중요한 포인트. 기계식 무브먼트

이번 강의의 주제는 "중요점. 참조 시스템"을 사용하여 재료 점의 정의에 대해 알아보고 좌표를 사용하여 다양한 몸체의 위치를 ​​결정하는 것을 고려합니다. 또한 참조 시스템이 무엇이며 왜 필요한지 고려할 것입니다.

당신이 집, 방에 앉아 있는데 "당신은 어디에 있습니까? "라는 질문을 받는다고 상상해보십시오. 당신은 어떻게 대답할 것인가? '집에서'라고 대답하시면 정답이 됩니다. “in your room, at the table”이라고 대답하거나 도시 이름을 지정하거나 현재 러시아에 있다고 말할 수 있습니다. “당신은 어디에 있습니까?”라는 질문에 대한 대답 주어지면 이러한 옵션은 모두 정확합니다.

그러면 우리는 무엇에 반응할지 어떻게 선택합니까? 위치를 얼마나 정확하게 알아야 하는지에 따라 다릅니다. 아파트에 들어온 엄마가 물으면 당신이 어느 방에 있는지 알고 싶어한다. 다른 도시의 지인이 전화로 만나자고 하면 그는 당신이 방에 있든 부엌에 있든 상관하지 않으며, 더욱이 테이블 아래에 다리의 어느 부분이 있는지, 테이블의 어느 부분이 있는지는 중요하지 않습니다. 당신의 손은 테이블 위에 있습니다. 그 사람은 당신이 마을을 떠났는지 알고 싶을 뿐이에요.

간단한 질문에 답하면서 우리는 불필요한 모든 것을 버리고 각 특정 사례에 필요한 만큼 정확하게 답변했습니다.

우리는 모든 단계에서 단순화를 사용하여 관심 있는 관점에서 개체나 프로세스를 설명합니다.

또 다른 예는 지리적 지도입니다(그림 1 참조).

쌀. 1. 지리적 지도

해당 지역의 위성 사진을 지도책에 넣는 것이 가능할 수도 있지만, 아무도 그렇게 하지 않습니다. 지리를 공부할 때 각 물체가 어떻게 생겼는지는 중요하지 않고 모든 물체에 관심이 있는 것은 아니므로 지도를 작성할 때 불필요한 것은 버려집니다. 실제 지도에는 구호와 수역(그림 2 참조)이 남아 있고, 정치 지도에는 주 경계와 대도시(그림 3 참조)가 남아 있습니다.

그리고 지도에 자신의 위치를 ​​어떻게 표시하나요? 실제로는 자신과 공통점이 없지만 자신의 위치를 ​​설명하는 지점을 입력하고 지도의 지점을 보면 모든 것을 이해하게 됩니다(그림 4 참조).

쌀. 4. 지도상의 지정

물리학에서는 단순화도 사용합니다.

현실과 어느 정도 일치하는지 연구하거나 설명해야 하는 것에 대한 단순화된 아이디어를 호출합니다. 모델.

사람은 모델로 생각합니다. 자전거를 상상해 보세요. 이제 가능한 한 정확하게 그려보십시오.

많은 분들이 어려움을 겪게 되실 것이라는 사실이 놀랍지만, 모두가 자전거가 어떤 모습인지 알고 있고, 모두가 쉽게 제시해 주었습니다. 그러나 상상의 그림은 매우 대략적입니다. 바퀴 두 개, 스티어링 휠, 페달, 좌석 등 이러한 부품은 프레임으로 연결되어 있지만 정확히 어떻게 연결되어 있는지, 모양은 무엇인지, 색상은 무엇인지 생각하지 않습니다.

어떤 세부 사항을 생략하고 어떤 세부 사항에 주의를 기울이나요? 일상 생활에서 - 귀하의 필요에 따라 귀하의 재량에 따라. 과학에서는 정확성과 확실성이 필요하므로 물리학에서는 우리가 연구할 모델과 주어진 정확도로 현실에 대응할 모델을 명확하게 정의합니다.

모델

물리학에서 "모델"이라는 단어는 대부분 무언가의 축소된 복사본, 물체의 일부 이미지, 설명(언어적 또는 수학적)을 의미합니다. 이러한 사본은 원본이 아니지만 이에 대한 단순화된 아이디어를 제공합니다. 단순화 정도는 우리가 어떤 정보를 충분히 갖고 있는지에 따라 달라질 수 있습니다. 자동차 모델을 예로 들어보겠습니다. 어떤 사람들은 실제 자동차처럼 보이는 모델을 수집합니다. 즉, 자동차의 외관에 대한 아이디어를 제공합니다(그림 5 참조). 쌀. 5. 자동차 모델 동시에 이러한 모델은 엔진 구조를 표시하지 않지만 우리 목적에는 외관으로 충분합니다. 친구에게 다른 자동차가 어떻게 당신을 추월했는지 이야기한다면, 그 자동차의 수집용 모델을 가질 필요도 없고, 외관에 신경 쓰지 않고 자동차의 움직임과 배치에만 관심을 둘 수도 있습니다. 예를 들어 휴대폰과 같은 두 개의 직사각형 물체를 가져와 테이블 위에서 추월을 시뮬레이션하면 됩니다(그림 6 참조). 쌀. 6. 자동차 추월 또 다른 예: 빵을 사달라는 요청을 받았습니다. "빵"의 개념은 단순화된 모델이며 "빵 구매"라는 문구에는 빵 공장, 구성 또는 덩어리의 정확한 무게에 대한 정보가 없습니다. 흰색을 구매할지 검은색을 구매할지 명확히 하고 다른 모든 세부 사항은 생략하겠습니다. 일부 세부 사항이 중요하다면 "흰 빵 한 덩어리를 사세요"라는 메시지가 표시됩니다. 이것은 또 다른 더 정확한 모델이 될 것입니다. 빵의 크기와 빵 종류를 이미 지정하지만 다른 모든 것도 생략합니다. 우리는 항상 모델을 사용합니다. 정보 추출 또는 전송의 정확성을 선택함으로써 우리는 이미 현실을 모델링하고 있습니다.

