Punct material. Mișcare mecanică

În această lecție, al cărei subiect este: „Punctul material. Sistem de referință”, ne vom familiariza cu definirea unui punct material, luăm în considerare determinarea poziției diferitelor corpuri folosind coordonate. În plus, vom lua în considerare ce este un sistem de referință și de ce este necesar.

Imaginează-ți că stai acasă, în camera ta și ți se pune întrebarea: „Unde ești?” Cum ii vei raspunde? Puteți răspunde „acasă” și acesta va fi răspunsul corect. Poți răspunde „în camera ta, la masă” sau poți numi orașul sau poți spune că te afli în Rusia. Răspunsul la întrebarea „unde ești?” vor fi date, toate aceste opțiuni sunt corecte.

Atunci cum alegem ce să răspundem? Depinde de cât de exact trebuie să cunoști locația. Daca intreaba mama care a intrat in apartament, vrea sa stie in ce camera esti. Dacă un cunoscut dintr-un alt oraș întreabă la telefon să te întâlnească, atunci nu-i pasă dacă ești în camera ta sau în bucătărie și, cu atât mai mult, ce parte a picioarelor tale se află sub masă și ce parte din mâinile tale sunt pe masă. Trebuie doar să știe dacă ai plecat din oraș.

Răspunzând la o întrebare simplă, am înlăturat tot ce nu este necesar, am simplificat și am răspuns cât de precis este necesar în fiecare caz specific.

Folosim simplificări la fiecare pas, descriind obiecte sau procese din perspectiva a ceea ce ne interesează.

Un alt exemplu sunt hărțile geografice (vezi Fig. 1).

Orez. 1. Harta geografică

Ar fi posibil să plasați fotografii prin satelit ale zonei în atlase, dar nimeni nu face asta. Când studiem geografia, nu contează pentru noi cum arată fiecare obiect și nu toate obiectele ne interesează, așa că atunci când întocmim hărți, lucrurile inutile sunt aruncate. Pe harta fizică rămâne relieful și corpurile de apă (vezi Fig. 2), pe harta politică - granițele statelor și ale celor mai mari orașe (vezi Fig. 3)

Și cum vă arătați poziția pe hartă? Puneți un punct care nu are nimic în comun cu dvs. în realitate, dar care vă descrie poziția și, uitându-vă la punctul de pe hartă, înțelegeți totul (vezi Fig. 4).

Orez. 4. Desemnarea pe hartă

În fizică vom folosi și simplificări.

O idee simplificată a ceva ce trebuie să studiem sau să descriem cu un anumit grad de corespondență cu realitatea se numește model.

O persoană gândește în modele. Imaginează-ți o bicicletă. Acum încearcă să-l desenezi cât mai precis posibil.

Este surprinzător că mulți dintre voi veți întâmpina dificultăți, dar toată lumea știe cum arată o bicicletă și toată lumea a prezentat-o ​​cu ușurință. Dar imaginea imaginară este destul de aproximativă: două roți, un volan, pedale, un scaun, aceste părți sunt conectate printr-un cadru, dar nu ne gândim cum sunt exact conectate, ce formă au și ce culoare.

Ce detalii omitem și la care acordăm atenție? În viața de zi cu zi - la discreția ta, în funcție de nevoile tale. În știință este nevoie de acuratețe și certitudine, așa că în fizică vom defini clar modelele pe care le vom studia și care vor corespunde realității cu o acuratețe dată.

Model

Când spunem cuvântul „model” în fizică, cel mai adesea ne referim la o copie redusă a ceva, o imagine a unui obiect, descrierea acestuia, verbală sau matematică. O astfel de copie nu este originalul, dar oferă o idee simplificată a acesteia. Gradul de simplificare poate varia în funcție de ce informații avem suficiente. Să luăm un model de mașină. Unii oameni colectează modele care arată ca cele reale, adică dau o idee despre aspectul mașinii (vezi Fig. 5). Orez. 5. Model auto În același timp, un astfel de model nu va arăta structura motorului, dar pentru scopul nostru aspectul este suficient. Dacă îi spui unui prieten despre cum te-a depășit o altă mașină, nu trebuie să deții modele de colecție ale acelor mașini, nu îți pasă de aspect, îți pasă de mișcarea și amplasarea mașinilor. Trebuie doar să luați două obiecte dreptunghiulare, de exemplu telefoane mobile, și să simulați depășirea pe masă (vezi Fig. 6). Orez. 6. Depășirea mașinilor Un alt exemplu: vi se cere să cumpărați pâine. Conceptul de „pâine” este un model simplificat în expresia „Cumpărați pâine” nu există informații despre fabrica de pâine, compoziția sau greutatea exactă a pâinii. Vom clarifica doar dacă să cumpărăm alb sau negru, vom omite toate celelalte detalii. Dacă unele detalii sunt importante, atunci ni se va cere să „Cumpărăm o bucată mică de pâine albă”. Acesta va fi un alt model mai precis: va specifica deja dimensiunea chiflei și tipul de pâine, dar va omite și orice altceva. Folosim modele tot timpul - alegând acuratețea extragerii sau transmiterii informațiilor, modelăm deja realitatea.

Vom studia mișcarea mecanică. Mișcarea este mișcarea corpurilor în timp.

