Пошук по сайту


1. Механіка як розділ фізики. Предмет механіки. Розділи механіки

1. Механіка як розділ фізики. Предмет механіки. Розділи механіки

1. Механіка як розділ фізики. Предмет механіки. Розділи механіки

Викладення нового матеріалу доцільно розпочати з наголосу на тому, що виникнення механіки як однієї з найдавніших наук і її розвиток пов’язані с практичними потребами людини.

Внесок у становлення механіки зробили такі корифеї науки, як Арістотель, Архімед, Галілей. Як класична теорія механіка обґрунтована в працях Ісаака Ньютона наприкінці ХVІІ ст., а на початку ХХ ст. вона була розроблена у вигляді теорії відносності Альбертом Ейнштейном. Термін «механіка» введений Арістотелем (від грец. mêchanê — машина).

Механіка — це розділ фізики, який вивчає рух тіл і їх взаємодію.

Предметом класичної механіки є будь-які тіла, розміри яких набагато більші від розмірів атомів і які рухаються зі швидкостями, що набагато менші за швидкість світла у вакуумі.

Завдання класу.

Наведіть приклади тіл, які можна вважати предметом класичної механіки.

Пропонується учням накреслити в зошитах таку схему:

Механіка

Кінематика Динаміка Статика

Кінематика — це розділ механіки, що вивчає рух тіл без урахування причин, які цей рух зумовили.

Динаміка — це розділ механіки, що вивчає причини зміни швидкості руху під дією інших тіл.

Статика — це розділ механіки, що вивчає рівновагу тіл.
2. Основна задача механіки, її розв’язання

Основна задача механіки — визначити положення тіла (його координати) у будь-який момент часу.

Для виконання основного завдання механіки потрібно знати по­чаткове положення тіла і його швидкість у початковий момент часу. Крім того, якщо швидкість тіла змінюється з плином часу, необхідно знати, як саме вона змінюється.

Запитання до класу. Що може бути розв’язанням основної задачі механіки?

Розв’язати основну задачу механіки означає написати математичне рівняння залежності координати тіла від часу.
3. Означення механічного руху

Наголошується, що всі об’єкти природи матеріальні, нагадується, що основною властивістю матерії є рух та пропонується навести приклади руху тіл.

Механічним рухом називається зміна положення тіла в просторі відносно інших тіл з часом.
4. Матеріальна точка

Механічний рух здійснюють фізичні тіла. Реальні фізичні тіла мають форму, розміри, об’єм, здатність до деформації тощо. Але для спрощення опису механічного руху зручно замінити реальні тіла абстрактними, які не мають даних властивостей. У кінематиці такі тіла називають матеріальними точками.

Матеріальна точка — це абстрактне тіло, що має масу, Але не має розмірів і визначає положення реального тіла в просторі координатами цієї точки. Реальне тіло можна прийняти за матеріальну точку, якщо його розмірами можна знехтувати в умовах даної задачі.

Отже, ми замінюємо реальне тіло його моделлю — матеріаль­ною точкою. Наприклад, вивчаючи рух Землі навколо Сонця, Зем­лю можна вважати матеріальною точкою, тому що відстань між Землею та Сонцем приблизно у 25 тисяч разів більша за радіус Зем­лі. А от тіло спортсмена, що здійснює стрибок у висоту, не можна замінити матеріальною точкою, тому що в цьому випадку розміри тіла можна порівняти з відстанню, яку долає спортсмен.

Завдання класу.

Наведіть приклади, коли те саме тіло можна вважати матеріальною точкою, а коли не можна.
5. Види механічного руху

Пропонується учням накреслити в зошитах таку схему:

Механічний рух

Поступальний Обертальний

Поступальним називається рух тіла, за якого будь-яка пряма, пов’язана з тілом, переміщується паралельно собі.

Оскільки всі точки тіла під час поступального руху рухаються однаково, це тіло можна розглядати як матеріальну точку.

