Опис рухів твердого тіла
Наступною за складністю моделлю після частинки є абсолютно тверде тіло – в ньому відстань між будь-якими двома точками не змінюється в процесі руху.
Опис руху твердого тіла крім самостійного значення має велике значення і в застосуванні до описів інших видів руху. Система відліку, що служить для просторово-часового опису різних рухів може бути пов’язана тільки з твердим тілом. Тому вивчення руху твердих тіл рівносильно вивченню рухів систем відліку. Результати цього розділу будуть неодноразово використовуватися надалі.
Є п’ять видів руху твердого тіла:
1) поступальний, якщо пряма, що з’єднує будь-які дві точки тіла, переміщається, залишаючись паралельною своєму початкового стану, наприклад рух трамвая на прямій ділянці шляху;
2) обертальний, якщо всі крапки лежать на деякій прямій, званої віссю обертання, залишаються нерухомими, наприклад рух двері при відкриванні та закриванні;
3) плоске, якщо всі точки тіла рухаються в площинах, паралельних деякій площині, нерухомою в даній системі відліку, наприклад кочення колеса на прямій ділянці шляху;
4) сферичне, якщо одна з точок тіла залишається весь час нерухомою в даній системі відліку, наприклад рух гіроскопа з трьома ступенями свободи в карданном підвісі;
5) вільне, якщо немає перерахованих вище чотирьох обмежень, наприклад рух вільного довільного кинутого тіла поблизу поверхні Землі.
Перші два рухи є основними рухами твердого тіла. Решта видів руху твердого тіла можна звести до одного з основних рухів або до їх сукупності (це буде показано на прикладі плоского руху).
У цьому розділі розглянемо перші три види руху і питання складання кутових швидкостей.
При поступальному русі всі точки твердого тіла здійснюють рівні переміщення за один і той же проміжок часу. Тому швидкості і прискорення всіх точок тіла в даний момент часу однакові. Цей факт дозволяє звести вивчення поступального руху твердого тіла до вивчення руху окремої частки тіла, т. Е. До задачі кінематики частинки. Таким чином, поступальний рух твердого тіла може бути повністю описано, якщо відомі залежність від часу радіус-вектора будь-якої точки цього тіла і його положення в початковий момент, як це було описано в попередньому розділі.
Related posts:
- Опис руху твердого тіла Кинематическое опис рух твердого тіла являє собою набагато більш складну задачку, ніж опис руху матеріальної точки, вже хоча б тому, що тверде тіло володіє шістьма ступенями свободи, матеріальна точка тільки трьома. Уявіть собі політ перекидається в повітрі бруска, і ви відразу оціните складність опису його руху. Основний підхід до математичного опису руху твердого тіла полягає […]...
- Складний рух твердого тіла Складний рух – це такий рух, який можна розкласти на кілька простих. Простими рухами вважаються: Поступальний; Обертальний. При вирішенні завдань на складний рух використовують теорему про складання швидкостей. При складному русі точки абсолютна швидкість в кожен момент часу дорівнює геометричній сумі переносної (VE) і відносної (VК) швидкостей. Де Α – кут між векторами VE і […]...
- Кінематика абсолютно твердого тіла При будь-якому русі тіла можна використовувати таку його модель, як матеріальна точка? Які моделі тіла ще існують? Поступальний рух твердого тіла. Опис руху тіла вважається повним лише тоді, коли відомо, як рухається кожна його точка. Ми багато уваги приділили опису руху точки. Саме для точки вводяться поняття координат, швидкості, прискорення, траєкторії. У випадку завдання опису […]...
- Статика твердого тіла Статика вивчає рівновагу тіл під дією прикладених до них сил. Рівновага – це стан тіла, при якому кожна його точка залишається весь час нерухомою в деякій інерційній системі відліку. Умовою рівноваги матеріальної точки є рівність нулю рівнодіючої (т. Е. Векторної суми) всіх сил, прикладених до точки. У цьому випадку наша точка буде рухатися рівномірно і […]...
- Довільний рух твердого тіла і системи тіл Розглянемо тепер рівняння другого закону Ньютона для довільної системи матеріальних точок та їх довільного руху. Виявляється, що в цьому випадку можна розглядати рух деякої геометричної точки, для якої рівняння руху повністю визначається тільки зовнішніми силами. В якості такої точки слід взяти центр мас системи. У знаменниках цих формул варто сумарна маса всієї системи m1 + […]...
- Обертальний рух твердого тіла Обертальний рух представляє одне з найбільш загальних і вражаючих властивостей Всесвіту. Планети і їх супутники, зірки, що обертаються навколо своїх осей, планети, що обертаються навколо Сонця, обертаються подвійні зірки, зірки і їх супутники, що обертаються навколо центрів своїх галактик, багато галактики входять до складу обертових вихрових скупчень (рис. 4.1). У простіших випадках це смерчі (рис. […]...