우리는 기계적인 움직임을 공부할 것입니다. 운동은 시간에 따른 신체의 움직임입니다.

우리는 시체가 한 곳에 있었다가 얼마 후 다른 곳으로 옮겨졌다는 사실에 관심이 있습니다. 어떻게 설명하시겠습니까? 예를 들어, 아침에 주차장에 차가 있었다가 집까지 운전했습니다. 창밖을 내다보면 그가 아침에 있었던 곳을 손가락으로 가리킨 다음, 그가 지금 서 있는 위치를 보여줄 것입니다(그림 7 참조).

쌀. 7. 차량 위치

학교에서 집으로 가는 길을 종이에 그리는 방법은 무엇입니까? 학교, 집, 버스 정류장, 지하철역, 교차로 등 몇 가지 주요 개체를 표시한 후 점으로 표시합니다. 먼저 나는 여기 있고, 그 다음에는 여기로 걷고, 여기로 옵니다. (도 8 참조).

쌀. 8. 학교에서 집으로 가는 길

다른 많은 경우와 마찬가지로 이 예에서도 움직이는 물체의 크기와 모양에 주의를 기울일 필요가 없습니다. 한 학생이 학교를 떠나든, 자동차가 운전하든, 코끼리가 달리든, 우리는 종이에 같은 점으로 표시할 것입니다. 이는 매우 편리하므로 가능하면 이 모델을 사용하겠습니다.

이 모델은 재료 포인트- 이 문제에서는 크기와 모양을 무시할 수 있는 신체 모델입니다.

운동학의 다른 모델

역학에서 움직이는 물체의 물리적 모델은 주어진 문제에서 치수를 무시할 수 있는 물질적 지점일 수도 있고, 이 문제에서 중요한 경우 모양과 치수를 갖는 물체일 수도 있습니다(그림 1 참조). 9). 쌀. 9. 움직임 패턴 우리가 사용할 운동 모델은 직선의 등속 운동, 직선의 등가속도 운동, 원 안의 등속 운동입니다. 좁은 직선 길이나 크로스바를 따라 자전거를 타려고 시도한 사람은 완벽하게 직선 궤적을 고수하는 것이 얼마나 어려운지 알고 있습니다. 궤적은 항상 곡선이지만 그러한 부정확성을 무시할 수 있으며 움직임을 고려할 수 없습니다. 범프 위에서 위아래로 움직일 수 있으며 연구 중인 모델 중 하나로 움직임을 줄일 수 있습니다.

모든 모델에는 적용 한계가 있으며 모든 신체가 중요한 점으로 간주될 수는 없으며 모든 경우에 적용할 수는 없다는 점을 이해해야 합니다. 동일한 자동차가 주차장에서 집까지의 이동을 고려한다면 중요한 포인트로 간주될 수 있으며 크기는 중요하지 않습니다(그림 10 참조).

쌀. 10. 자동차는 중요한 포인트이다

하지만 인접한 두 대의 자동차 사이에 있는 주차장에 어떻게 들어갈지 고려한다면 크기와 모양을 고려해야 합니다.

물질점의 운동을 연구하겠습니다. 움직임은 시간이 지남에 따라 위치가 바뀌는 것입니다. 상황을 어떻게 설명해야 할까요?

방에 있는 물건을 선택하고 이제 그것이 어디에 있는지 말해 보세요. 최근에 차를 마시고 아직 부엌으로 가져가지 않은 컵을 선택했다고 가정해 보겠습니다. "그녀는 키보드 왼쪽으로 0.5m 떨어진 테이블 위에 서 있습니다" 또는 "그녀는 일기장 바로 앞에 있습니다"(그림 11 참조)와 같이 말할 것입니다.

쌀. 11. 테이블 위의 컵 위치

이제 키보드나 일기장과 같은 다른 물건을 언급하지 않고 위치를 표시해 보세요. 작동 안 할 것이다. 몸체나 점의 위치를 ​​기술할 때에는 다른 몸체를 선택하고 이에 대한 상대적인 위치, 즉 좌표를 지정해야 합니다.

좌표- 장소, 이 장소의 주소를 정확하게 표시하는 방법입니다. 이 주소는 장소를 식별할 뿐만 아니라 장소를 찾는 데도 도움이 되어야 하며 정렬된 일련의 유사한 지점에서 해당 위치를 표시해야 합니다("좌표"라는 용어는 "주문하다"를 의미하는 ordinare라는 단어에서 유래되었으며 접두사 co- , 이는 "함께, 함께, 합의했다"를 의미합니다).

숫자의 속성

예를 들어, 거리에 있는 집의 좌표는 시작점으로 간주되는 거리의 가장자리부터 계산되는 번호입니다. 집 번호는 우리가 이야기하고 있는 집의 종류(예를 들어 1층에 미용사가 있는 5층과 같은 집)를 나타낼 뿐만 아니라 집을 지나갈 때 찾을 수 있는 위치도 알려줍니다. 8번과 10번, 그 다음에는 16번 집이 앞쪽 어딘가에 있어야 합니다(그림 12 참조).

쌀. 12. 집 번호

거리 이름은 종종 그것을 식별할 뿐이지만(푸쉬킨스카야 거리에 대해 듣고 그것이 어떤 거리인지 이해합니다), 다른 거리들 사이에서의 위치에 대한 정보는 포함하지 않습니다(순서가 없습니다).