Завдання класу.

Наведіть приклади тіл, що рухаються поступально.
6. Тіло відліку. Система відліку

Викладання нового матеріалу доцільно розпочати з акцентування на тому, що будь-який рух відбувається в просторі і в часі. Щоб описати рух тіла, треба визначити тіло, відносно якого цей рух розглядається, — тіло відліку.

Тіло відліку — це тіло, відносно якого визначають положення тіла в будь-який момент часу.

Тіло відліку на­явне в будь-якій задачі про рух тіл, навіть тоді, коли воно прямо не згадується. Дуже часто тілом відліку вважається Земля.

З тілом відліку пов’язують систему координат. Положення точки в просторі задається трьома числами, які називаються коор­динатами точки й позначаються літерами x, y, z. Часто вдається вибрати систему координат так, щоб одна або дві координати тіла залишалися незмінними впродовж усього часу руху. Тоді описати рух тіла можна за допомогою лише однієї або двох координат.

Пов’язана з тілом відліку система координат і обраний спосіб вимірювання часу утворюють систему відліку.

Отже, система відліку складається:

1) з тіла відліку;

2) пов’язаної з ним системи координат;

3) годинника.

Завдання класу

1. Наведіть приклади тіл, які б могли бути тілами відліку для розглядання руху потяга, який рушає з вокзалу.

2. За допомогою чого можна визначити положення тіла, якщо точка рухається вздовж прямої? рухається в одній площині? рухається в просторі? (Положення тіла в просторі найпростіше визначати за допомогою координати або системи координат.)

3. Яким приладом зручно фіксувати час руху? (Годинником.)

Система відліку — це тіло відліку, пов’язана з ним система координат і прилад для вимірювання часу.
7. Траєкторія руху

У процесі руху матеріальна точка займає різні положення в про­сторі відносно обраної системи відліку. При цьому точка, що рухаєть­ся, «описує» в просторі певну лінію. Іноді ця лінія помітна, напри­клад, літак, що високо летить, може залишати за собою слід у небі. Більш знайомий приклад — слід крейдяної палички на дошці.

Рух будь-якої матеріальної точки можна показати за допомогою прямої чи кривої лінії.

Траєкторія — це неперервна лінія, яку описує матеріальна точка відносно вибраної системи відліку.

Завдання класу

Наведіть приклади: а) траєкторії тіл; б) видимих і невидимих траєкторій тіл (Траєкторія коліс велосипеда на мокрому піску, траєкторія крейди на дошці під час письма видимі; траєкторія польоту бджоли, траєкторія руху коліс автомобіля по асфальту невидимі.); в) траєкторій, які відомі ще до початку руху (Траєкторія руху рейсового трамваю, штучного супутника землі заздалегідь відомі.).

Залежно від траєкторії механічний рух можна поділити на два види: прямолінійний (траєкторія — пряма лінія) і криволінійний (траєкторія — крива лінія).
8. Шлях. Переміщення

За траєкторією легко встановити шлях, пройдений матеріальною точкою за будь-який проміжок часу.

Шлях — це довжина траєкторії, яку описує матеріальна точка за даний проміжок часу.

Шлях позначається символом l.

Шлях — скалярна величина, одиниця в СІ — метр (м).

Шлях збільшується, якщо тіло рухається, і залишається незмінним, якщо тіло перебуває у спокої. Тобто шлях не може зменшуватись із часом.

Переміщення — вектор, проведений з початкового положення тіла в положення тіла в даний момент часу.

Переміщення позначається символом .

Переміщення — векторна величина.

Модуль переміщення s, в СІ вимірюється в метрах (м).

Запитання до класу

1. Чи може переміщення бути нульовим? (Так, якщо початкова і кінцева точки руху тіла збігаються.)

2. У якому випадку модуль переміщення дорівнює пройденному шляху? (Модуль переміщення дорівнює пройденому шляху, якщо тіло рухається вздовж прямої.)

