикнути до думки, що Земля - ​​це зовсім не центр світобудови, а цілком звичайна планета. А рух можна розглядати не лише щодо Землі, цей рух буде абсолютним і щодо Сонця, зірок чи будь-яких інших тіл. Описувати рух небесних тіл у системі відліку, пов'язаної з Сонцем, набагато зручніше та простіше, це переконливо показали спочатку Кеплер, а потім і Ньютон, який на підставі розгляду руху Місяця навколо Землі вивів свій знаменитий закон всесвітнього тяжіння.

Якщо ми говоримо, що траєкторія, шлях, переміщення та швидкість є відносними, тобто залежать від вибору системи відліку, то про час ми цього не говоримо. У межах класичної, чи Ньютонової, механіки час є абсолютна величина, тобто протікає у всіх системах відліку однаково.

Розглянемо, як знаходити переміщення та швидкість в одній системі відліку, якщо вони нам відомі в іншій системі відліку.

Розглянемо попередню ситуацію, коли пливе пліт і рано чи пізно з нього зістрибує плавець і прагне переправитися на протилежний берег.

Як же пов'язане переміщення плавця щодо нерухомого СО (пов'язаного з рибалкою) з переміщенням щодо рухомого СО (пов'язаного з плотом) (рис. 8)?

Мал. 8. Ілюстрація до завдання

Переміщення у нерухомій системі відліку ми назвали. З трикутника векторів випливає, що . Тепер перейдемо до пошуку співвідношення між швидкостями. Згадаймо, що в рамках механіки Ньютонової час є абсолютною величиною (час у всіх системах відліку тече однаково). Отже, кожну складову з попередньої рівності можна поділити на якийсь час. Отримуємо:

Це швидкість, з якою рухається плавець для рибалки;

Це власна швидкість плавця;

Це швидкість плоту (швидкість течії річки).

Завдання на закон складання швидкостей

Розглянемо закон складання швидкостей з прикладу завдання.

Завдання

Два автомобілі рухаються назустріч один одному: перший автомобіль зі швидкістю, другий - зі швидкістю. З якою швидкістю зближуються автомобілі (рис. 9)?

Мал. 9. Ілюстрація до завдання

Рішення

Застосуємо закон складання швидкостей. Для цього перейдемо від звичної ЗІ, пов'язаної із Землею, до ЗІ, пов'язаної з першим автомобілем. Таким чином, перший автомобіль стає нерухомим, а другий рухається до нього зі швидкістю (відносна швидкість). З якою швидкістю, якщо перший автомобіль нерухомий, обертається довкола першого автомобіля Земля? Вона обертається зі швидкістю та швидкість спрямована у напрямку швидкості другого автомобіля (переносна швидкість). Два вектори, спрямовані вздовж однієї прямої, підсумовуються. .

Відповідь: .

Кордони застосування закону складання швидкостей. Закон складання швидкостей у теорії відносності

Довгий час вважалося, що класичний закон складання швидкостей справедливий завжди і застосовний до всіх систем відліку. Проте близько років тому виявилося, що в деяких ситуаціях цей закон не працює. Розглянемо такий випадок з прикладу завдання.

Уявіть собі, що ви перебуваєте на космічній ракеті, що рухається зі швидкістю . І капітан космічної ракети включає ліхтарик у напрямку руху ракети (рис. 10). Швидкість поширення світла у вакуумі становить. Якою буде швидкість світла для нерухомого спостерігача на Землі? Чи дорівнюватиме вона сумі швидкостей світла і ракети?

Мал. 10. Ілюстрація до завдання

Справа в тому, що тут фізика стикається з двома суперечливими концепціями. З одного боку, згідно з електродинамікою Максвелла, максимальна швидкість - це швидкість світла, і вона дорівнює . З іншого боку, згідно з механікою Ньютона, час є абсолютною величиною. Завдання вирішилося, коли Ейнштейн запропонував спеціальну теорію відносності, а точніше її постулати. Він першим припустив, що час не є абсолютним. Тобто десь воно тече швидше, а десь повільніше. Звичайно, в нашому світі невеликих швидкостей ми не помічаємо цього ефекту. Для того, щоб відчути цю різницю, нам необхідно рухатися зі швидкостями, близькими до швидкості світла. На підставі висновків Ейнштейна було отримано закон складання швидкостей у спеціальній теорії відносності. Він виглядає так:

Це швидкість щодо нерухомої ЗІ;

Це швидкість щодо рухомої ЗІ;

Це швидкість рухомий щодо відносно нерухомої СО.

Якщо підставити значення нашого завдання, то отримаємо, що швидкість світла для нерухомого спостерігача Землі становитиме .

Протиріччя було вирішено. Також можна переконатися, що якщо швидкості дуже малі в порівнянні зі швидкістю світла, то формула для теорії відносності переходить у класичну формулу для складання швидкостей.

У більшості випадків ми користуватимемося класичним законом.

Сьогодні ми з'ясували, що рух залежить від системи відліку, що швидкість, шлях, переміщення та траєкторія – це поняття відносні. А час у рамках класичної механіки – поняття абсолютне. Навчилися застосовувати отримані знання, розібравши деякі типові приклади.

Список літератури

1. Тихомирова С.А., Яворський Б.М. Фізика (базовий рівень) – М.: Мнемозіна, 2012.
2. Генденштейн Л.Е., Дік Ю.І. Фізика 10 клас. – К.: Мнемозіна, 2014.
3. Кікоїн І.К., Кікоїн А.К. Фізика - 9, Москва, Просвітництво, 1990.

1. Інтернет-портал Class-fizika.narod.ru().
2. Інтернет-портал Nado5.ru().
3. Інтернет-портал Fizika.ayp.ru().

Домашнє завдання

1. Дати визначення відносності руху.
2. Які фізичні величини залежить від вибору системи відліку?