Movimento meccanico. Tipi di movimento Tipi di movimento e loro descrizione

Caratteristiche del movimento meccanico del corpo:

- traiettoria (la linea lungo la quale si muove il corpo),

- spostamento (un segmento di linea diretta che collega la posizione iniziale del corpo M1 con la sua posizione successiva M2),

- velocità (rapporto tra movimento e tempo di movimento - per un movimento uniforme) .

I principali tipi di movimento meccanico

A seconda della traiettoria, il movimento del corpo è suddiviso in:

Retta;

Curvilineo.

A seconda della velocità, i movimenti si dividono in:

Uniforme,

Ugualmente accelerato

uguale lento

A seconda del metodo di movimento, i movimenti sono:

traslazionale

rotazionale

Oscillatorio

Movimenti complessi (Ad esempio: un movimento elicoidale in cui il corpo ruota uniformemente attorno a un certo asse e allo stesso tempo esegue un movimento di traslazione uniforme lungo questo asse)

Movimento traslatorio - questo è il movimento del corpo, in cui tutti i suoi punti si muovono allo stesso modo. Nel movimento in avanti, qualsiasi linea retta che collega due punti qualsiasi del corpo rimane parallela a se stessa.

Il moto rotatorio è il movimento di un corpo attorno a un asse. Con un tale movimento, tutti i punti del corpo si muovono lungo cerchi, il cui centro è questo asse.

Il moto oscillatorio è un moto periodico che si verifica alternativamente in due direzioni opposte.

Ad esempio, un pendolo in un orologio fa un movimento oscillatorio.

I movimenti di traslazione e rotazione sono i tipi più semplici di movimento meccanico.

Movimento dritto e uniforme tale movimento si chiama quando, per intervalli di tempo uguali arbitrariamente piccoli, il corpo compie gli stessi spostamenti . Scriviamo l'espressione matematica di questa definizione s = υ? T. Ciò significa che lo spostamento è determinato dalla formula e la coordinata è determinata dalla formula .

Movimento ugualmente accelerato si chiama il movimento di un corpo, in cui la sua velocità per intervalli di tempo uguali aumenta nello stesso modo . Per caratterizzare questo movimento, è necessario conoscere la velocità del corpo in un determinato momento o in un determinato punto della traiettoria, ad es. . e . velocità istantanea e accelerazione .

Velocità istantaneaè il rapporto tra uno spostamento sufficientemente piccolo su un segmento di traiettoria adiacente a questo punto e un piccolo intervallo di tempo durante il quale viene eseguito questo spostamento .

υ = S / t. L'unità SI è m/s.

Accelerazione - un valore uguale al rapporto tra la variazione di velocità e l'intervallo di tempo durante il quale si è verificata questa variazione ... α =? υ / t(Sistema SI m / s2) Altrimenti, l'accelerazione è la velocità di variazione della velocità o l'incremento della velocità per ogni secondo a. T. Da qui la formula per la velocità istantanea: υ = υ 0 + α.t.


Il movimento durante questo movimento è determinato dalla formula: S = υ 0 t + α. t 2/2.

Uguale rallentatore il movimento viene chiamato quando l'accelerazione ha un valore negativo, mentre la velocità viene decelerata uniformemente.

Con movimento uniforme attorno alla circonferenza gli angoli di rotazione del raggio per intervalli di tempo uguali saranno gli stessi . Pertanto, la velocità angolare = 2πn, o = πN / 30 ≈ 0,1N, dove ω - la velocità angolare n è il numero di giri al secondo, N è il numero di giri al minuto. ω nel sistema SI si misura in rad/s . (1 / s) / Rappresenta la velocità angolare alla quale ogni punto del corpo in un secondo percorre un percorso pari alla sua distanza dall'asse di rotazione. Durante questo movimento, il modulo di velocità è costante, è diretto tangenzialmente alla traiettoria e cambia costantemente direzione (vedi . Riso . ), quindi esiste un'accelerazione centripeta .

Periodo di rotazione T = 1 / n - questa volta , per cui il corpo compie un giro completo, quindi = 2π / Т.