영화관에서는 행 번호와 좌석 번호가 좌석의 좌표입니다. 원점이 어디인지(보통 화면 왼쪽) 알 수 있으므로 다섯 번째 행을 보면 더 큰 행을 찾을 위치를 알 수 있습니다. 숫자. 좌석도 마찬가지입니다. 13번 좌석을 찾으려면 줄의 맨 끝으로 직진하고, 11번 좌석을 보면 우리가 가깝다는 것을 알 수 있습니다(그림 13 참조).

쌀. 13. 영화관에서 원하는 장소

숫자는 이름(의자에 새겨진 문구)일 뿐만 아니라 검색 시 기준점(질서)이기도 합니다.

해전을 해본 사람이라면 셀의 위치가 몇 가지 매개변수에 의해 고유하게 지정될 수 있다는 것을 알고 있을 것입니다. 이 경우 열을 나타내는 문자와 행을 나타내는 숫자가 있으며, 열과 행은 왼쪽 상단부터 계산됩니다. 필드 모서리 (그림 14 참조) .

쌀. 14. 게임 "전함"

예를 들어 도시에서 북동쪽으로 50km 떨어진 방향과 거리를 결정하여 위치를 결정할 수 있습니다(그림 15 참조).

쌀. 15. 위치 감지

좌표계의 예

어쨌든 우리는 어떤 것의 위치를 ​​설정할 때 그 좌표를 어떤 형태로든 사용합니다. 예를 들어: - 사진에 "Ivanov는 첫 번째 줄 왼쪽에서 두 번째입니다"라고 적었습니다(그림 16 참조). 좌표는 행과 그 안의 장소입니다. 쌀. 16. 사진 속 사람의 위치: 왼쪽에서 두 번째 Ivanov — 행 번호와 좌석 번호는 티켓에 기재되어 있습니다. 행과 좌석의 좌표(그림 17 참조) 쌀. 17. 티켓 - 거리, 집 번호 - 좌표: 거리 및 번호; — ““이런 저런” 지하철역에서 나와 좌회전하여 100m 걸어가세요. — 지구 표면에서의 신체 위치는 다양한 방식으로 지정될 수 있습니다. — 모스크바에서 북쪽으로 30km, 동쪽으로 40km. 이 경우 좌표는 숫자 쌍입니다. 즉, 동/서 및 북/남까지의 거리입니다. — 북동쪽으로 50km. 여기서 좌표는 동/서 축에 대한 방향각 + 반경 벡터의 길이입니다(그림 18 참조). 쌀. 18. 세계지도에서의 위치

역학에서는 직사각형(또는 데카르트) 좌표계를 가장 자주 사용합니다. 여기에서 평면 위의 점 위치는 다음과 같이 지정됩니다. 기준점, 즉 좌표의 원점이 있고 서로 직교하는 두 방향이 있습니다. 점의 위치는 행을 따라 이동할 때 영화관에서와 같이 이 점에 도달하기 위해 좌표 원점에서 한 방향과 두 번째 방향으로 통과해야 하는 거리에 의해 결정됩니다(그림 19 참조). 행을 따라 장소에 있습니다.

그래서 우리는 물질적 지점의 움직임을 설명합니다. 이를 설명하려면 점의 위치를 ​​설정할 기준이 되는 참조 몸체가 필요합니다. 위치를 정확하고 명확하게 설정하려면 좌표계가 필요합니다(그림 20 참조).

쌀. 20. 기준틀

그러나 움직임은 시간에 따른 움직임이므로 여전히 시간 측정을 결정해야 합니다. 결함이 있는 시계를 제외하고는 모든 사람의 시계에서 1초가 동일하게 지속되는 것 같습니다. 그렇다면 시간 측정에 문제가 있는 것은 무엇입니까? 상상해 보십시오: 움직임의 시작이 14:40을 표시하는 시계에 의해 감지되고 끝이 02:36:41에 멈추는 스톱워치에 의해 감지되며 언제 시작되었는지 알 수 없는 경우. 따라서 기준 물체와 좌표계를 결정하는 것과 마찬가지로 시간을 측정하는 장치와 측정이 시작되는 순간도 결정해야 합니다.

이제 우리는 참조 몸체, 좌표계, 시간 측정 장치 등 모션을 설명하는 데 필요한 모든 도구를 갖추고 있습니다. 함께 그들은 구성한다 참조 시스템.

문제를 해결할 때 문제에 설명된 프로세스를 고려하는 것이 가장 편리한 참조 시스템을 독립적으로 선택합니다.

이것으로 수업을 마치겠습니다. 관심을 가져주셔서 감사합니다.

서지

1. Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. 물리학: 문제 해결의 예가 담긴 참고서입니다. - 2판 재파티션. -X.: Vesta: Ranok Publishing House, 2005. - 464p.

2. Peryshkin A.V., Gutnik E.M. 물리학. 9학년: 교과서. 일반 교육용 기관 - 14판, 고정관념. -M .: Bustard, 2009. - 300p.

숙제

1. 중요한 점의 정의를 제시하십시오.

2. 준거틀이란 무엇입니까?

3. 모델이란 무엇입니까?

4. 세 점의 좌표를 결정합니다.

오늘 우리는 물리학의 체계적인 연구와 첫 번째 섹션인 역학에 대해 이야기하겠습니다. 물리학은 자연에서 발생하는 다양한 유형의 변화 또는 과정을 연구하며, 우리 조상들이 주로 관심을 가졌던 과정은 무엇입니까? 물론 이것은 움직임과 관련된 과정입니다. 그들은 자신들이 던진 창이 매머드에게 닿을지 궁금해했습니다. 그들은 중요한 소식을 전하는 메신저가 해가 지기 전에 이웃 동굴에 도착할 시간이 있을지 궁금했습니다. 이러한 모든 유형의 움직임과 기계적 움직임은 일반적으로 역학이라는 섹션에서 연구됩니다.

