Физика 9 (1)⁠⁠

Задача механика - определение изменения движения одной материальной точки относительно другой с течением времени. Механическое движение - самый простой вид движения физики, которое означает определение движения одной точки относительно другой с течением времени. Механическое движение допустимо написать с координатами, но если это - полноценное создание, то это сложнее, ведь оно движется по модулю и оси одновременно, значит - надо рисов*ть тело по оси тр*дно за границей нормальной функции. Например, Земля движ*тся, а её т*чки движутся противоположно, причём тем ближе эта точка к оси Земли, тем она быстрее. Материальная точка - любое тело, которое вообще есть в нашей точки зрения Ока, оно не имеет размеров и не вращается вокруг собственной оси, следовательно для неё без всяких функций допустимо назвать физические величины. Материальная точка - понятие в механике, которое означает точку, обладающее весом этого телаЕсть материальная точка отсчёта (например, тот кто в другой материальной точке, либо смотрит на него), если материальная точка отсчёта наблюдает за условным самолётом (материальной точкой), то она - движется, но если он как пассажир и находится внутри него, то - нет, то же самое и с машиной, для водителя, материальной точки отсчёта (если например гость-пассажир сидит на заднем сиденье), то он - не движется, а если же материальная точка отсчёта - дерево, то этот же самый гость-пассажир уже движется. Из всего этого выходит, что механическое движение всегда относительно, и нету абсолютного относительного движения, точно так же, как материальная точка отсчёта никогда не абсолютна материальной точке вним*ния. Круговое движение - то движение, при котором тело всегда двигается с влиянием другого материального тела (материальной точки), причём движется далеко не всеми частями тела.

Поступательное движение - это движение, при котором тело всегда двигается с влиянием другого материального тела (материальной точки), причём движется всеми частями тела. Для определения движущегося тела в любой момент времени вида движения, скорости тела и некоторых других характеристик всегда должны присутствовать точка отсчёта, система координат (или 1 линейная координат, если прямое движерие) и прибор измерения времени.

Система координат, тело отсчёта, с которым она связана, и прибор для измерения времени образуют систему отсчёта, относительно которой рассматривается движение тела. Путь - скалярная величина (величина без направления), которая применялась для задач где надо суммировать вектора пути материальной точки (и.к. путь - суммирование всех векторов пути материальной точки). Для решения разных практических задач учитывают, где будет определённое тело в заданный момент времени. Но всегда допустимо решить такую задачу даже со знанием пути материальной точки. Ведь неизвестно, например, что материальная точка добралась с O до A за 20 км/ч, в*дь не указан конец полёта, следовательно неизвестен и кон*ц (если пмямолинейный путь - либо C, либо D, либо вообще переместилось бы за 1 путь из O в A и из A в О. Чтобы избежать таких трудностей есть величина перемещения в физике (перемещение - вектор, который откладывается в пути перед началом следующего вектора). Векторная величина (a со стрелкой) - синоним значения физической величины физики, именно с ней допустимо понять, где будет материальная точка, ведь, например, если она будет из точки O в точку A и обратно из точк* A в O, то это уже - нулевой вектор. Конечно допустимо изобразить графически материальной точки, если изобразить её путь через вектор перемещения от начальной точки, но в большинстве случаев для вычисления расположения тела приходится их вычислять не с векторами, а их проекциями, модулями (и проекциями модулей), т.е. величинами с разным значением без направления

Если направление движения тела меняется то пройденный путь будет больше векторного модуля

Под скоростью движения самолёта подразумевается его мгновенная скорость (скорость в каждой конкретной точке траектории в соответствующий момент времени, например, самолёт каждые 10 с при взлёте делают свою скорость быстрее на 15 м, что - является примером ускорения, которое бывает разным у вс*х)

V⁰ = начальная скорость тела (скорость в момент t⁰ = 0), а V - скорость, которое имело тело к концу промежутку от отсчёта, следовательно за каждую минуту скорость менялась по формуле v - v⁰/t

a (ускорение) = v-v⁰/t, если есть и вторая такой например транспорт, то 1 указывают как a = v-v¹/t