Ne interesează faptul că cadavrul se afla într-un loc, iar după ceva timp a ajuns în altul. Cum l-ai descrie? De exemplu, o mașină era în parcare dimineața și apoi a mers cu mașina până la casă. Privind pe fereastră, vei arăta cu degetul unde se afla dimineața, apoi vei arăta unde stă acum (vezi Fig. 7).

Orez. 7. Poziția vehiculului

Cum să-ți desenezi drumul spre casă de la școală pe hârtie? După ce marchezi școala, casa și câteva obiecte cheie, de exemplu, o stație de autobuz, o stație de metrou, o intersecție la care faci întoarcere, marchezi cu puncte: mai întâi sunt aici, apoi merg aici și vin aici. (vezi Fig. 8) .

Orez. 8. Drumul spre casă de la școală

Rețineți că în aceste exemple, ca și în multe alte cazuri, nu trebuie să acordăm atenție dimensiunii și formei corpurilor în mișcare. Indiferent dacă un elev sau altul părăsește școala, o mașină conduce sau un elefant rulează - le vom marca pe hârtie cu aceleași puncte. Acest lucru este foarte convenabil și vom folosi acest model acolo unde este posibil.

Acest model se numește punct material- un model de corp a cărui dimensiune și formă pot fi neglijate în această problemă.

Alte modele în cinematică

În mecanică, un model fizic al unui corp în mișcare poate fi un punct material, ale cărui dimensiuni pot fi neglijate într-o problemă dată, sau un corp care are formă și dimensiuni, dacă acestea sunt importante pentru noi în această problemă (vezi Fig. 9). Orez. 9.Modele de mișcare Modelele de mișcare pe care le vom folosi sunt mișcare uniformă în linie dreaptă, mișcare uniform accelerată în linie dreaptă și mișcare uniformă într-un cerc. Oricine a încercat să meargă pe bicicletă de-a lungul unei căi drepte înguste sau a unei bare transversale știe cât de greu este să te ții de o traiectorie perfect dreaptă, traiectoria este întotdeauna curbă, dar putem ignora astfel de inexactități, nu putem ține cont de mișcare. în sus și în jos peste denivelări, și putem reduce mișcarea la unul dintre modelele studiate.

Este necesar să înțelegem că orice model are limitele lui de aplicare și nu toate corpurile pot fi considerate puncte materiale și nu în toate cazurile. Aceeași mașină, dacă luăm în considerare deplasarea sa de la parcare la casă, poate fi considerată un punct material dimensiunile sale nu sunt importante (vezi Fig. 10).

Orez. 10. O mașină este un punct material

Dar dacă ne gândim la modul în care se va potrivi într-o parcare între două mașini adiacente, trebuie luate în considerare dimensiunea și forma acestuia.

Vom studia mișcarea unui punct material. Mișcarea este o schimbare a poziției în timp. Cum să descrii situația?

Alege un obiect în camera ta și acum spune-mi unde este. Să presupunem că ai ales o ceașcă din care ai băut recent ceai și nu ai dus-o încă în bucătărie. Veți spune ceva de genul „ea stă pe masă la jumătate de metru în stânga tastaturii” sau „ea este imediat în fața jurnalului” (vezi Fig. 11).

Orez. 11. Poziția cupei pe masă

Acum încercați să indicați poziția sa fără a menționa alte obiecte, cum ar fi o tastatură sau un jurnal. Nu va funcționa. Când descrieți poziția unui corp sau a unui punct, trebuie să selectați un alt corp și să specificați poziția în raport cu acesta, adică coordonatele.

Coordonatele- acesta este un mod de a indica cu exactitate un loc, adresa acestui loc. Această adresă nu trebuie doar să identifice un loc, ci și să ajute la găsirea acestuia, să indice poziția acestuia într-o serie ordonată de puncte similare (termenul „coordonată” provine din cuvântul ordinare, care înseamnă „a ordona”, cu prefixul co- , care înseamnă „împreună, împreună, convenite”).

Proprietățile numerelor

De exemplu, coordonatele unei case de pe stradă este numărul acesteia, care se numără de la marginea străzii care este luată drept început. Numărul casei nu indică doar despre ce fel de casă vorbim (aceeași, de exemplu, cu cinci etaje, cu coafor la parter), dar vă spune și unde se găsește: dacă am trecut pe lângă case. Nr. 8 și Nr. 10, apoi casa nr. 16 ar trebui să fie undeva înainte (vezi Fig. 12).

Orez. 12. Numărul casei

În timp ce numele unei străzi adesea o identifică doar (auzim despre strada Pushkinskaya și înțelegem ce fel de stradă este), dar nu conține informații despre poziția sa printre alte străzi (nu există ordine).

Într-un cinema, numărul rândului și numărul scaunului sunt coordonatele scaunului: știm unde este originea (de obicei în stânga ecranului), așa că dacă vedem al cincilea rând, știm unde să căutăm un rând mai mare. numere. La fel este și cu scaunele: dacă căutăm scaunul nr. 13, mergem direct la capătul rândului, iar când vedem scaunul nr. 11, înțelegem că suntem aproape (vezi fig. 13).

Orez. 13. Locul dorit în cinema

Numărul nu este doar un nume (inscripția de pe scaun), ci și un punct de referință în căutare (ordine).