우리가 보는 곳마다 우리 주변에는 기계적인 움직임의 예가 많이 있습니다. 회전하는 것, 위아래로 뛰는 것, 앞뒤로 움직이는 것, 다른 신체가 정지할 수 있는 것 등도 기계적인 움직임의 예입니다. 0입니다.

정의

기계식 무브먼트시간이 지남에 따라 다른 물체에 비해 공간에서 물체의 위치 변화라고 합니다(그림 1).

쌀. 1. 기계적 움직임

물리학이 여러 섹션으로 나누어져 있는 것처럼 역학에도 자체 섹션이 있습니다. 그 중 첫 번째는 운동학(Kinematics)이라고 합니다. 역학 섹션 운동학몸이 어떻게 움직이는지에 대한 질문에 답합니다. 기계운동에 대한 연구를 시작하기 전에, 소위 운동학의 ABC라고 불리는 기본 개념을 정의하고 배우는 것이 필요합니다. 이번 강의에서 우리는 다음을 배울 것입니다:

신체 움직임을 연구하기 위한 참조 시스템을 선택합니다.

정신적으로 신체를 물질적 지점으로 대체하여 작업을 단순화하십시오.

움직임의 궤적을 결정하고 경로를 찾으십시오.

움직임의 유형을 구별하십시오.

기계적 운동을 정의할 때 표현이 특히 중요합니다. 다른 기관에 비해. 우리는 항상 소위 참조 본체, 즉 우리가 연구하고 있는 물체의 움직임을 고려할 상대 본체를 선택해야 합니다. 간단한 예: 손을 움직여서 움직이는지 알려주세요. 예, 물론 머리와 관련된 것이지만 셔츠의 단추와 관련해서는 움직이지 않습니다. 따라서 참조 선택은 매우 중요합니다. 왜냐하면 일부 몸체에 대해서는 움직임이 발생하지만 다른 몸체에 대해서는 움직임이 발생하지 않기 때문입니다. 대부분의 경우 기준 신체는 항상 손에 있거나 오히려 발 아래에 있는 신체로 선택됩니다. 이것은 대부분의 경우 기준 신체인 우리 지구입니다.

과학자들은 지구가 태양 주위를 공전하는지, 아니면 태양이 지구 주위를 공전하는지에 대해 오랫동안 논쟁을 벌여 왔습니다. 사실 물리학의 관점에서, 기계적 운동의 관점에서 보면 이는 단지 기준체에 관한 논쟁일 뿐입니다. 지구를 기준체로 간주하면 태양은 지구 주위를 회전합니다. 태양을 기준체로 간주하면 지구는 태양을 중심으로 회전합니다. 따라서 참조 본문은 중요한 개념입니다.

신체 위치의 변화를 어떻게 설명하나요?

기준 물체를 기준으로 우리가 관심 있는 물체의 위치를 ​​정확하게 지정하려면 좌표계를 기준 물체와 연관시켜야 합니다(그림 2).

신체가 움직이면 좌표가 변하는데, 그 변화를 기술하기 위해서는 시간을 측정할 수 있는 장치가 필요하다. 움직임을 설명하려면 다음이 필요합니다.

참고기관;

기준 신체와 연관된 좌표계.

시간(시계)을 측정하는 장치입니다.

이 모든 객체는 함께 참조 프레임을 형성합니다. 기준틀을 선택할 때까지 기계적 운동을 설명하는 것은 의미가 없습니다. 신체가 어떻게 움직이는지 확신할 수 없습니다. 간단한 예: 움직이는 기차 칸의 선반에 놓여 있는 여행 가방은 승객에게는 정지된 상태로 있지만 플랫폼에 서 있는 사람에게는 움직이고 있습니다. 보시다시피, 동일한 몸체가 움직이고 정지해 있는데, 전체 문제는 기준 시스템이 다르다는 것입니다(그림 3).

쌀. 3. 다양한 신고 시스템

참조 시스템 선택에 따른 궤적의 의존성

흥미롭고 중요한 질문에 답해 보겠습니다. 궤적의 모양과 신체가 이동하는 경로가 참조 시스템의 선택에 따라 달라지는지 여부입니다. 기차 승객이 있고 그 옆에 테이블 위에 물 한 잔이 놓여 있는 상황을 생각해 보십시오. 승객(참조 신체는 승객)과 관련된 보고 시스템에서 유리의 궤적은 어떻게 됩니까?

물론 유리는 승객에 비해 움직이지 않습니다. 이는 궤적이 점이고 변위가 동일함을 의미합니다(그림 4).

쌀. 4. 열차 승객에 대한 유리의 궤적

플랫폼에서 기차를 기다리는 승객을 기준으로 유리의 궤적은 어떻게 될까요? 이 승객에게는 유리가 직선으로 움직이고 0이 아닌 경로가 있는 것처럼 보입니다(그림 5).

쌀. 5. 플랫폼의 승객을 기준으로 한 유리의 궤적

위에서부터 우리는 궤적과 경로가 참조 시스템의 선택에 따라 달라진다는 결론을 내릴 수 있습니다.

기계적 운동을 기술하기 위해서는 먼저 기준계를 결정하는 것이 필요하다.