La velocità lineare durante il moto rotatorio è espressa dalle formule:

υ = ωr, υ = 2πrn, υ = 2πr / T, dove r è la distanza del punto dall'asse di rotazione. La velocità lineare dei punti giacenti sulla circonferenza dell'albero o della puleggia è chiamata velocità periferica dell'albero o della puleggia (in SI m/s)

Con un movimento uniforme attorno alla circonferenza, la velocità rimane costante in grandezza, ma cambia continuamente direzione. Qualsiasi variazione di velocità è associata all'accelerazione. L'accelerazione che cambia la velocità in una direzione si chiama normale o centripeta, questa accelerazione è perpendicolare alla traiettoria e diretta al centro della sua curvatura (al centro del cerchio, se la traiettoria è un cerchio)

α p = υ 2 / R o α p = ω 2 R(perché = ωR dove R raggio del cerchio , υ - velocità di movimento del punto)

Relatività del movimento meccanicoè la dipendenza della traiettoria del movimento del corpo, della distanza percorsa, del movimento e della velocità dalla scelta quadro di riferimento.

La posizione di un corpo (punto) nello spazio può essere determinata rispetto a qualsiasi altro corpo selezionato per il corpo di riferimento A . Il corpo di riferimento, il sistema di coordinate associato e l'orologio costituiscono il sistema di riferimento . Le caratteristiche del movimento meccanico sono relative, t . e . possono essere diversi nei diversi quadri di riferimento .

Esempio: due osservatori stanno osservando il movimento della barca: uno sulla riva al punto O, l'altro sulla zattera al punto O1 (vedi . Riso . ). Disegniamo mentalmente il sistema di coordinate XOY attraverso il punto O - questo è un sistema di riferimento fisso . Colleghiamo un altro sistema X "O" Y "con la zattera: questo è un sistema di coordinate in movimento . Rispetto al sistema X "O" Y "(zattera), la barca si muove nel tempo t e si muoverà ad una velocità = s barche relative alla zattera /tv = (s Barche- S zattera ) / T. In relazione al sistema XOY (shore), la barca si muoverà nello stesso tempo S barche dove S movimento dell'imbarcazione rispetto alla riva . Velocità dell'imbarcazione relativa alla riva o . La velocità di un corpo rispetto a un sistema di coordinate stazionario è uguale alla somma geometrica della velocità di un corpo rispetto a un sistema in movimento e la velocità di questo sistema rispetto a uno stazionario .

Tipi di sistemi di riferimento può essere diverso, ad esempio, un sistema di riferimento fisso, un sistema di riferimento mobile, un sistema di riferimento inerziale, un sistema di riferimento non inerziale.

Movimento curvilineo del corpo

Definizione di movimento curvilineo del corpo:

Il movimento curvilineo è un tipo di movimento meccanico in cui cambia la direzione della velocità. Il modulo di velocità può variare.

Movimento uniforme del corpo

Definizione di movimento uniforme del corpo:

Se un corpo percorre distanze uguali in periodi di tempo uguali, viene chiamato tale movimento. Con moto uniforme, il modulo della velocità è un valore costante. Oppure può cambiare.

Movimento irregolare del corpo

Definizione di movimento del corpo irregolare:

Se il corpo percorre distanze diverse a intervalli di tempo uguali, un tale movimento viene chiamato irregolare. Con un movimento irregolare, il modulo di velocità è un valore variabile. La direzione della velocità può essere modificata.

Movimento equivalente del corpo

Definizione di movimento corporeo equivalente:

Esiste un valore costante a parità di moto. Se in questo caso la direzione della velocità non cambia, si ottiene un moto rettilineo, ugualmente variabile.

Movimento del corpo uniformemente accelerato

Definizione di movimento del corpo uniformemente accelerato:

Uguale movimento lento del corpo

Definizione uguale del corpo al rallentatore:

Quando parliamo del movimento meccanico di un corpo, allora possiamo considerare il concetto di movimento traslazionale del corpo.

Dettagli Categoria: Meccanica Pubblicato il 17/03/2014 18:55 Hits: 15751

Il movimento meccanico è considerato per punto materiale e per corpo solido.

Movimento del punto materiale

Movimento traslatorio un corpo assolutamente rigido è un movimento meccanico, durante il quale qualsiasi segmento di linea retta connesso con questo corpo è sempre parallelo a se stesso in qualsiasi momento.

Se colleghi mentalmente due punti qualsiasi di un corpo rigido con una linea retta, il segmento risultante sarà sempre parallelo a se stesso nel processo di traslazione.

Quando ci si sposta in avanti, tutti i punti del corpo si muovono allo stesso modo. Cioè, percorrono la stessa distanza agli stessi intervalli di tempo e si muovono nella stessa direzione.