Oricine a jucat o bătălie pe mare știe că poziția unei celule poate fi specificată în mod unic de câțiva parametri: în acest caz, o literă care indică o coloană și un număr care indică un rând, iar coloanele și rândurile sunt numărate din stânga sus. colțul câmpului (vezi Fig. 14) .

Orez. 14. Jocul „Battleship”

Puteți determina poziția determinând direcția și distanța, de exemplu, 50 de kilometri de la oraș la nord-est (vezi Fig. 15).

Orez. 15. Detectarea poziţiei

Exemple de sisteme de coordonate

În orice caz, atunci când setăm poziția unui ceva, folosim coordonatele sale într-o formă sau alta. De exemplu: - în fotografie scriu „Ivanov este al doilea de la stânga pe primul rând” (vezi Fig. 16). Coordonatele sunt rândul și locul în el; Orez. 16. Poziția persoanei din fotografie: Ivanov al doilea din stânga — pe bilete sunt înscrise numărul rândului și numărul locului: coordonatele rândului și scaunului (vezi Fig. 17); Orez. 17. Biletul - strada, numarul casei - coordonate: strada si numere; — „vei ieși din stația de metrou „așa și așa”, faci stânga și vei merge 100 m; — Poziția unui corp pe suprafața Pământului poate fi specificată în diferite moduri: — 30 ​​km nord de Moscova, 40 km est. În acest caz, coordonatele sunt o pereche de numere: distanța la est/vest și nord/sud; — 50 km spre nord-est. Aici coordonatele sunt unghiul de direcție relativ la axa est/vest + lungimea vectorului rază (vezi Fig. 18). Orez. 18. Poziția pe harta lumii

În mecanică, vom folosi cel mai adesea un sistem de coordonate dreptunghiular (sau carteziene). În ea, poziția unui punct pe plan este specificată după cum urmează. Există un punct de referință, adică originea coordonatelor, și există două direcții reciproc perpendiculare. Poziția unui punct este determinată de distanța care trebuie parcursă de la originea coordonatelor într-o direcție și în a doua direcție pentru a ajunge în acest punct (vezi Fig. 19), ca într-un cinema la deplasarea de-a lungul rândurilor și pe alocuri de-a lungul rândului.

Deci, descriem mișcarea unui punct material. Pentru a-l descrie, avem nevoie de un corp de referință în raport cu care să setăm poziția punctului. Este necesar un sistem de coordonate pentru a seta poziția în mod precis și fără ambiguitate (vezi Fig. 20).

Orez. 20. Cadrul de referință

Dar mișcarea este mișcare în timp, așa că mai trebuie să decideți asupra măsurării timpului. S-ar părea că o secundă la ceasul tuturor durează la fel, cu excepția ceasurilor defecte, atunci care este problema cu măsurarea timpului? Imaginează-ți: dacă începutul mișcării este detectat de un ceas care arată 14:40, iar sfârșitul este detectat de un cronometru care se oprește la 02:36:41 și nu se știe când a început. Prin urmare, trebuie să decidem și dispozitivul pentru măsurarea timpului și momentul în care începe măsurarea, așa cum determinăm corpul de referință și sistemul de coordonate.

Acum avem toate instrumentele de care avem nevoie pentru a descrie mișcarea: un corp de referință, un sistem de coordonate și un dispozitiv de măsurare a timpului. Împreună se alcătuiesc sistem de referință.

Când rezolvăm probleme, vom alege independent sistemul de referință în care ne va fi cel mai convenabil să luăm în considerare procesul descris în problemă.

Aceasta se încheie lecția noastră, vă mulțumim pentru atenție.

Bibliografie

1. Sokolovici Yu.A., Bogdanova G.S. Fizica: O carte de referință cu exemple de rezolvare a problemelor. - Repartiție ediția a II-a. - X.: Vesta: Editura Ranok, 2005. - 464 p.

2. Peryshkin A.V., Gutnik E.M. Fizică. Clasa a IX-a: manual. pentru invatamantul general instituții – ed. a XIV-a, stereotip. - M.: Butarda, 2009. - 300 p.

Teme pentru acasă

1. Dați definiția unui punct material.

2. Ce este un cadru de referință?

3. Ce este un model?

4. Determinați coordonatele a trei puncte:

Astăzi vom vorbi despre studiul sistematic al fizicii și prima sa secțiune - mecanică. Fizica studiază diferite tipuri de schimbări sau procese care au loc în natură și ce procese au fost de interes în primul rând pentru strămoșii noștri? Desigur, acestea sunt procese asociate cu mișcarea. S-au întrebat dacă sulița pe care au aruncat-o va ajunge la mamut; se întrebau dacă mesagerul cu vești importante va avea timp să ajungă la peștera vecină înainte de apus. Toate aceste tipuri de mișcare și mișcarea mecanică în general sunt studiate de secțiunea numită mecanică.

Oriunde ne uităm, există o mulțime de exemple de mișcare mecanică în jurul nostru: ceva se rotește, ceva sare în sus și în jos, ceva se mișcă înainte și înapoi, iar alte corpuri pot fi în repaus, ceea ce este și un exemplu de mișcare mecanică, a căror viteză. este zero.