우리는 필요한 순간에 이 물체나 저 물체가 어디에 있을지 예측하기 위해 움직임을 연구합니다. 역학의 주요 임무- 언제든지 신체의 위치를 ​​​​결정하십시오. 신체의 움직임을 설명한다는 것은 무엇을 의미합니까?

예를 들어 보겠습니다. 모스크바에서 상트페테르부르크까지 버스가 운행됩니다(그림 6). 이동 거리와 비교하여 버스의 크기에 관심이 있습니까?

쌀. 6. 모스크바에서 상트페테르부르크까지 버스 이동

물론 이 경우 버스의 크기는 무시할 수 있습니다. 버스를 하나의 이동 지점으로 설명할 수 있으며, 그렇지 않으면 이를 물질 지점이라고 합니다.

정의

이 문제에서 크기를 무시할 수 있는 물체를 다음과 같이 부릅니다. 물질적 포인트.

동일한 신체라도 문제의 조건에 따라 중요한 포인트가 될 수도 있고 아닐 수도 있습니다. 모스크바에서 상트페테르부르크로 버스를 이동할 때 버스의 크기가 도시 간 거리와 비교할 수 없기 때문에 중요한 지점으로 간주될 수 있습니다. 그러나 파리가 버스로 날아와 그 움직임을 연구하고 싶다면 이 경우 버스의 크기가 우리에게 중요하며 더 이상 중요한 포인트가 아닙니다.

역학에서 가장 자주 우리는 물질적 점의 움직임을 연구합니다. 이동 시 물질점은 특정 선을 따라 순차적으로 위치를 통과합니다.

정의

물체(또는 물질점)가 움직이는 선을 신체 움직임의 궤적 (쌀. 7).

쌀. 7. 점의 궤적

때때로 우리는 궤적(예: 수업 채점 과정)을 관찰하지만 대부분의 경우 궤적은 일종의 가상 선입니다. 측정 도구가 있으면 신체가 이동한 궤적의 길이를 측정하고 길(그림 8).

정의

길일정 시간 동안 신체를 통과하는 것은 궤적 섹션의 길이.

쌀. 8. 경로

운동에는 직선 운동과 곡선 운동의 두 가지 주요 유형이 있습니다.

신체의 궤적이 직선이면 운동을 직선이라고 합니다. 물체가 포물선이나 다른 곡선을 따라 움직이는 경우 이는 곡선 운동에 대해 이야기하는 것입니다. 물질적 점뿐만 아니라 실제 신체의 운동을 고려할 때 병진 운동과 회전 운동이라는 두 가지 유형의 운동이 더 구별됩니다.

병진 및 회전 운동. 예

어떤 동작을 병진이라고 하고 어떤 동작을 회전이라고 하나요? 관람차의 예를 사용하여 이 질문을 생각해 보겠습니다. 관람차 캐빈은 어떻게 움직이나요? 객실의 임의의 두 지점을 표시하고 직선으로 연결해 보겠습니다. 바퀴가 회전하고 있습니다. 잠시 후 동일한 지점을 표시하고 연결하십시오. 결과 선은 평행선 위에 놓이게 됩니다(그림 9).

쌀. 9. 관람차 캐빈의 전진 이동

물체의 두 점을 지나는 직선이 운동하는 동안 평행을 유지한다면, 움직임~라고 불리는 진보적인.

그렇지 않으면 우리는 회전 운동을 다루고 있습니다. 직선이 운전자와 평행하지 않으면 승객이 운전석에서 떨어질 가능성이 높습니다(그림 10).

쌀. 10. 운전실의 회전운동

회전점들이 평행한 평면에 놓인 원을 묘사하는 신체의 움직임입니다. 원의 중심을 잇는 직선을 직선이라고 한다. 회전축.

우리는 소위 병진-회전 운동이라고 불리는 병진 운동과 회전 운동의 조합을 다루어야 하는 경우가 매우 많습니다. 이러한 움직임의 가장 간단한 예는 점퍼가 물 속으로 움직이는 것입니다(그림 11). 그는 회전(재주 넘기)을 수행하지만 동시에 그의 질량 중심은 물 방향으로 앞으로 이동합니다.

쌀. 11. 병진-회전 운동

오늘 우리는 운동학의 ABC, 즉 나중에 역학의 주요 문제 해결, 즉 언제든지 신체의 위치를 ​​결정하는 데 사용할 수 있는 기본적이고 가장 중요한 개념을 연구했습니다.

서지

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. 물리학(기본 수준) - M.: Mnemosyne, 2012.
2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. 물리학 10학년. - M .: Mnemosyne, 2014.
3. 키코인 I.K., 키코인 A.K. 물리학 - 9, 모스크바, 교육, 1990.

1. 인터넷 포털 "Av-physics.narod.ru"().
2. 인터넷 포털 "Rushkolnik.ru"().
3. 인터넷 포털 "Testent.ru"().

숙제

다음과 같이 말할 때 참조 기관이 무엇인지 생각해 보세요.

• 책은 움직이는 기차의 칸에 있는 테이블 위에 움직이지 않고 놓여 있습니다.
• 승무원이 이륙 후 비행기의 객실을 통과합니다.
• 지구는 축을 중심으로 회전합니다.

“중요 포인트.”라는 주제로 9학년 수업을 진행합니다. 참조 시스템"

수업의 목적: 학생들에게 중요한 점에 대해 교육합니다. 중요한 점의 개념이 적용될 수 있는 상황을 식별하는 능력을 학생들에게 개발합니다. 학생들에게 참조 시스템의 개념을 형성합니다. 참조 시스템의 유형을 고려하십시오.

강의 계획:

5. 숙제(1분)

수업 중:

1. 조직 단계(1분)

이 단계에서는 교사와 학생이 상호 인사를 합니다. 로그를 이용하여 부재자를 확인합니다.