Esempi di moto traslatorio: il movimento di una cabina dell'ascensore, bilance meccaniche, slitte che scendono da una montagna, pedali di biciclette, piattaforma di un treno, pistoni del motore rispetto ai cilindri.

Movimento di rotazione

Durante il movimento rotatorio, tutti i punti del corpo fisico si muovono in cerchio. Tutti questi cerchi giacciono su piani paralleli tra loro. E i centri di rotazione di tutti i punti si trovano su una linea retta fissa, che si chiama asse di rotazione... I cerchi descritti dai punti giacciono su piani paralleli. E questi piani sono perpendicolari all'asse di rotazione.

Il movimento rotatorio è molto comune. Pertanto, il movimento dei punti sul cerchione di una ruota è un esempio di movimento rotatorio. Il movimento di rotazione è descritto da un'elica del ventilatore, ecc.

Il moto rotatorio è caratterizzato dalle seguenti grandezze fisiche: velocità angolare di rotazione, periodo di rotazione, frequenza di rotazione, velocità lineare di un punto.

Velocità angolare un corpo con rotazione uniforme è chiamato un valore pari al rapporto tra l'angolo di rotazione e l'intervallo di tempo durante il quale si è verificata questa rotazione.

Il tempo impiegato dal corpo per compiere un giro completo è chiamato periodo di rotazione (T).

Il numero di giri che il corpo compie nell'unità di tempo si chiama velocità (f).

La frequenza di rotazione e il periodo sono legati tra loro dal rapporto T = 1 / f.

Se un punto si trova a una distanza R dal centro di rotazione, la sua velocità lineare è determinata dalla formula:

Movimento meccanicoÈ un cambiamento nella posizione di un corpo nello spazio rispetto ad altri corpi.

Ad esempio, un'auto sta guidando su una strada. Ci sono persone in macchina. La gente si muove con l'auto lungo la strada. Cioè, le persone si muovono nello spazio rispetto alla strada. Ma le persone non si muovono rispetto all'auto stessa. Questo si manifesta. Successivamente, considereremo brevemente principali tipi di movimento meccanico.

Movimento traslatorio- questo è il movimento del corpo, in cui tutti i suoi punti si muovono allo stesso modo.

Ad esempio, la stessa macchina sta avanzando lungo la strada. Più precisamente, solo il corpo vettura esegue il movimento di traslazione, mentre le sue ruote ruotano.

Movimento di rotazioneÈ il movimento del corpo attorno a un certo asse. Con un tale movimento, tutti i punti del corpo si muovono lungo cerchi, il cui centro è questo asse.

Le ruote da noi citate compiono un movimento di rotazione attorno ai loro assi, e contemporaneamente le ruote compiono un movimento di traslazione insieme alla carrozzeria. Cioè, la ruota fa un movimento di rotazione rispetto all'asse e un movimento di traslazione rispetto alla strada.

Movimento oscillatorio- Questo è un movimento periodico che si verifica alternativamente in due direzioni opposte.

Ad esempio, un pendolo in un orologio fa un movimento oscillatorio.

I movimenti di traslazione e rotazione sono i tipi più semplici di movimento meccanico.

Relatività del movimento meccanico

Tutti i corpi nell'Universo si muovono, quindi non ci sono corpi che sono in assoluto riposo. Per lo stesso motivo, è possibile determinare se un corpo si muove o meno, solo rispetto a qualche altro corpo.

Ad esempio, un'auto sta guidando su una strada. La strada è sul pianeta Terra. La strada è immobile. Pertanto, è possibile misurare la velocità di un veicolo rispetto a una strada ferma. Ma la strada è immobile rispetto alla Terra. Tuttavia, la Terra stessa ruota intorno al Sole. Di conseguenza, anche la strada, insieme all'auto, gira intorno al sole. Di conseguenza, l'auto esegue non solo un movimento traslatorio, ma anche rotatorio (rispetto al Sole). Ma rispetto alla Terra, l'auto fa solo movimento di traslazione. Questo si manifesta relatività del movimento meccanico.

Relatività del movimento meccanicoÈ la dipendenza della traiettoria del movimento del corpo, la distanza percorsa, il movimento e la velocità dalla scelta? quadro di riferimento.

Punto materiale

In molti casi, la dimensione di un corpo può essere trascurata, poiché le dimensioni di questo corpo sono piccole rispetto alla distanza a cui questo corpo assomiglia, o rispetto alla distanza tra questo corpo e altri corpi. Per semplificare i calcoli, un tale corpo può essere convenzionalmente considerato un punto materiale con la massa di questo corpo.