Неравномерное движение бывает чаще всех из-за редкости условий для равномерного движения, причём бывает прямолинейное равномерное движение, где материальная точка находится на одной оси x, то

Ускорение тела при прямолинейном равноускоренном движении - векторная величина равная отношению изменения скорости к промежутку времени, за который это изменение произошло

Равноускоренное движение - движение с постоянным ускорением

Ускорение - постоянная величина, характеризующая не только модулем, но и направлением

Модуль вектора показывает, на сколько меняется модуль вектора времени с каждой секундой. Чем больше ускорение, тем быстрее меняется скорость тела

За единицу ускорения в СИ принимается ускорение такого равноускоренного движения, при котором за 1 с скорость тела изменяется на 1 м/с:

1 м/с/1 с = 1 м/с²

Вычислить равноускоренного прямолинейного движения допустимо по формуле (a = Vx - V0x/t), в которую входят вектора проекции и скорости

Как находит разные моменты равноускоренности:

Санки в начале AB (пути, которое в целом заняло так 20 м, что t) двигались со скоростью 5 м/с (что является пока U0x), а к т*чке B - 10 м/с (что уже Ux), следовательно U0x - Ux/t = 10 - 5/20 = 0,25; т.к. результат положительный, то вектор ускорения движется прямолинейно, а значит направлены прямо в скорость оси x и следовательно направлены прямо скорости движения

Если векторы скорости и движущегося тела направлены в 1 сторону, то модуль вектора скорости - увеличивается, а если в противоположную - уменьшается

Т.к. при прямолинейном равноускоренном движении проекцию вектора ускорения на ось X можно найти по формуле a = V0x - V0/t: допустимо выразить из формулы проекцию Vx вектора скорости, которое имело движущееся тело к концу промежутка времени, отсчитываемого от точки отсчёта (T0 = 0), слоедаоательно: axt = Vx - V0x; Ux = U0x + AxT

Если тело покоилось в данный момент, то: Ux = AxT

Как представитель зависимость проекции вектора скорости от времени при равноускоренном движении в виде графика:

Vx = V0x + AxT (или Vx = AxT + V0x) - линейнвя функция, Следовательно

a на ось X можно найти по формуле

- =

Скорость относительна (скорость одного и того же тела в разных расчётах бывает разной так и скоростью, и направлением)

Траектория одного и того же тела бывает различной в разных расчётах

Следовательно всему перечисленному, путь - тоже бывает различным в разных расчётах, т.к. он равен всем векторам пути

Относительность движения проявляется в том что скорость, траектория, путь и некоторые другие характеристики относительны (не совпадают в разных расчётах)

Относителен - значит различный в разных расчётах

Геоцентрическая точка зрения - Земля недвижется, т.е. геоцентрична

Вот Геополицентричная теория - когда уже Солнце не движется

По мнению Галилея тело прямолинейно и его скорость не изменяется без влияния других тел, что называется инерцией

Доказал ещё в Древней Гр*ции Аристотель, что тело прямолинейно и его скорость не изменяется без влияния других тел

Существуют такие системы отсчёта, на которых другие тела не изменяют свою скорость и прямолинейны, если на них не влияют другие тела

Инерциальные законы - где она выполняется, а неинерциальные - где не выполняется

Когда несколько тел влияют на одно тело, то оно движется с ускорением (если оно не равно нулю), ну а когда давление тел влияет на одно тело, то выходит что существует взаимосвязь между ними

Ускорения, сообщаемые телам одной и той же постоянной силой, обратно пропорциональны массам этих тел, т.к. на примере опыта 2 тележки привязаны к давящей на ней наковальне, одинако делая боль

Ускорение, с которым движется тело постоянной массы, прямо пропорционально пропорциально к приложенной на скорость этого тела сила

Второй закон Ньютона: Ускорение тел прямо пропорциально равнодействующей сумме тел, которые влияют на это тело, и обратно пропорциально его массе

Третий закон Ньютона: силы, с которыми тела взаимодействуют друг с другом, равны по модулю и противоположны направлению, например, гвоздь останавливает гвоздь, когда он его бьёт (т.к. не бывает равно линейного движения тел по вечному взаимодействию)