2. 동기 부여 단계(5분)

오늘 수업에서는 기계적 현상에 대한 연구로 돌아가야 합니다. 7학년 때 우리는 이미 기계적 현상을 접했습니다. 새로운 자료를 공부하기 전에 다음을 기억합시다.

— 기계식 무브먼트란 무엇인가요?

— 등속 기계적 운동이란 무엇입니까?

— 속도란 무엇인가요?

— 평균 속도란 무엇입니까?

— 거리와 시간을 알면 속도를 어떻게 결정합니까?

7학년 때 여러분과 저는 이동 경로, 시간 또는 속도를 찾기 위해 매우 간단한 문제를 풀었습니다. 기억하시면 가장 어려웠던 작업은 평균 속도를 구하는 것이었습니다.

올해 우리는 어떤 유형의 기계식 무브먼트가 존재하는지, 모든 종류의 기계식 무브먼트를 설명하는 방법, 이동 중에 속도가 변하는 경우 어떻게 해야 하는지 등에 대해 자세히 살펴볼 것입니다.

오늘 우리는 기계적 움직임을 양적, 질적으로 설명하는 데 도움이 되는 기본 개념에 대해 알아 보겠습니다. 이러한 개념은 모든 종류의 기계적 움직임을 고려할 때 매우 유용한 도구입니다.

우리는“Material point.”라는 수업의 번호와 주제를 씁니다. 참조 시스템"

오늘 수업에서 우리는 다음 질문에 답할 것입니다.

— 머티리얼 포인트란 무엇인가요?

— 물질적 점이라는 개념을 적용하는 것은 항상 가능한가?

- 참조 시스템이란 무엇입니까?

— 참조 시스템은 무엇으로 구성됩니까?

— 어떤 유형의 참조 시스템이 존재합니까?

3. 새로운 자료 학습(25분)

우리 주변의 세상에서는 모든 것이 끊임없이 움직입니다. "운동"이라는 단어는 무엇을 의미합니까?

운동은 주변 세계에서 발생하는 모든 변화입니다.

가장 간단한 유형의 움직임은 이미 우리에게 알려진 기계적 움직임입니다.

기계적 움직임과 관련된 문제를 해결하려면 이 움직임을 설명할 수 있어야 합니다. "신체의 움직임을 기술한다"는 것은 무엇을 의미합니까?

이는 다음을 결정해야 함을 의미합니다.

1) 운동의 궤적;

2) 이동 속도;

3) 신체가 이동하는 경로;

4) 언제든지 공간에서 신체의 위치

등등

예를 들어, 화성 탐사선을 발사할 때 천문학자들은 탐사선이 화성 표면에 착륙하는 순간 화성의 위치를 ​​주의 깊게 계산합니다. 그리고 이를 위해서는 화성의 속도와 화성의 궤적의 방향과 크기가 시간에 따라 어떻게 변하는지 계산해야 합니다.

수학 과정에서 우리는 공간상의 한 점의 위치가 좌표계를 사용하여 지정된다는 것을 알고 있습니다.

점이 없고 몸체만 있다면 어떻게 해야 할까요? 결국 각 몸체는 엄청난 수의 점으로 구성되며 각 점에는 자체 좌표가 있습니다.

차원이 있는 신체의 움직임을 설명할 때 다른 질문이 발생합니다. 예를 들어, 이동하는 동안 몸체가 자체 축을 중심으로 회전하는 경우 몸체의 움직임을 설명하는 방법입니다. 이러한 경우 해당 몸체의 각 지점에는 자체 좌표 외에도 자체 이동 방향과 속도 모듈이 있습니다.

모든 행성을 예로 사용할 수 있습니다. 행성이 회전함에 따라 표면의 반대 지점은 반대 방향으로 움직입니다. 또한 행성 중심에 가까울수록 점의 속도가 느려집니다.

그러면 어떻게요? 크기가 있는 신체의 움직임을 어떻게 설명할 수 있나요?

많은 경우 신체 크기는 사라지는 것처럼 보이지만 체중은 그대로 유지된다는 개념을 사용할 수 있는 것으로 나타났습니다. 이 개념을 물질적 포인트라고합니다.

정의를 적어 보겠습니다.

중요한 포인트라고합니다 문제가 해결되는 조건에서 크기를 무시할 수 있는 신체.

물질적 포인트는 자연에 존재하지 않습니다. 물질적 점은 육체의 모형이다. 상당히 많은 수의 문제가 중요한 포인트의 도움으로 해결됩니다. 그러나 신체를 물질적 지점으로 대체하는 것이 항상 가능한 것은 아닙니다.

문제가 해결되는 조건에서 신체 크기가 움직임에 특별한 영향을 미치지 않으면 그러한 교체가 이루어질 수 있습니다. 그러나 신체의 크기가 신체의 움직임에 영향을 미치기 시작하면 교체가 불가능합니다.

신체를 중요한 지점으로 간주할 수 있는 상황이 있습니다.

1) 신체의 각 지점이 이동한 거리가 신체 자체의 크기보다 훨씬 큰 경우.

예를 들어, 지구는 태양 주위의 움직임을 연구할 때 종종 중요한 지점으로 간주됩니다. 실제로 행성의 일일 회전은 태양 주위의 연간 혁명에 거의 영향을 미치지 않습니다. 그러나 일일 회전 문제를 해결하려면 행성의 모양과 크기를 고려해야 합니다. 예를 들어, 일출 또는 일몰 시간을 결정해야 하는 경우입니다.

2) 몸이 앞으로 움직일 때

신체의 움직임이 점진적인 경우가 매우 자주 있습니다. 이는 신체의 모든 지점이 같은 방향과 같은 속도로 움직인다는 것을 의미합니다.