Definiție

Mișcare mecanică se numeşte schimbarea poziţiei corpurilor în spaţiu faţă de alte corpuri în timp (fig. 1).

Orez. 1. Mișcare mecanică

Așa cum fizica este împărțită în mai multe secțiuni, mecanica are propriile sale secțiuni. Prima dintre acestea se numește cinematică. Secția mecanică cinematică răspunde la întrebarea cum se mișcă un corp. Înainte de a începe să lucrați la studiul mișcării mecanice, este necesar să definiți și să învățați conceptele de bază, așa-numitul ABC al cinematicii. În această lecție vom învăța:

Alegeți un sistem de referință pentru studierea mișcării corpului;

Simplificați sarcinile prin înlocuirea mentală a corpului cu un punct material;

Determinați traiectoria mișcării, găsiți o cale;

Distingeți tipurile de mișcări.

În definirea mișcării mecanice, expresia are o importanță deosebită raportat la alte corpuri. Întotdeauna trebuie să alegem așa-numitul corp de referință, adică corpul în raport cu care vom lua în considerare mișcarea obiectului pe care îl studiem. Un exemplu simplu: mișcă-ți mâna și spune-mi dacă se mișcă? Da, desigur, în raport cu capul, dar în raport cu nasturele de la cămașă, acesta nu se va mișca. Prin urmare, alegerea referinței este foarte importantă, deoarece față de unele corpuri se produce mișcarea, dar față de alte corpuri, mișcarea nu are loc. Cel mai adesea, corpul de referință este ales să fie corpul care este întotdeauna la îndemână, sau mai degrabă sub picioare, - acesta este Pământul nostru, care este corpul de referință în majoritatea cazurilor.

Oamenii de știință au dezbătut de mult dacă Pământul se învârte în jurul Soarelui sau Soarele se învârte în jurul Pământului. De fapt, din punct de vedere al fizicii, din punctul de vedere al mișcării mecanice, aceasta este doar o dispută despre corpul de referință. Dacă considerăm că Pământul este corpul de referință, atunci da, Soarele se rotește în jurul Pământului, dacă considerăm că Soarele este corpul de referință, atunci Pământul se rotește în jurul Soarelui; Prin urmare, corpul de referință este un concept important.

Cum se descrie o schimbare a poziției corpului?

Pentru a preciza cu precizie poziția corpului care ne interesează față de corpul de referință, este necesar să asociem un sistem de coordonate cu corpul de referință (Fig. 2).

Când un corp se mișcă, coordonatele se schimbă și, pentru a descrie schimbarea lor, avem nevoie de un dispozitiv care să măsoare timpul. Pentru a descrie mișcarea, trebuie să aveți:

Corp de referință;

Un sistem de coordonate asociat cu corpul de referință;

Un dispozitiv pentru măsurarea timpului (ceas).

Toate aceste obiecte împreună formează un cadru de referință. Până când nu vom alege un cadru de referință, nu are sens să descriem mișcarea mecanică - nu vom fi siguri cum se mișcă corpul. Un exemplu simplu: o valiză întinsă pe un raft dintr-un compartiment de tren care se mișcă este pur și simplu în repaus pentru pasager, dar pentru o persoană care stă pe peron se mișcă. După cum vedem, același corp este atât în ​​mișcare, cât și în repaus, întreaga problemă este că sistemele de referință sunt diferite (Fig. 3).

Orez. 3. Diverse sisteme de raportare

Dependența traiectoriei de alegerea sistemului de referință

Să răspundem la o întrebare interesantă și importantă: dacă forma traiectoriei și traseul parcurs de corp depind de alegerea sistemului de referință. Luați în considerare o situație în care există un pasager al trenului, lângă care se află un pahar cu apă pe masă. Care va fi traiectoria sticlei în sistemul de raportare asociat pasagerului (corpul de referință este pasagerul)?

Desigur, sticla este nemișcată în raport cu pasagerul. Aceasta înseamnă că traiectoria este un punct, iar deplasarea este egală (Fig. 4).

Orez. 4. Traiectoria sticlei în raport cu pasagerul din tren

Care va fi traiectoria sticlei în raport cu pasagerul care așteaptă trenul pe peron? Pentru acest pasager, se va părea că sticla se mișcă în linie dreaptă și are o cale diferită de zero (Fig. 5).

Orez. 5. Traiectoria sticlei în raport cu pasagerul de pe platformă

Din cele de mai sus putem concluziona că traiectoria și calea depind de alegerea sistemului de referință.

Pentru a descrie mișcarea mecanică, este mai întâi necesar să se decidă asupra unui sistem de referință.

Studiem mișcarea pentru a prezice unde va fi acest sau acel obiect la momentul necesar. Sarcina principală a mecanicii- determina in orice moment pozitia corpului. Ce înseamnă să descrii mișcarea unui corp?

Să luăm în considerare un exemplu: un autobuz călătorește de la Moscova la Sankt Petersburg (Fig. 6). Ne pasă de dimensiunea autobuzului în comparație cu distanța pe care o va parcurge?

Orez. 6. Mișcarea autobuzului de la Moscova la Sankt Petersburg

Desigur, dimensiunea autobuzului în acest caz poate fi neglijată. Putem descrie autobuzul ca un punct în mișcare, altfel se numește punct material.