- Суперпозиція рухів Ми вивчили кілька найпростіших моделей руху. Зараз постараємося показати, як з цих простих рух можна “конструювати” більш складні і красиві рухи. Слово “суперпозиція” позначає додавання, накладення, поєднання – воно дуже часто використовується у фізиці. Можливість такого накладення різних видів руху обумовлена можливістю описувати його в різних системах відліку і переходити з однієї системи в іншу […]...
- Що таке траєкторія руху тіла Траєкторія – це лінія, вздовж якої рухається тіло. Траєкторія представляє собою своєрідний “слід”, який залишає за собою рухоме тіло в даній системі відліку. Траєкторія дозволяє спостерігачеві цієї системи відліку побачити всі точки, через які послідовно проходило тіло під час руху. Наприклад, залізничний шлях указує траєкторію руху поїзда, автомобільне шосе – траєкторію руху автомашин. Слід, що […]...
- Способи опису руху тіла Кінематичний опис руху – це завдання положення тіла відносно даної системи відліку в будь-який момент часу або, іншими словами, завдання закону руху тіла. Існує три основних способи опису механічного руху: векторний, координатний і природний. Вибір способу опису залежить від умов конкретної задачі. Векторний спосіб опису руху Векторний спосіб опису руху – це опис зміни радіус-вектора […]...
- Обертальний рух твердого тіла. Момент сили Звичайно, становище однієї, навіть “особливої”, точки далеко не повністю описує рух всієї розглянутої системи тіл, але все-таки, краще знати положення хоча б однієї точки, ніж не знати нічого. Тим не менш, розглянемо застосування законів Ньютона до опису обертання твердого тіла навколо фіксованої осі [1]. Почнемо з найпростішого випадку: нехай матеріальна точка маси m прикріплена за […]...
- Моделі газу, рідини і твердого тіла Тверді тіла мають здатність зберігати свою форму і об’єм при механічних впливах. Це пояснюється тим, що молекули твердого тіла сильно пов’язані один з одним. Здійснюючи коливальні рухи (подібно маятникам), вони не можуть далеко зміщуватися від положення рівноваги (точок, біля яких вони коливаються). З ростом температури коливання збільшуються і відбувається теплове розширення твердих тіл. У сталевого […]...
- Радіаційна фізика твердого тіла Радіаційна фізика твердого тіла є новою областю науки, що виникла близько півтора десятиліття назад. Своїм основним завданням вона ставить дослідження дії випромінювань на тверді тіла (зокрема “бомбардування” їх швидкими частинками). Так, вона займається вивченням зміни їх структури, створення і еволюція дефектів, впливу змін структури на різні властивості твердих тіл, а також – на протікання в […]...
- Вплив положення або рухів тіла на людину Визначення впливу положень або рухів тіла на організм людини враховує вплив вправ на кісткову систему, рухливість у суглобах, розвиток м’язів, поставу тіла, стан стопи, а також на інші органи і системи. Таким чином, анатомічний аналіз положень і рухів людини, а також виконуваних фізичних вправ має сприяти оптимізації методів фізичного впливу на організм людини (у тому […]...
- Кінематика: визначення Кінематика – розділ теоретичної механіки, в якому вивчається механічний рух тіл без урахування їх мас і причин, що забезпечують цей рух. Іншими словами, в кінематиці описується рух тіла (траєкторія руху, швидкість і прискорення) без з’ясування причин, чому воно так рухається. Рухом позначають всяка зміна в навколишньому матеріальному світі. Механічний рух – зміна положення тіла в […]...
- Будова твердого кристалічного тіла Вас оточує безліч тіл, які в звичайних умовах знаходяться в твердому стані, або, інакше кажучи, твердих тіл. Всі вони мають різну будову. Так, різну структуру мають мідь і алюміній, оксид кремнію і хлорид натрію (кухонна сіль), метали й пластмаси, скло і дерево. Однак серед усього різноманіття твердих тіл можна виділити вельми численну групу тіл, що […]...
- Поступальний і обертальний рух тіла Траєкторії різних точок тіла можуть бути різними. Це можна наочно показати, наприклад, швидко рухаючи в темній кімнаті тліючу з двох кінців лучинку. Око має властивість зберігати зорове враження протягом приблизно 0,1 сек, тому ми сприймемо траєкторії тліючих решт як світяться лінії і зможемо порівняти обидві траєкторії (рис. 6). Найбільш простий рух тіла – таке, при […]...
- Тіло відліку і система відліку З визначення механічного руху випливає, що говорити про рух або спокої тіла можна лише тільки щодо якого-небудь іншого тіла – тіла відліку. Для опису руху тіла, т. Е. Визначення його положення в просторі, необхідно з тілом відліку зв’язати систему координат. Найчастіше використовують декартову систему координат, в якій положення точки в просторі задається трьома (на площині […]...
- Кінематика. Поступальний рух Поступальний рух – це рух твердого тіла, при якому пряма, що з’єднує дві будь-які точки тіла, залишається паралельною самій собі. Щоб вивчати зміни положення тіла в просторі, потрібно вміти визначати саме це положення. Як відомо, у кожного тіла певні розміри, отже, різні точки цього тіла знаходяться в різних місцях простору. Як же визначити положення всього […]...