예를 들어, 한 사람이 에스컬레이터를 타고 올라갑니다. 실제로 사람은 단순히 서 있을 뿐이지만 각 지점은 사람과 같은 방향과 속도로 움직이고 있습니다.

조금 후에 우리는 신체를 중요한 지점으로 삼는 것이 가능한 상황과 그렇지 않은 상황을 식별하는 연습을 할 것입니다.

물질적인 점 외에도 신체의 움직임을 묘사할 수 있는 또 다른 도구가 필요합니다. 이 도구를 참조 시스템이라고 합니다.

모든 참조 시스템은 세 가지 요소로 구성됩니다.

1) 기계적 운동의 정의부터 모든 기준 시스템의 첫 번째 요소가 따릅니다. "다른 신체에 대한 신체의 움직임." 핵심 문구는 다른 신체에 관한 것입니다. 저것들. 움직임을 설명하려면 거리를 측정하고 일반적으로 공간에서 신체의 위치를 ​​추정할 출발점이 필요합니다. 그런 몸을 일컬어참조 본문 .

2) 다시 말하면, 기준 시스템의 두 번째 요소는 기계적 운동의 정의를 따릅니다. 핵심 문구는 시간이 지남에 따라 발생합니다. 이는 움직임을 설명하기 위해 궤도의 각 지점에서 처음부터 움직임 시간을 결정해야 함을 의미합니다. 그리고 시간을 카운트다운하려면 우리가 필요로 하는 것은보다 .

3) 그리고 우리는 수업 초반에 이미 세 번째 요소를 표명했습니다. 공간에서 신체의 위치를 ​​설정하려면 다음이 필요합니다.좌표계 .

따라서,기준 시스템은 기준 본체, 좌표계 및 이와 관련된 시계로 구성된 시스템입니다.

참조 시스템에는 다양한 유형이 있습니다. 좌표계를 기반으로 한 기준계의 종류를 살펴보겠습니다.

참조 시스템:

데카르트 참조 프레임

극좌표계	구형 기준 시스템
1차원적인
2차원
입체적인

우리는 1차원과 2차원이라는 두 가지 유형의 데카르트 시스템을 사용할 것입니다.

4. 연구 자료 통합(13분)

프레젠테이션 과제가 완료되었습니다. + 3.5번.

5. 숙제(1분)

§ 1 + 1,4,6번.

실제 사전에 정의를 적어보세요.

- 기계적 움직임;

- 전진 운동;

- 중요한 포인트;

- 참조 프레임.

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슬라이드 캡션:

운동학의 기초 1과. 주제: “재료 포인트. 참조 시스템"

역학은 운동을 연구하는 물리학의 한 분야입니다. 역학의 주요 임무는 언제든지 공간에서 신체의 위치를 ​​​​결정하는 것입니다.

운동학(Kinematics)은 움직임을 기술하는 방법과 이 움직임을 특징짓는 양 사이의 관계를 연구하는 역학의 한 분야입니다. 동역학(Dynamics)은 기계적 운동의 원인을 연구하는 역학의 한 분야입니다. 정역학은 신체 시스템의 평형 법칙을 연구합니다.

기계적 움직임은 다른 신체에 비해 시간이 지남에 따라 공간에서 신체의 위치가 변경되는 것입니다.

병진 운동은 신체의 모든 지점이 동일한 속도로 동일하게 움직이는 운동입니다. 중요한 점은 주어진 문제가 해결되는 조건에서 치수를 무시할 수 있는 몸체입니다. 참조 몸체는 관례적으로 다른 몸체의 움직임이 고려되는 움직이지 않는 것으로 간주되는 몸체입니다.

예를 들어, 지구는 태양 주위의 움직임을 연구할 때 종종 중요한 지점으로 간주됩니다.

예를 들어, 그러나 행성의 일일 회전과 관련된 문제를 해결하려면 행성의 모양과 크기를 고려해야 합니다. 예를 들어, 지구상의 여러 장소에서 일출 시간을 확인해야 하는 경우입니다.

전진 운동이란 무엇입니까? 모든 점이 동일하게 이동하면 몸체는 병진 이동합니다. 또는 몸체의 두 점을 통과하는 직선이 움직일 때 원래 위치와 평행하게 이동하면 몸체가 병진 이동합니다.

병진 운동의 예 엘리베이터 객실이 앞으로 이동합니다 관람차 객실이 앞으로 이동합니다

공간에서 몸체(물질 점)의 위치를 ​​결정하려면 다음을 수행해야 합니다. 참조 몸체를 설정합니다. 좌표계를 선택합니다. 시간(시계)을 기록하는 장치가 있다

기준 물체, 이와 관련된 좌표계 ​​및 이동 시간을 계산하기 위한 시계가 기준 시스템을 형성합니다.

참조 기관이란 무엇입니까? 참조 바디는 다른 (움직이는) 바디의 위치가 결정되는 기준이 되는 바디입니다. 예를 들어, 버스의 움직임을 고려하면 나무가 될 수 있고, 로켓의 움직임을 계산하면 지구가 될 수 있습니다.

좌표계 공간상에서 물체의 위치는 2개의 좌표를 이용하여 결정할 수 있다(2차원 좌표계) 공간상에서 물체의 위치는 3개의 좌표를 이용하여 결정할 수 있다(3차원 좌표계)

물체가 직선으로 움직일 때 하나의 좌표축이면 충분합니다.

궤적은 신체가 움직이는 선입니다.

경로는 궤적의 길이입니다. [L] 변위는 재료 점의 초기 위치에서 최종 위치까지 그려진 벡터입니다.