Definiție

Un corp ale cărui dimensiuni pot fi neglijate în această problemă se numește punct material.

Același corp, în funcție de condițiile problemei, poate fi sau nu un punct material. Când mutați un autobuz de la Moscova la Sankt Petersburg, autobuzul poate fi considerat un punct material, deoarece dimensiunile sale nu sunt comparabile cu distanța dintre orașe. Dar dacă o muscă a zburat în autobuz și vrem să-i studiem mișcarea, atunci în acest caz dimensiunile autobuzului sunt importante pentru noi și nu va mai fi un punct material.

Cel mai adesea în mecanică vom studia mișcarea unui punct material. Când se deplasează, un punct material trece secvenţial pe o poziţie de-a lungul unei anumite linii.

Definiție

Linia de-a lungul căreia se mișcă un corp (sau un punct material) se numește traiectoria mișcării corpului ( orez. 7).

Orez. 7. Traiectoria unui punct

Uneori observăm o traiectorie (de exemplu, procesul de notare a unei lecții), dar cel mai adesea traiectoria este un fel de linie imaginară. Dacă avem instrumente de măsură, putem măsura lungimea traiectoriei de-a lungul căreia s-a deplasat corpul și putem determina o mărime numită cale(Fig. 8).

Definiție

cale străbătută de corp de-a lungul unui timp este lungimea secțiunii de traiectorie.

Orez. 8. Calea

Există două tipuri principale de mișcare - mișcare rectilinie și curbilinie.

Dacă traiectoria corpului este o linie dreaptă, atunci mișcarea se numește rectilinie. Dacă un corp se mișcă de-a lungul unei parabole sau de-a lungul oricărei alte curbe, vorbim despre mișcare curbilinie. Când luăm în considerare mișcarea nu doar a unui punct material, ci și a mișcării unui corp real, se disting încă două tipuri de mișcare: mișcarea de translație și mișcarea de rotație.

Mișcare de translație și rotație. Exemplu

Ce mișcări se numesc de translație și care sunt de rotație? Să luăm în considerare această întrebare folosind exemplul unei roți Ferris. Cum se mișcă cabina roții Ferris? Să marchem două puncte arbitrare ale cabinei și să le conectăm cu o linie dreaptă. Roata se învârte. După ceva timp, marcați aceleași puncte și conectați-le. Liniile rezultate se vor așeza pe linii paralele (Fig. 9).

Orez. 9. Mișcarea înainte a cabinei roții Ferris

Dacă o linie dreaptă trasată prin oricare două puncte ale corpului rămâne paralelă cu ea însăși în timpul mișcării, atunci circulaţie numit progresivă.

Altfel avem de-a face cu mișcarea de rotație. Dacă linia dreaptă nu ar fi paralelă cu dvs., atunci pasagerul ar cădea cel mai probabil din cabina de roată (Fig. 10).

Orez. 10.Mișcarea de rotație a roții cabinei

Rotativ este mișcarea unui corp în care punctele sale descriu cercuri situate în planuri paralele. Linia dreaptă care leagă centrele cercurilor se numește axa de rotatie.

Foarte des avem de-a face cu o combinație de mișcare de translație și rotație, așa-numita mișcare de translație-rotație. Cel mai simplu exemplu de astfel de mișcare este mișcarea unui săritor în apă (Fig. 11). El efectuează o rotație (salt în cap), dar în același timp centrul său de masă se deplasează înainte în direcția apei.

Orez. 11. Mișcare de translație-rotație

Astăzi am studiat ABC-ul cinematicii, adică conceptele de bază, cele mai importante, care ulterior ne vor permite să trecem la rezolvarea principalei probleme a mecanicii - determinarea poziției corpului în orice moment în timp.

Bibliografie

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizica (nivel de bază) - M.: Mnemosyne, 2012.
2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizica clasa a X-a. - M.: Mnemosyne, 2014.
3. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizica - 9, Moscova, Educație, 1990.

1. Portalul de internet „Av-physics.narod.ru” ().
2. Portalul de internet „Rushkolnik.ru” ().
3. Portalul de internet „Testent.ru” ().

Teme pentru acasă

Gândiți-vă la ce este corpul de referință atunci când spunem:

• cartea zace nemișcată pe o masă din compartimentul unui tren în mișcare;
• un însoțitor de bord se plimbă prin cabina de pasageri a avionului după decolare;
• Pământul se rotește în jurul axei sale.

Lecție pentru clasa a IX-a pe tema „Punctul material. Sistem de referinta"

Scopul lecției: a educa elevii cu privire la un punct material; să dezvolte la elevi deprinderea de a identifica situaţiile în care poate fi aplicat conceptul de punct material; să formeze la elevi conceptul de sistem de referință; luați în considerare tipurile de sisteme de referință.

PLANUL LECȚIEI:

5. Tema pentru acasă (1 min.)

ÎN CURILE:

1. Etapa organizatorica (1 min.)

În această etapă, există un salut reciproc între profesor și elevi; verificarea absenților folosind jurnalul.

2. Etapa motivațională (5 min)

Astăzi la lecție trebuie să revenim la studiul fenomenelor mecanice. În clasa a 7-a, am întâlnit deja fenomene mecanice și înainte de a începe să studiem material nou, să ne amintim:

— Ce este mișcarea mecanică?

