Tror du, du bevæger dig eller ej, når du læser denne tekst? Næsten hver af jer vil straks svare: nej, jeg flytter mig ikke. Og han vil tage fejl. Nogle vil måske sige: flytte. Og de vil også tage fejl. For i fysik er nogle ting ikke helt, som de ser ud ved første øjekast.
For eksempel afhænger begrebet mekanisk bevægelse i fysik altid af et referencepunkt (eller krop). En person, der flyver med et fly, bevæger sig således i forhold til sine slægtninge, der bliver hjemme, men er i ro i forhold til sin ven, der sidder ved siden af ham. Så kede slægtninge eller en ven, der sover på en skulder, er i dette tilfælde referenceorganer til at afgøre, om vores førnævnte person bevæger sig eller ej.
Definition af mekanisk bevægelse
I fysik er definitionen af mekanisk bevægelse studeret i syvende klasse som følger:ændringen i en krops position i forhold til andre legemer over tid kaldes mekanisk bevægelse. Eksempler på mekanisk bevægelse i hverdagen omfatter bevægelse af biler, mennesker og skibe. Kometer og katte. Luftbobler i en kogende kedel og lærebøger i en tung skoledrengs rygsæk. Og hver gang en erklæring om bevægelsen eller hvilen af et af disse objekter (kroppe) vil være meningsløst uden at angive referencelegemet. Derfor mener vi i livet oftest, når vi taler om bevægelse, bevægelse i forhold til Jorden eller statiske objekter - huse, veje og så videre.
Mekanisk bevægelsesbane
Det er også umuligt ikke at nævne en sådan karakteristik af mekanisk bevægelse som bane. En bane er en linje, langs hvilken en krop bevæger sig. For eksempel er støvleaftryk i sneen, sporet af et fly på himlen og sporet af en tåre på en kind alle sammen baner. De kan være lige, buede eller knækkede. Men længden af banen, eller summen af længderne, er den vej, kroppen tilbagelægger. Stien er angivet med bogstavet s. Og det måles i meter, centimeter og kilometer eller i tommer, yards og fod, alt efter hvilke måleenheder der accepteres her i landet.
Typer af mekanisk bevægelse: ensartet og ujævn bevægelse
Hvilke typer mekaniske bevægelser er der? For eksempel, når man kører bil, bevæger chaufføren sig med forskellige hastigheder, når man kører rundt i byen og med næsten samme hastighed, når man kører på motorvej uden for byen. Det vil sige, at den bevæger sig enten ujævnt eller jævnt. Så bevægelsen, afhængig af afstanden tilbagelagt i lige store tidsrum, kaldes ensartet eller ujævn.
Eksempler på ensartet og ujævn bevægelse
Der er meget få eksempler på ensartet bevægelse i naturen. Jorden bevæger sig næsten ensartet rundt om Solen, regndråber drypper, bobler flyder i sodavandet. Selv en kugle affyret fra en pistol bevæger sig lige og jævnt kun ved første øjekast. På grund af friktion med luften og Jordens tyngdekraft bliver dens flyvning gradvist langsommere, og dens bane falder. I rummet kan en kugle bevæge sig rigtig lige og jævnt, indtil den kolliderer med en anden krop. Men med ujævn bevægelse er situationen meget bedre - der er mange eksempler. En bolds flugt under et spil fodbold, bevægelsen af en løve, der jager bytte, tyggegummiets rejse i munden på en syvende klasse og en sommerfugl, der flagrer over en blomst, er alle eksempler på ujævn mekanisk bevægelse af kroppe.
95. Giv eksempler på ensartet bevægelse.
Det forekommer meget sjældent, for eksempel Jordens bevægelse omkring Solen.
96. Giv eksempler på ujævn bevægelse.
Bevægelse af en bil, fly.
97. En dreng glider ned ad et bjerg på en slæde. Kan denne bevægelse betragtes som ensartet?
Ingen.
98. Når vi sidder i vognen af et passagertog i bevægelse og observerer et modkørende godstogs bevægelse, forekommer det os, at godstoget kører meget hurtigere, end vores passagertog kørte før det mødte. Hvorfor sker dette?
Relativt passagertog, godstog bevæger sig med den samlede hastighed af passager- og godstog.
99. Føreren af en kørende bil er i bevægelse eller i hvile i forhold til:
a) veje;
b) autostole;
c) tankstationer;
d) Solen;
e) træer langs vejen?
I bevægelse: a, c, d, d
I hvile: b
100. Siddende i vognen af et kørende tog ser vi gennem vinduet en bil, der kører fremad, så virker ubevægelig og til sidst bevæger sig baglæns. Hvordan forklarer vi, hvad vi ser?