주제: 방법론 개발, 프레젠테이션 및 메모

역학. 관성 참조 시스템. 뉴턴의 제1법칙.

수업 목표: ISO에 대한 개념을 형성합니다. 뉴턴의 제1법칙을 공부하세요. "역학"과 같은 물리학 분야의 중요성을 보여줍니다. 다양한 직업에 대한 존경심을 키우십시오....

수업 요약 "운동. 물질점. 기준틀. 운동의 상대성."

이 작품은 9학년 주제인 "운동학"을 공부할 때 사용할 수 있습니다. 이 자료는 주제를 반복하고 일반화하기 위한 것입니다. 작품은 자료의 반복으로 사용될 수 있습니다 ...

동영상 강의 설명

우리를 둘러싼 물체와 물체 (물리학 언어에서는 육체라고 함)는 서로에 대해 공간에서 특정 위치를 차지합니다. 시간이 지나도 다른 몸체에 대한 한 몸체의 위치가 변경되지 않으면 이는 첫 번째 몸체가 두 번째 몸체에 비해 정지 상태에 있음을 의미합니다. 예를 들어, 도로 표지판과 나무는 서로 상대적으로 정지해 있습니다. 시간이 지남에 따라 다른 본체에 대한 한 본체의 위치가 변경되면 이는 첫 번째 본체가 두 번째 본체를 기준으로 기계적인 움직임을 수행함을 의미합니다. 예를 들어 트램과 나무. 트램은 나무를 기준으로 기계적인 움직임을 겪습니다. 신체의 기계적 움직임은 시간이 지남에 따라 발생하는 다른 공간에 대한 공간에서의 위치 변화입니다. 우리는 7학년 수학과 물리학 과정을 통해 운동을 설명하고 가장 간단한 경우에 대한 기본 매개변수를 계산하는 방법을 알고 있습니다. 좌표선을 이용하여 신체의 위치를 ​​설정할 수 있습니다. 신체의 속도를 찾으려면 경로를 시간으로 나눌 필요가 있습니다... 그러나 실제 생활에서는 더 복잡한 유형의 기계적 운동이 더 일반적입니다. 그리고 이를 설명하려면 새로운 도구가 필요합니다. 다음 유형의 움직임을 고려하십시오.
- 앞으로 이동(예: 썰매를 타고 산을 내려가는 것)
- 회전 운동(예: 지구의 일일 자전)
- 진동 운동(예: 진자의 운동).

더 복잡한 유형의 움직임을 설명하려면 어떻게 또는 어떤 도움을 받아야 할까요? 먼저, 관심 있는 물체의 움직임을 고려할 대상을 선택해야 합니다. 둘째, 수학 과정을 통해 좌표계(예: 직사각형)를 사용하여 점의 위치를 ​​설정할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 셋째, 시간을 잘 지켜야 합니다. 즉, 특정 순간에 신체가 어디에 있을지 계산하려면 참조 시스템이 필요합니다. 물리학의 기준 시스템은 기준 신체, 기준 신체와 관련된 좌표계 ​​및 시간 측정을 위한 고정 장치의 조합입니다. 모든 참조 시스템은 조건부이고 상대적이라는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 다른 기준 시스템을 선택하면 완전히 다른 매개변수로 움직임을 얻을 수 있습니다. 물리학에서의 물체는 실제이며, 수학적 좌표계의 추상적인 점과 달리 상당한 크기를 갖는 경우가 많습니다. 그렇다면 좌표계를 사용하여 신체의 위치를 ​​찾을 수 있을까요? 신체 자체의 치수가 특정 작업 조건에서 처리되어야 하는 다른 치수보다 몇 배 더 작다면 이러한 특정 조건에서 신체 자체의 치수는 무시될 수 있습니다. 그런 다음 물리학의 그러한 신체는 물질적 지점으로 간주됩니다.
예를 들어, 민스크에서 부르가스까지 비행기가 비행하는 데 걸리는 시간을 계산해야 합니다. 이러한 문제 상황에서 운송 자체의 크기와 모양은 우리에게 중요하지 않습니다. 발전 속도와 도시 간 거리를 알아야합니다. 이 데이터는 문제를 해결하는 데 충분합니다. 이 문제에서는 비행기를 물질적 포인트로 삼는 것이 타당하다. 특정 고도와 특정 속도에서 바람 저항을 계산해야 하는 경우 이 문제를 해결할 때 동일한 항공기의 모양과 치수에 대한 정확한 지식 없이는 할 수 없습니다. 항력은 항공기의 모양과 속도에 따라 달라집니다. 이는 신체(비행기)를 물질적 점으로 착각할 수 없다는 뜻이다. 몸체의 모든 지점이 동일하게 움직이는 경우 몸체는 중요한 점으로 간주될 수도 있습니다(이 움직임을 병진이라고 함). 예를 들어, 지하철이 한 정거장만 지나도 직선구간을 따른다면 열차의 모든 부분이 동일하고 동일한 거리로 이동하기 때문에 중요한 지점으로 간주될 수 있습니다.
제안된 문제 조건에서 신체가 중요한 점으로 간주될 수 있는 경우를 선택하십시오.
1. 탱크가 표면에 가하는 압력을 계산합니다.
2. 비커 측정 장치를 사용하여 공의 부피를 결정합니다.
3. 우주 왕복선이 상승한 높이를 결정합니다.
우주 왕복선을 들어 올릴 때 로켓 자체의 크기는 로켓이 올라가는 거리에 비해 무시될 수 있습니다. 이는 중요한 포인트로 간주 될 수 있음을 의미합니다.
다른 경우에는 문제를 해결할 때 본체 자체의 치수를 고려해야 합니다.