Силы, те самые, о которых говорил Ньютон, никогда не уравновешивают друг друга, т.к. приложены к разным телам

Действие на тело силы в одних случаях приводит к изменению модуля вектора этой скорости, а в других - уже направления этой скорости. Например, в прямолинейном 1 случае шарик, прикреплённый к верёвке, при её отпущении катится вниз (из-за отпущенной силы упругости), и возвращается уже с возвращением этой самой силы упругости. Следовательно скорость шарика в любой точке траектории (например, в точке С) сонаправлена с силой упругости и ускорением. В 2 криволинейном случае шарик, прикреплённый к верёвке, на которого подействовала сила толкания, уже приобрёл свою первоначальную скорость, направленную перпендикулярно отрезку OA, т.к. если бы на шарик не действовали никакие силы, то он сохранял бы свою изначальную скорость. Из всех этих примеров выходит, что Если скорость тела и действующая на него сила направлены вдоль одной прямой, то тело движется прямолинейно, а если они направлены вдоль пересекающихся прямых, то тело движется криволинейно

Сила трения бывает покоя (когда жертва силы тяжести под действием 2 сил, силы тяжести и силы реакции опоры, сопротивляется), скольжения (когда она действует на тело, превышая максимальное силу трения, например, протиовоположнл скорости действия тела относительно сопротивления с ним тела).: качения (когда 1 тело не скользит, а катится по поверхности другого, препятствует движению). Максимальная сила трения - наиболлшее значение силы трения при котором скольжения ещё нет. Модуль максимальной силы трения покоя прямо пропорционально модулю реакции опоры

Равномерное движение тела по окружности — это движение, при котором траекторией является окружность, а модуль скорости тела остается неизменным. При этом вектор скорости постоянно меняет своё направление. Характеристики равномерного движения тела по окружности: Линейная скорость (v): скорость движения тела по дуге окружности. Вектор линейной скорости всегда направлен по касательной (перпендикулярно радиусу) к траектории. Период вращения (T) - время, за которое равномерное движение совершает 1 оборот (N = 1). Частота вращения (V) - количество оборотов за единицу врем*ни. Угол вращения () - отношение угла поворота- радиуса к времени, за который поворачивается радиус-перпендикулятор.

Связь линейной и угловой скорости: V = r × R. Связь через период и частоту: V = 2R/T = 2Rv.

Центростремительное ускорение (An, Ac) возникает из-за постоянного изменения направления радиуса вектора. An = V2/R = W2R = (2II/T)²R.

Тангенциальное ускорение (Ar) характеризует изменение скорости по модулю. При равномерном движении по окружности (V по модулю постоянна) тангенциальное ускорение равно нулю (Ar = 0).

Центростремильная сила - сила, соответсщая потоку движения тела по окружности, направленная к центру окружности. Fц = m × AN = mV2/R = Mw2R

Формулы равноускоренного движения:

Скорость: V = V0 + AT или V = AT

Путь (перемещение): S = V0t + at²/2 или S = V²-V²0/2a или также S = at²/2 или S = v²/2a

Координата: x = x0 + v0t + at²/2 или x = x0 - at²/2

По опыту если шарик толкнуть, а затем предоставить самому себе, то он остановится, перед этим сделав дугу, и.к. на него подействовала сила трения и попрепятствовала через уменьшение скорости сила сопротивления, следовательно, если уменьшить эту силу сопротивления, шарик совершит гораздо больше оборотов (а без этой силы - шарик вообще будет бесконечно крутится). При этом направление скорости шарика непрерывно менялась бы под действием силы, направленной к центру окружности. В подписи Ньютона говорится, что если камень с высокой горы бросить, отклонившись под действием силы тяжести он опишет кривую траекторию, но т.к. спутник Земли имеет достаточно большую скорость, направленную по касательной к окружности, он не падает на Землю, даже несмотря на то, что спутник Земли - пример силы тяж*сти, следовательно пример свободного падения

Чтобы некоторое тело стало спутником Земли, надо его вывести за орбиту и заставить двигаться по касательной к окружности