— Ce este mișcarea mecanică uniformă?

— Ce este viteza?

— Care este viteza medie?

— Cum să determinăm viteza dacă știm distanța și timpul?

În clasa a VII-a, tu și cu mine am rezolvat probleme destul de simple pentru a găsi calea, timpul sau viteza de mișcare. Dacă vă amintiți, cea mai dificilă sarcină a fost să găsiți viteza medie.

Anul acesta vom arunca o privire mai atentă la ce tipuri de mișcare mecanică există, cum să descriem mișcarea mecanică de orice fel, ce să facem dacă viteza se schimbă în timpul mișcării etc.

Astăzi ne vom familiariza cu conceptele de bază care ajută la descrierea mișcării mecanice atât cantitativ, cât și calitativ. Aceste concepte sunt instrumente foarte utile atunci când se ia în considerare orice fel de mișcare mecanică.

Scriem numărul și tema lecției „Punctul material. Sistem de referinta"

Astăzi în clasă vom răspunde la întrebările:

— Ce este un punct material?

— Este întotdeauna posibil să se aplice conceptul de punct material?

- Ce este un sistem de referință?

— În ce constă sistemul de referință?

— Ce tipuri de sisteme de referință există?

3. Învățarea de materiale noi (25 min)

În lumea din jurul nostru, totul este în continuă mișcare. Ce se înțelege prin cuvântul „mișcare”?

Mișcarea este orice schimbare care are loc în lumea înconjurătoare.

Cel mai simplu tip de mișcare este mișcarea mecanică deja cunoscută nouă.

La rezolvarea oricăror probleme referitoare la mișcarea mecanică, este necesar să se poată descrie această mișcare. Ce înseamnă să „descrii mișcarea unui corp”?

Aceasta înseamnă că trebuie să determinați:

1) traiectoria mișcării;

2) viteza de deplasare;

3) calea parcursă de corp;

4) poziţia corpului în spaţiu în orice moment

si etc.

De exemplu, atunci când lansează un rover pe Marte, astronomii calculează cu atenție poziția lui Marte în momentul în care roverul aterizează pe suprafața planetei. Și pentru a face acest lucru, trebuie să calculați modul în care direcția și magnitudinea vitezei lui Marte și traiectoria lui Marte se schimbă în timp.

Dintr-un curs de matematică, știm că poziția unui punct în spațiu este specificată folosind un sistem de coordonate.

Ce ar trebui să facem dacă nu avem un rost, ci un corp? La urma urmei, fiecare corp este format dintr-un număr mare de puncte, fiecare dintre ele având propria sa coordonată.

Când descriem mișcarea unui corp care are dimensiuni, apar alte întrebări. De exemplu, cum se descrie mișcarea unui corp dacă în timpul mișcării corpul se rotește și în jurul propriei axe. Într-un astfel de caz, pe lângă propria sa coordonată, fiecare punct al unui corp dat are propria sa direcție de mișcare și propriul său modul de viteză.

Oricare dintre planete poate fi folosită ca exemplu. Pe măsură ce planeta se rotește, punctele opuse de pe suprafață au direcții opuse de mișcare. Mai mult, cu cât este mai aproape de centrul planetei, cu atât viteza punctelor este mai mică.

Ce ar trebui să facem atunci? Cum se descrie mișcarea unui corp care are dimensiune?

Se dovedește că în multe cazuri poți folosi un concept care implică faptul că dimensiunea corpului pare să dispară, dar greutatea corporală rămâne. Acest concept se numește punct material.

Să scriem definiția:

Se numește un punct material un corp ale cărui dimensiuni pot fi neglijate în condiţiile problemei care se rezolvă.

Punctele materiale nu există în natură. Un punct material este un model al unui corp fizic. Un număr destul de mare de probleme sunt rezolvate cu ajutorul unui punct material. Dar nu este întotdeauna posibilă înlocuirea unui corp cu un punct material.

Dacă, în condițiile rezolvării problemei, dimensiunea corpului nu are un efect special asupra mișcării, atunci se poate face o astfel de înlocuire. Dar dacă dimensiunea corpului începe să afecteze mișcarea corpului, atunci înlocuirea este imposibilă.

Există situații în care un corp poate fi luat ca punct material:

1) Dacă distanța parcursă de fiecare punct al corpului este mult mai mare decât dimensiunea corpului în sine.

De exemplu, Pământul este adesea considerat un punct material atunci când este studiată mișcarea lui în jurul Soarelui. Într-adevăr, rotația zilnică a planetei va avea un efect redus asupra revoluției anuale în jurul Soarelui. Dar dacă rezolvăm o problemă cu rotația zilnică, atunci trebuie să ținem cont de forma și dimensiunea planetei. De exemplu, dacă trebuie să determinați ora răsăritului sau apusului soarelui.

2) Când corpul se mișcă înainte

Foarte des sunt cazuri când mișcarea corpului este progresivă. Aceasta înseamnă că toate punctele corpului se mișcă în aceeași direcție și cu aceeași viteză.

De exemplu, o persoană urcă o scară rulantă. Într-adevăr, persoana stă pur și simplu în picioare, dar fiecare punct se mișcă în aceeași direcție și cu aceeași viteză ca persoana respectivă.