Punto materialeÈ un corpo le cui dimensioni possono essere trascurate in queste condizioni.

L'auto di cui abbiamo più volte parlato può essere scambiata per un punto materiale relativo alla Terra. Ma se una persona si muove all'interno di questa macchina, non è più possibile trascurare le dimensioni dell'auto.

Di norma, quando si risolvono problemi in fisica, il movimento di un corpo è considerato come movimento del punto materiale e operare con concetti come velocità di un punto materiale, accelerazione di un punto materiale, quantità di moto di un punto materiale, inerzia di un punto materiale, ecc.

Quadro di riferimento

Un punto materiale si sposta rispetto ad altri corpi. Il corpo, in relazione al quale si considera il dato movimento meccanico, è detto corpo di riferimento. Ente di riferimento sono scelti arbitrariamente a seconda dei compiti da risolvere.

L'organismo di riferimento è associato a sistema di coordinate, che è l'origine (origine). Il sistema di coordinate ha 1, 2 o 3 assi a seconda delle condizioni di guida. La posizione di un punto su una linea (1 asse), un piano (2 assi) o nello spazio (3 assi) è determinata, rispettivamente, da una, due o tre coordinate. Per determinare la posizione di un corpo nello spazio in qualsiasi momento nel tempo, è necessario impostare anche l'origine del tempo.

Quadro di riferimentoÈ un sistema di coordinate, un corpo di riferimento a cui è associato il sistema di coordinate e uno strumento per misurare il tempo. Anche il movimento del corpo è considerato rispetto al quadro di riferimento. Lo stesso corpo rispetto a diversi corpi di riferimento in diversi sistemi di coordinate può avere coordinate completamente diverse.

Traiettoria di movimento dipende anche dalla scelta del quadro di riferimento.

Tipi di sistemi di riferimento può essere diverso, ad esempio, un sistema di riferimento fisso, un sistema di riferimento mobile, un sistema di riferimento inerziale, un sistema di riferimento non inerziale.

Tipi di movimento meccanico

Il movimento meccanico può essere considerato per diversi oggetti meccanici:

  • Movimento del punto materialeè completamente determinato dal cambiamento delle sue coordinate nel tempo (ad esempio, due su un piano). Lo studio di questo è la cinematica del punto. In particolare, le caratteristiche importanti del moto sono la traiettoria di un punto materiale, lo spostamento, la velocità e l'accelerazione.
    • Rettilineo movimento del punto (quando è sempre su una retta, la velocità è parallela a questa retta)
    • moto curvilineo- movimento di un punto lungo una traiettoria che non è una linea retta, con accelerazione arbitraria e velocità arbitraria in qualsiasi momento (ad esempio, movimento lungo un cerchio).
  • Movimento del corpo solido consiste nel movimento di uno qualsiasi dei suoi punti (ad esempio, il centro di massa) e nel movimento rotatorio attorno a questo punto. È studiato dalla cinematica di un corpo rigido.
    • Se non c'è rotazione, viene chiamato il movimento progressivo ed è completamente determinato dal movimento del punto selezionato. Il movimento non è necessariamente semplice.
    • Per la descrizione movimento rotatorio- movimenti del corpo relativi ad un punto selezionato, ad esempio, fissato in un punto, - utilizzare gli angoli di Eulero. Il loro numero nel caso dello spazio tridimensionale è tre.
    • Inoltre, per un corpo solido, c'è movimento piatto- movimento, in cui le traiettorie di tutti i punti giacciono su piani paralleli, mentre è completamente determinato da una delle sezioni del corpo e la sezione del corpo - dalla posizione di due punti qualsiasi.
  • Movimento continuo... Si assume qui che il moto delle singole particelle del mezzo sia del tutto indipendente l'una dall'altra (di solito limitato solo dalle condizioni di continuità dei campi di velocità), quindi il numero di coordinate definenti è infinito (le funzioni diventano sconosciute).

Geometria del movimento

relatività del moto

Relatività - la dipendenza del movimento meccanico del corpo dal sistema di riferimento. Senza specificare un quadro di riferimento, non ha senso parlare di movimento.

Guarda anche

Link

  • Movimento meccanico (video lezione, programma di grado 10)

Fondazione Wikimedia. 2010.

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