Чтобы вывести формулу для расчёта скорости, которую надо сообщить телу, надо, чтобыц движение спутника происходит под действием одной лишь силы тяжести, сообщая ему в виде центроустремительного ускорения ускорение свободного падения g, ф,

Т.к. формулой центростремильного ускорения - Aц.с. = V2/R, то для спутника: g = V2/R, V² = GR, следовательно V = √GR

Формула V = √GR показывает силу, которую надо сообщить телу, чтобы оно вращалось на окружности на расстоянии от r от поверхности Земли, следовательно по формуле V = G√R рассчитывают первую космическую скорость

Если высота h спутника над поверхностью Земли мала по сравнению с земным радиусом, то ею можно пренебречь и считать, что r ≠ R3. Обозначим ускорение свободного падения вблизи поверхности Земли g0.

Следовательно формула первой косм*ческой скорости спутника, если он движется вблизи поверхности Земли: v = √g0R3. Рассчитываем это через радиус Земли как 6400 км (6,4 × 10⁶ м) × 9,8 м/с² (g0). Следовательно V = √9,8 м/с² × 6,4 × 10² м = 7,9 × 10,3 м/с = 7,9 км/с

Если же высотой h спутника над Землёй пренебречь нельзя, то расстояние r от центра Земли до спутника и ускорение свободного падения g на высоте h определяются по формуле: r = R3 + h, g = G × M3/(R3+H)², а следовательно также и по формуле v = √G3 = M3/(R3+H)² (R3+H)² (R3+H) или V = √G × M3/R3+h. По формуле V = √G × M3/R3+h можно рассчитать первую космическую скорость спутника любой планеты, если вместо массы и радиуса Земли подставить соответственно массу и радиус данной планеты.

Из формулы V = √G × M3/R3+h следует, что чем больше высота h, на которой запускается спутник, тем меньшую скорость и ему нужно сообщить для его движения по круговой орбите (так как h стоит в знаменателе дроби). Например, на высоте 300 км над поверхностью Земли первая космическая скорость приблизительно равна 7,8 км/с, а на высоте 500 км — 7,6 км/с.

Если скорость тела, запускаемого на высоте h над Землёй, превышает соответствующую этой высоте первую космическую, то его орбита представляет собой эллипс (см. рис. 42, внешнюю траекторию). Чем больше скорость, тем более вытянутой будет эллиптическая орбита. При скорости, равной 11,2 км/с, которая называется второй космической скоростью, тело преодолевает притяжение к Земле и уходит в космическое пространство.

Импульс тела - векторная физическая величина, равная произведению его скорости тела на его массу. Именно с ней допустимо решать задачи, связанные с законами Ньютона, а именно те зад*чи, которые о взаимодействии и движении тел, так как именно импульс тела позволяет определить действующую на тело силу, которую бывает очень сложно определить то

P = mv

Направление вектора импульса тела совпадает с направлением вектора скорости движения

За единицу импульса в СИ принимают импульс тела массой 1 кг, движущегося со скоростью 1 м/с. Значит, единицей импульса тела в СИ является 1 кг • м/с.

При расчётах пользуются уравнением с проекциями векторов: Px = Mvx

В зависимости от направления вектора скорости по отношению к выбранной оси X проекция вектора импульса может быть как положительной, так и отрицательной.

При взаимодействии тел их импульсы меняются

По примеру, где шарик 2 отклоняют от вертикали на угол a, затем получаясь по обстоятельствам, что этот самый шарик 2 ударяет рядом находившийся шарик 1 (столкнувшись с ним они остановились), становится ясно, что на столько уменьшился импульс шара 2, на сколько увеличился импульс уже шара 2

Если два или несколько тел взаимодействуют только между собой (т. е. не подвергаются воздействию внешних сил), то эти тела образуют замкнутую систему. В этом заключается закон сохранения импульса (выполняется если на тела действуют внешние силы, векторная сумма которых равна нулю

Несмотря на то, что импульс каждого из шаров при взаимодействии изменился, векторная сумма их импульса осталась такой же, как и до взаимодействия