Puțin mai târziu, vom exersa identificarea situațiilor în care este posibil să luăm un corp pentru un punct material, și în care nu este.

Pe lângă punctul material, avem nevoie de un alt instrument cu care să putem descrie mișcarea corpului. Acest instrument se numește sistem de referință.

Orice sistem de referință este format din trei elemente:

1) Din însăși definiția mișcării mecanice urmează primul element al oricărui sistem de referință. „Mișcarea unui corp în raport cu alte corpuri”. Expresia cheie se referă la alte corpuri. Acestea. pentru a descrie mișcarea avem nevoie de un punct de plecare de la care vom măsura distanța și, în general, vom estima poziția corpului în spațiu. Un astfel de corp este numitcorpul de referință .

2) Din nou, al doilea element al sistemului de referință rezultă din definiția mișcării mecanice. Expresia cheie este peste timp. Aceasta înseamnă că pentru a descrie mișcarea trebuie să determinăm timpul de mișcare de la început în fiecare punct al traiectoriei. Și să numărăm timpul de care avem nevoieceas .

3) Și deja am exprimat al treilea element chiar la începutul lecției. Pentru a stabili poziția corpului în spațiu avem nevoiesistem de coordonate .

Prin urmare,Un sistem de referință este un sistem care constă dintr-un corp de referință, un sistem de coordonate și un ceas asociat cu acesta.

Există multe tipuri de sisteme de referință. Ne vom uita la tipurile de sisteme de referință bazate pe sisteme de coordonate.

Sistem de referinta:

Cadrul cartezian de referință

sistem de referință polar	sistem de referință sferic
unidimensional
bidimensionale
tridimensională

Vom folosi două tipuri de sisteme carteziene: unidimensional și bidimensional.

4. Consolidarea materialului studiat (13 min)

Sarcinile de prezentare sunt finalizate; + Nr. 3.5.

5. Tema pentru acasă (1 min.)

§ 1 + Nr. 1,4,6.

Scrieți definițiile într-un dicționar fizic:

- miscare mecanica;

- mișcare înainte;

- punct material;

- cadru de referință.

Pentru a utiliza previzualizările prezentării, creați un cont Google și conectați-vă la el: https://accounts.google.com

Subtitrări din diapozitive:

FUNDAMENTELE CINEMATICII Lecția 1. TEMA: „Punctul material. Sistem de referinta"

Mecanica este o ramură a fizicii care studiază mișcarea. Sarcina principală a mecanicii este de a determina poziția unui corp în spațiu în orice moment în timp.

Cinematica este o ramură a mecanicii care studiază metodele de descriere a mișcării și relația dintre mărimile care caracterizează această mișcare. Dinamica este o ramură a mecanicii care studiază cauzele mișcării mecanice. Statica studiază legile echilibrului unui sistem de corpuri.

Mișcarea mecanică este o modificare a poziției unui corp în spațiu în timp față de alte corpuri.

Mișcarea de translație este o mișcare în care toate punctele corpului se mișcă în mod egal, cu aceeași viteză. Un punct material este un corp ale cărui dimensiuni pot fi neglijate în condițiile rezolvării problemei date. Un corp de referință este orice corp acceptat convențional ca nemișcat, în raport cu care se ia în considerare mișcarea altor corpuri.

De exemplu, Pământul este adesea considerat un punct material atunci când este studiată mișcarea lui în jurul Soarelui.

De exemplu, Dar dacă rezolvăm o problemă legată de rotația zilnică a planetelor, atunci trebuie să ținem cont de forma și dimensiunea planetei. De exemplu, dacă trebuie să determinați ora răsăritului în diferite locuri de pe glob.

Ce este mișcarea înainte? Un corp se mișcă translațional dacă toate punctele sale se mișcă în mod egal. sau Un corp se mișcă translațional dacă o linie dreaptă trasată prin două puncte ale acestui corp, atunci când se mișcă, se deplasează paralel cu poziția inițială.

Exemple de mișcare de translație Cabina liftului se deplasează înainte Cabina cu roata Ferris se deplasează înainte

Pentru a determina poziția unui corp (punct material) în spațiu, trebuie să: setați un corp de referință; selectați un sistem de coordonate; au un dispozitiv pentru a ține timpul (ceasul)

Corpul de referință, sistemul de coordonate asociat cu acesta și ceasul pentru numărarea timpului de mișcare formează un sistem de referință.

Ce este un organism de referință? Un corp de referință este un corp în raport cu care este determinată poziția altor corpuri (în mișcare). De exemplu, ar putea fi un copac când luăm în considerare mișcarea unui autobuz sau Pământul când calculăm mișcarea unei rachete

Sistem de coordonate Poziția unui corp în spațiu poate fi determinată cu ajutorul a 2 coordonate (sistem de coordonate bidimensional) Poziția unui corp în spațiu poate fi determinată cu ajutorul a 3 coordonate (sistem de coordonate tridimensional)

Când un corp se mișcă în linie dreaptă, o axă de coordonate este suficientă

Traiectoria este linia de-a lungul căreia se mișcă un corp.

Calea este lungimea traiectoriei. [L] Deplasarea este un vector desenat de la poziția inițială a unui punct material până la poziția sa finală.

Pe tema: dezvoltări metodologice, prezentări și note

Dinamica. Sisteme de referință inerțiale. Prima lege a lui Newton.