I starten er bilens hastighed højere end togets hastighed. Så bliver bilens hastighed lig med togets hastighed. Herefter falder bilens hastighed i forhold til togets hastighed.
101. Flyet udfører en "død loop". Hvilken bane ser observatører på jorden?
En cirkulær sti.
102. Giv eksempler på kroppens bevægelse langs buede baner i forhold til jorden.
Bevægelsen af planeter omkring Solen; bådbevægelse på floden; Fuglens flugt.
103. Giv eksempler på bevægelser af legemer, der har en retlinet bane i forhold til jorden.
Tog i bevægelse; mand, der går ligeud.
104. Hvilke typer bevægelser observerer vi, når vi skriver med en kuglepen? Kridt?
Ensartet og ujævn.
105. Hvilke dele af en cykel beskriver, når de bevæger sig i en lige linje, retlinede baner i forhold til jorden, og hvilke dele – buede?
Lige linje: styr, sadel, stel.
Kurvilineær: pedaler, hjul.
106. Hvorfor siger de, at Solen står op og går ned? Hvad er referenceorganet i denne sag?
Referenceorganet anses for at være Jorden.
107. To biler bevæger sig langs en motorvej, så en afstand mellem dem ikke ændrer sig. Angiv i forhold til hvilke kroppe hver af dem er i hvile, og i forhold til hvilke kroppe de bevæger sig i denne periode.
Bilerne er i ro i forhold til hinanden. Biler bevæger sig i forhold til omgivende genstande.
108. Slæden ruller ned ad bjerget; bolden ruller ned ad en skrå sliske; Stenen frigivet fra hænderne falder. Hvilke af disse organer bevæger sig fremad?
En slæde bevæger sig frem fra bjerget og en sten frigivet fra hænderne.
109. En bog placeret på et bord i lodret position (fig. 11, position I) falder fra et skub og indtager position II. To punkter A og B på indbindingen af bogen beskrev banerne AA1 og BB1. Kan vi sige, at bogen er gået fremad? Hvorfor?
Tror du, du bevæger dig eller ej, når du læser denne tekst? Næsten hver af jer vil straks svare: nej, jeg flytter mig ikke. Og han vil tage fejl. Nogle vil måske sige: flytte. Og de vil også tage fejl. For i fysik er nogle ting ikke helt, som de ser ud ved første øjekast.
For eksempel afhænger begrebet mekanisk bevægelse i fysik altid af et referencepunkt (eller krop). En person, der flyver med et fly, bevæger sig således i forhold til sine slægtninge, der bliver hjemme, men er i ro i forhold til sin ven, der sidder ved siden af ham. Så kede slægtninge eller en ven, der sover på en skulder, er i dette tilfælde referenceorganer til at afgøre, om vores førnævnte person bevæger sig eller ej.
Definition af mekanisk bevægelse
I fysik er definitionen af mekanisk bevægelse studeret i syvende klasse som følger:ændringen i en krops position i forhold til andre legemer over tid kaldes mekanisk bevægelse. Eksempler på mekanisk bevægelse i hverdagen omfatter bevægelse af biler, mennesker og skibe. Kometer og katte. Luftbobler i en kogende kedel og lærebøger i en tung skoledrengs rygsæk. Og hver gang en erklæring om bevægelsen eller hvilen af et af disse objekter (kroppe) vil være meningsløst uden at angive referencelegemet. Derfor mener vi i livet oftest, når vi taler om bevægelse, bevægelse i forhold til Jorden eller statiske objekter - huse, veje og så videre.
Mekanisk bevægelsesbane
Det er også umuligt ikke at nævne en sådan karakteristik af mekanisk bevægelse som bane. En bane er en linje, langs hvilken en krop bevæger sig. For eksempel er støvleaftryk i sneen, sporet af et fly på himlen og sporet af en tåre på en kind alle sammen baner. De kan være lige, buede eller knækkede. Men længden af banen, eller summen af længderne, er den vej, kroppen tilbagelægger. Stien er angivet med bogstavet s. Og det måles i meter, centimeter og kilometer eller i tommer, yards og fod, alt efter hvilke måleenheder der accepteres her i landet.
Typer af mekanisk bevægelse: ensartet og ujævn bevægelse
Hvilke typer mekaniske bevægelser er der? For eksempel, når man kører bil, bevæger chaufføren sig med forskellige hastigheder, når man kører rundt i byen og med næsten samme hastighed, når man kører på motorvej uden for byen. Det vil sige, at den bevæger sig enten ujævnt eller jævnt. Så bevægelsen, afhængig af afstanden tilbagelagt i lige store tidsrum, kaldes ensartet eller ujævn.