3. Яким буде пройдений шлях порівняно з модулем переміщення, якщо траєкторія руху — будь-яка крива? (Якщо траєкторія руху — будь-яка крива, шлях завжди більший від модуля переміщення.)
9. Векторні величини

Величини, що характеризуються напрямком і числовим зна­ченням (модулем), називають векторними (наприклад, сила, швид­кість, переміщення).

Для розв’язання багатьох задач потрібно вміти виконувати різ­ні дії з векторними величинами. Дії з векторними величинами ви­конуються за правилами дій із векторами.

Наприклад, додавання двох векторних величин виконується за правилом

трикутника (рис. а) або за правилом паралелограма (рис. б).



10. Відносність руху

Як ми вже з’ясували, рух матеріальної точки можна описати відносно будь-якого тіла відліку, з яким пов’язують систему координат і прилад для вимірювання часу, утворюючи систему відліку. Оскільки як тіло відліку можна взяти величезну кількість тіл, на базі яких можна побудувати систему відліку, то одна й та сама матеріальна точка одночасно рухається відносно величезної кількості тіл відліку.

Завдання класу.

Їде автобус. Наведіть приклади тіл, відносно яких він рухається.

Наприклад, якщо розглянути траєкторію руху краплі дощу відносно бокового скла автобуса, то можна помітити, що відносно нерухомого автобуса це буде пряма лінія, відносно рухомого — парабола. Не вимірюючи швидкості, можна сказати, що вони також будуть різними.

Відносною категорією є не тільки рух, а й спокій.

Наприклад, відносно людини, яка сидить у вагоні потяга, полиця нерухома, а відносно перону, будівлі вокзалу, дерев, стовпів ЛЕП — рухається зі швидкістю потяга.

Відносність механічного руху полягає в тому, що вид траєкторії, шлях і переміщення залежать від вибору системи відліку.

поділитися в соціальних мережах



Схожі:

1. Динаміка як розділ механіки
...

Урок-семінар 10 клас(академічний рівень) Тема : «Зв’язок механіки...
Тема: «Зв’язок механіки з іншими фізичними теоріями, науками, технікою. Роль механіки в соціально-економічному розвитку суспільства....

Та фундаментобудування
«Українське товариство механіки ґрунтів, геотехніки та фундаментобудування», журнал «Світ геотех-ніки» запрошують Вас взяти участь...

Сучасні уявлення про простір І час. Взаємозв’язок класичної та релятивістської...
Мета уроку: розглянути сучасні уявлення про простір І час, взаємозв’язок класичної та релятивістської механіки, пояснити загальні...

Галіле́о Галіле́й (Galileo Galilei; 15 лютого 1564 8 січня 1642)...
Відродження, засновник класичної механіки, фізик, астроном, математик, один із засновників сучасного експериментально-теоретичного...

Типовий перелік навчального обладнання для кабінетів фізики загальноосвітніх...
Перелік містить наступні розділи: обладнання загального призначення, механіка, молекулярна фізика І термодинаміка, електрика та магнетизм,...

Типовий перелік навчального обладнання для кабінетів фізики загальноосвітніх...
Перелік містить наступні розділи: обладнання загального призначення, механіка, молекулярна фізика І термодинаміка, електрика та магнетизм,...

Типовий перелік навчального обладнання для кабінетів фізики загальноосвітніх...
Перелік містить наступні розділи: обладнання загального призначення, механіка, молекулярна фізика І термодинаміка, електрика та магнетизм,...

Механічний рух. Відносність руху. Траєкторія. Шлях, що пройшло тіло. Мета уроку
Мета уроку: дати визначення механічного руху, познайомити з двома найпростішими видами механічного руху, основною задачею механіки...

Уроку
Механічний рух та його види. Основна задача механіки та способи її розв’язання в кінематиці



База даних захищена авторським правом © 2017
звернутися до адміністрації

f.lekciya.com.ua
Головна сторінка