Obiectivele lecției: formarea unui concept despre ISO; studiază prima lege a lui Newton; arătați importanța unei astfel de ramuri a fizicii precum „Dinamica”; cultiva un sentiment de respect pentru diverse profesii....

rezumatul lecției "Mișcarea. Punct material. Cadrul de referință. Relativitatea mișcării."

Această lucrare poate fi folosită la studierea temei în clasa a IX-a: „Cinematică”. Materialul are scopul de a repeta și generaliza subiectul. Lucrarea poate fi folosită ca o repetare a materialului...

Descrierea lecției video

Obiectele și obiectele care ne înconjoară (în limbajul fizicii, se numesc corpuri fizice) ocupă o anumită poziție în spațiu unul față de celălalt. Dacă în timp poziția unui corp față de altul nu se schimbă, aceasta înseamnă că primul corp este în repaus față de al doilea. De exemplu, un semn rutier și un copac sunt în repaus unul față de celălalt. Dacă în timp poziția unui corp față de altul se modifică, aceasta înseamnă că primul corp efectuează o mișcare mecanică față de al doilea corp. De exemplu, un tramvai și un copac. Tramvaiul suferă mișcare mecanică față de copac. Mișcarea mecanică a unui corp este o schimbare a poziției sale în spațiu față de altele, care are loc în timp. Știm să descriem mișcarea și să calculăm parametrii de bază pentru cel mai simplu caz de la cursul de matematică și fizică de clasa a VII-a. Putem seta poziția corpului folosind o linie de coordonate. Pentru a găsi viteza unui corp, este necesar să împărțiți calea în timp... Cu toate acestea, în viața practică, tipurile mai complexe de mișcare mecanică sunt mai frecvente. Și pentru a le descrie vom avea nevoie de instrumente noi. Luați în considerare următoarele tipuri de mișcare:
- mișcare înainte (de exemplu, coborârea unui munte cu o sanie);
- mișcarea de rotație (de exemplu, rotația zilnică a Pământului);
- mișcarea oscilatorie (de exemplu, mișcarea unui pendul).

Cum sau cu ce ajutor putem descrie tipuri mai complexe de mișcare? În primul rând, trebuie să selectăm un obiect în raport cu care vom lua în considerare mișcarea corpurilor care ne interesează. În al doilea rând, de la cursul de matematică știm că poți seta poziția unui punct folosind un sistem de coordonate (de exemplu, unul dreptunghiular). În al treilea rând, va trebui să țineți evidența timpului. Adică, pentru a calcula unde va fi corpul într-un anumit moment, avem nevoie de un sistem de referință. Un sistem de referință în fizică este combinația dintre un corp de referință, un sistem de coordonate asociat cu corpul de referință și un dispozitiv staționar pentru măsurarea timpului. Este important să ne amintim că orice sistem de referință este condiționat și relativ. Alegând un alt sistem de referință, obținem mișcare cu parametri complet diferiți. Corpurile în fizică sunt reale, ele au adesea dimensiuni semnificative, în contrast cu un punct abstract dintr-un sistem de coordonate matematic. Deci putem folosi un sistem de coordonate pentru a găsi locația unui corp fizic? Dacă dimensiunile corpului însuși sunt de multe ori mai mici decât alte dimensiuni care trebuie tratate în condițiile unei sarcini specifice, atunci dimensiunile corpului însuși pot fi neglijate în aceste condiții particulare. Atunci un astfel de corp în fizică este luat ca punct material.
De exemplu, trebuie să calculăm timpul necesar unui avion pentru a zbura de la Minsk la Burgas. În această stare a problemei, dimensiunea și forma transportului în sine nu sunt importante pentru noi. Trebuie să știi viteza cu care se dezvoltă și distanța dintre orașe. Aceste date vor fi suficiente pentru a rezolva problema. În această problemă, este legitim să luăm un avion ca punct material. Dacă trebuie să calculăm rezistența vântului la o anumită altitudine și la o anumită viteză, atunci când rezolvăm această problemă, nu ne putem lipsi de cunoașterea exactă a formei și dimensiunilor aceleiași aeronave, deoarece Forța de rezistență depinde de forma și viteza aeronavei. Aceasta înseamnă că corpul (avionul) nu poate fi confundat cu un punct material. Un corp poate fi luat și ca punct material dacă toate punctele corpului se mișcă în mod egal (această mișcare se numește translație). De exemplu, dacă un tren de metrou trece chiar și cu o singură stație, dar de-a lungul unei secțiuni drepte, poate fi considerat un punct material, deoarece toate părțile trenului s-au deplasat în mod egal și la o distanță egală.
Selectați din condițiile problemei propuse cazul în care corpul poate fi considerat un punct material:
1. Calculați presiunea pe care rezervorul o exercită la suprafață.
2. Determinați volumul mingii folosind un dispozitiv de măsurare a paharului.
3. Determinați înălțimea la care s-a ridicat naveta spațială.
La ridicarea navetei spațiale, dimensiunea rachetei în sine poate fi neglijată în comparație cu distanțele peste care se ridică. Aceasta înseamnă că poate fi luat ca punct material.
În alte cazuri, dimensiunile corpurilor în sine trebuie luate în considerare la rezolvarea problemei.