Eksempler på ensartet og ujævn bevægelse
Der er meget få eksempler på ensartet bevægelse i naturen. Jorden bevæger sig næsten ensartet rundt om Solen, regndråber drypper, bobler flyder i sodavandet. Selv en kugle affyret fra en pistol bevæger sig lige og jævnt kun ved første øjekast. På grund af friktion med luften og Jordens tyngdekraft bliver dens flyvning gradvist langsommere, og dens bane falder. I rummet kan en kugle bevæge sig rigtig lige og jævnt, indtil den kolliderer med en anden krop. Men med ujævn bevægelse er situationen meget bedre - der er mange eksempler. En bolds flugt under et spil fodbold, bevægelsen af en løve, der jager bytte, tyggegummiets rejse i munden på en syvende klasse og en sommerfugl, der flagrer over en blomst, er alle eksempler på ujævn mekanisk bevægelse af kroppe.
Den enkleste form for mekanisk bevægelse er bevægelsen af en krop langs en lige linje med konstant hastighed i størrelse og retning. Denne bevægelse kaldes uniform . Med ensartet bevægelse rejser en krop lige lange afstande i lige store tidsrum. For en kinematisk beskrivelse af ensartet retlinet bevægelse, koordinataksen OKSE bekvemt placeret langs bevægelseslinjen. Kroppens position under ensartet bevægelse bestemmes ved at angive én koordinat x. Forskydningsvektoren og hastighedsvektoren er altid rettet parallelt med koordinataksen OKSE.
Derfor kan forskydningen og hastigheden under lineær bevægelse projiceres på aksen OKSE og betragte deres fremskrivninger som algebraiske størrelser.
Hvis det på et tidspunkt t 1 krop var på et punkt med koordinat x 1, og på et senere tidspunkt t 2 - på punktet med koordinat x 2, derefter forskydningsprojektionen Δ s pr akse OKSE i tid Δ t = t 2 - t 1 er lig
Denne værdi kan være både positiv og negativ afhængig af den retning, kroppen bevægede sig i. Med ensartet bevægelse langs en lige linje falder forskydningsmodulet sammen med den tilbagelagte afstand. Hastigheden af ensartet retlinet bevægelse kaldes forholdet 
Hvis υ > 0, så bevæger kroppen sig mod aksens positive retning OKSE; ved v< 0 тело движется в противоположном направлении.
Koordinatafhængighed x fra tiden t (bevægelsesloven) er udtrykt for ensartet lineær bevægelse lineær matematisk ligning :
I denne ligning er υ = const kroppens hastighed, x 0 - koordinat for det punkt, hvor kroppen var på tidspunktet t= 0. Graf over bevægelsesloven x(t) er en lige linje. Eksempler på sådanne grafer er vist i fig. 1.3.1.
For bevægelsesloven vist i graf I (fig. 1.3.1), med t= 0 kroppen var på punktet med koordinat x 0 = -3. Mellem øjeblikke i tiden t 1 = 4 s og t 2 = 6 s bevægede kroppen sig fra punktet x 1 = 3 m til punkt x 2 = 6 m. Således for Δ t = t 2 - t 1 = 2 s kroppen bevæges med Δ s = x 2 - x 1 = 3 m. Derfor er kroppens hastighed
Hastighedsværdien viste sig at være positiv. Det betyder, at kroppen bevægede sig i den positive retning af aksen OKSE. Lad os bemærke, at i bevægelsesgrafen kan et legemes hastighed defineres geometrisk som sideforholdet B.C. Og A.C. trekant ABC(se fig. 1.3.1)
Jo større vinkel α, som den rette linje danner med tidsaksen, dvs. jo større hældning på grafen ( stejlhed), jo større hastighed er kroppen. Nogle gange siger de, at et legemes hastighed er lig med tangenten til vinklen α af hældningen af den rette linje x (t). Fra et matematisk synspunkt er dette udsagn ikke helt korrekt, da siderne B.C. Og A.C. trekant ABC har forskellige dimensioner: side B.C. målt i meter, og siden A.C.- på få sekunder.
Tilsvarende for bevægelsen vist i fig. 1.3.1 direkte II, finder vi x 0 = 4 m, υ = -1 m/s.
I fig. 1.3.2 bevægelseslov x (t) af kroppen er afbildet ved hjælp af lige linjesegmenter. I matematik kaldes sådanne grafer stykkevis lineær. Denne bevægelse af en krop langs en lige linje ikke ensartet. I forskellige sektioner af denne graf bevæger kroppen sig med forskellige hastigheder, som også kan bestemmes af hældningen af det tilsvarende segment til tidsaksen. Ved grafens brudpunkter ændrer kroppen øjeblikkeligt sin hastighed. På grafen (fig. 1.3.2) sker dette på tidspunkter t 1 = -3 s, t 2 = 4 s, t 3 = 7 s og t 4 = 9 sek. Fra bevægelsesplanen er det nemt at finde ud af, at på intervallet ( t 2 ; t 1) kroppen bevægede sig med en hastighed υ 12 = 1 m/s, over intervallet ( t 3 ; t 2) - ved en hastighed υ 23 = -4/3 m/s og i intervallet ( t 4 ; t 3) - ved en hastighed υ 34 = 4 m/s.
