Кинематика
Механическое движение. Система отсчёта
Мякишев «Физика 10», кинематика
◆
Что нужно помнить из 7–9 класса
база 7–9 классаДвижение рассматривают относительно тела отсчёта. Система отсчёта — это тело отсчёта, система координат и часы.
+Короткое напоминание3
Путь — длина траектории, скаляр, только накапливается. Перемещение — вектор из начальной точки в конечную.
За полный круг путь равен длине окружности, а перемещение — нулю.
Материальная точка — это не свойство тела, а допущение конкретной задачи.
Подробно — в уроке ОГЭ1
Движение всегда относительно
Механическое движение — изменение положения тела относительно других тел с течением времени. Без тела отсчёта слово «движется» смысла не имеет.
+Система отсчёта и материальная точка3
Система отсчёта = тело отсчёта + связанная с ним система координат + часы. Одно и то же тело в одной СО покоится, в другой движется.
Материальная точка — тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь. Поезд на перегоне — точка; тот же поезд у платформы — уже нет.
Покой относителен: пассажир неподвижен относительно вагона и движется относительно земли. Оба утверждения верны.
⚗Опыт в Физлабе
Относительность движения
Переключай систему отсчёта и смотри, как меняется траектория.
Открыть опыт 2
Путь и перемещение
Путь — длина траектории, скаляр, не убывает. Перемещение — вектор из начальной точки в конечную.
s≥∣r∣равенство только при движении по прямой без разворотов +Классический пример3
За полный круг радиусом R путь равен 2πR, а перемещение — нулю.
За полкруга путь πR, перемещение 2R.
Тело, брошенное вверх, к моменту возврата имеет нулевое перемещение и путь 2h.
3
Сложение скоростей
Скорость зависит от выбора системы отсчёта и складывается векторно.
v=v′+uv′ — скорость относительно подвижной СО, u — скорость самой СО +Лодка и река3
По течению скорости складываются: v+u. Против течения вычитаются: v−u.
Поперёк реки — по теореме Пифагора: v2+u2, а не арифметически.
Скорость сближения встречных тел равна сумме модулей, при движении вдогонку — разности.
При переправе поперёк реки складывать арифметически нельзя. Векторы перпендикулярны, работает Пифагор.
Разобранные примеры
Поезд едет со скоростью 20 м/с, пассажир идёт по вагону вперёд со скоростью 1 м/с. Какова его скорость относительно земли и относительно вагона?разбор
- Относительно вагона пассажир движется со скоростью 1 м/с — вагон и есть система отсчёта.
- Относительно земли скорости складываются: 20+1=21 м/с.
- «Скорость» без указания системы отсчёта — бессмысленное слово.
Ответ:
21 м/с и 1 м/сТело прошло полный круг по окружности радиуса 5 м. Найдите путь и модуль перемещения.разбор
- Путь — длина траектории: 2πR=2π⋅5≈31,4 м.
- Перемещение — вектор от начала к концу; тело вернулось в ту же точку, значит перемещение равно нулю.
Ответ:
путь ≈31,4 м, перемещение 0