Det skal bemærkes, at med en stykkevis lineær lov om retlinet bevægelse af et legeme, den tilbagelagte afstand l stemmer ikke overens med bevægelsen s. For eksempel for bevægelsesloven vist i fig. 1.3.2, kroppens bevægelse i tidsintervallet fra 0 s til 7 s er nul ( s= 0). I løbet af denne tid har kroppen rejst l= 8 m.
Som kinematik er der en situation, hvor et legeme, i ethvert vilkårligt taget lige store tidsrum, bevæger sig langs segmenter af en sti af samme længde. Dette er en ensartet bevægelse. Et eksempel kunne være bevægelsen af en speedskater midt på en distance eller et tog på en flad strækning.
Teoretisk set kan en krop bevæge sig langs enhver bane, inklusive en buet. Samtidig er der begrebet sti - dette er navnet på den afstand, som en krop tilbagelægger langs dens bane. Sti er en skalær størrelse og må ikke forveksles med forskydning. Det sidste led betegner segmentet mellem stiens startpunkt og slutpunktet, som under krumlinjet bevægelse åbenbart ikke falder sammen med banen. Forskydning er en vektormængde, der har en numerisk værdi, der er lig med længden af vektoren.
Et naturligt spørgsmål opstår: i hvilke tilfælde taler vi om ensartet bevægelse? Vil bevægelsen af for eksempel en karrusel i en cirkel med samme hastighed blive betragtet som ensartet? Nej, for med en sådan bevægelse ændrer hastighedsvektoren sin retning hvert sekund.
Et andet eksempel er en bil, der kører i en lige linje med samme hastighed. En sådan bevægelse vil blive betragtet som ensartet, så længe bilen ikke drejer nogen steder, og dens speedometer viser det samme tal. Det er indlysende, at ensartet bevægelse altid sker i en ret linje, og hastighedsvektoren ændres ikke. Stien og bevægelsen vil i dette tilfælde falde sammen.
Ensartet bevægelse er bevægelse langs en lige bane med konstant hastighed, hvor længden af den tilbagelagte afstand over lige store tidsrum er den samme. Et særligt tilfælde af ensartet bevægelse kan betragtes som en hviletilstand, når hastigheden og den tilbagelagte afstand er lig med nul.
Hastighed er en kvalitativ egenskab ved ensartet bevægelse. Det er klart, at forskellige objekter rejser den samme vej på forskellige tidspunkter (fodgænger og bil). Forholdet mellem vejen tilbagelagt af et ensartet bevægeligt legeme og det tidsrum, hvor denne vej blev tilbagelagt, kaldes bevægelseshastigheden.
Formlen, der beskriver ensartet bevægelse, ser således ud:
V = S/t; hvor V er bevægelseshastigheden (er en vektorstørrelse);
S - sti eller bevægelse;
Ved at kende bevægelseshastigheden, som er konstant, kan vi beregne den vej, kroppen tilbagelægger i et hvilket som helst vilkårligt tidsrum.
Nogle gange forveksles ensartet og ensartet accelereret bevægelse fejlagtigt. Det er helt andre begreber. - en af varianterne af ujævn bevægelse (dvs. en, hvor hastigheden ikke er en konstant værdi), som har et vigtigt kendetegn - hastigheden i dette tilfælde ændres med samme mængde over de samme tidsperioder. Denne størrelse, der er lig med forholdet mellem forskellen i hastighed og den periode, hvor hastigheden ændrede sig, kaldes acceleration. Dette tal, der angiver, hvor meget hastigheden er steget eller faldet pr. tidsenhed, kan være stort (så siges kroppen hurtigt at vinde eller tabe fart) eller ubetydeligt, når objektet accelererer eller decelererer mere jævnt.
Acceleration er ligesom hastighed fysisk.Retningen af accelerationsvektoren falder altid sammen med hastighedsvektoren. Et eksempel på ensartet accelereret bevægelse er tilfældet med et objekt, hvor objektets tiltrækning af jordens overflade ændres pr. tidsenhed med en vis mængde, kaldet tyngdeaccelerationen.
Ensartet bevægelse kan teoretisk betragtes som et særligt tilfælde af ensartet accelereret bevægelse. Det er klart, da hastigheden ikke ændres under en sådan bevægelse, så forekommer acceleration eller deceleration ikke, derfor er accelerationens størrelse under ensartet bevægelse altid lig med nul.