- Система відліку в фізиці Оскільки в природі не знайдено абсолютно нерухомих тіл, відносно яких було б зручно розглядати рух всіх тіл, ми маємо право вибрати будь-яке тіло і вважати його умовно нерухомим. Таке тіло носить назву тіло відліку. Часто (але не завжди!) За нерухоме тіло ми приймаємо Землю. Такий вибір зручний для вирішення багатьох завдань в земних умовах. Він […]...
- Способи опису руху Пригадайте з курсу фізики основної школи фізичні величини, якими можна описати механічний рух тіла. Якщо тіло можна вважати точкою, то для опису його руху потрібно навчитися розраховувати положення точки в будь-який момент часу щодо обраного тіла відліку. Існує кілька способів опису, або, що одне і те ж, завдання руху точки. Розглянемо два з них, які […]...
- Основні терміни кінематики Кінематика – це один з розділів механіки, який вивчає рух тіл без з’ясування причин цього руху. Механічний рух – це рух, при якому відбувається зміна його положення в просторі відносно інших тіл з плином часу, наприклад, рух небесних тіл, рух живих істот. Система відліку – це система координат, яка визначає механічний рух тіла в будь-який […]...
- Біомеханічні характеристики тіла людини Кінематичні характеристики Системи відліку відстаней і часу: початок, напрямок і одиниці відліку. Тіла відліку інерціальні інеінерційні. Просторові характеристики: положення – координати точки, тіла і системи тіл (лінійні і кутові) і руху – траєкторія точки (шлях, переміщення, кривизна і орієнтація траєкторії, положення: початкове, проміжне і кінцеве). Поступальний і обертальний рух тіла. Траєкторії прямолінійні і криволінійні (постійного […]...
- Що таке релятивістська кінематика Нагадаємо, що основним завданням механіки є опис руху, а саме – з’ясування того, як змінюються координати тіла з плином часу. Для опису руху потрібно мати систему відліку. У класичній механіці, як ми знаємо, в систему відліку входять три об’єкти: тіло відліку (щодо якої розглядається рух), жорстко пов’язана з тілом відліку система координат, а також годинник […]...
- Обертальний рух в природі Обертальний рух твердого тіла навколо нерухомої осі після поступального руху є одним з найпростіших видів руху. Обертальний рух твердого тіла навколо нерухомої осі після поступального руху є одним з найпростіших видів руху. При обертальному русі будь-які дві точки, незмінно пов’язані з тілом, протягом всього часу обертання залишаються нерухомими. Проходячою через ці нерухомі точки А і […]...
- Число ступенів свободи тіла Тепер, після того як ми вивчили кілька моделей тіл, можна остаточно і коректно сформулювати відповідь на питання: “Що означає задати, визначити положення тіла?” – Вказати чисельної значення координат деяких точок тіла так, щоб положення всього тіла (його частини) було визначено однозначно. Число незалежних координат, які однозначно визначають положення тіла або системи тіл в просторі називається […]...
- Кінематика космічних рухів Ми бачили, що для опису руху точки необхідно вимірювати довжину шляху, пройденого точкою за її траєкторії, і “прив’язувати” кожне положення точки на траєкторії до відповідного моменту часу. При вивченні руху космічного корабля і взагалі космічних тіл – планет, Місяця, зірок – не може бути, звичайно, мови про безпосередній розмітці траєкторії. Єдиний спосіб вимірювання відстані до […]...
- Визначення координати рухомого тіла – доповідь Як визначити координати рухомого тіла? Для цього необхідно знати такі поняття, як механічний рух, пройдений шлях, швидкість, переміщення. Механічний рух При механічному русі відбувається зміна положення тіла в просторі відносно інших тіл за проміжок часу. Воно буває рівномірним і нерівномірним. Рівномірний рух При рівномірному русі тіло за рівні проміжки часу проходить однакові відстані (тобто рухається […]...
- Кінематика. Задання положення точки Положення точки в просторі можна задати двома способами: координатним і векторним. При завданні руху координатним способом з тілом відліку пов’язують будь-яку систему координат, наприклад, Декартових. Рух точки М буде задано в тому випадку, якщо її координати будуть відомі, як функції часу: X = x (t), y = y (t), z = z (t). Ці залежності […]...
- Геометрія маси тіла людини Біомеханічні ланки являють собою своєрідні важелі і маятники. Кісткові важелі. Вони служать для передачі руху та роботи на відстань. Кожен важіль має наступні елементи: а) точку опори (о); б) точки прикладання сили (Р); в) плечі важеля (1) – відстань від точки опори до точок прикладання сили. Для рівноваги, або для рівномірного обертального руху ланки, як […]...
- Графіки кінематичних величин Кінематика – розділ механіки, в якому вивчаються геометричні властивості руху тіл без урахування їх маси та діючих на них сил. Кінематика – розділ механіки, в якому вивчаються геометричні властивості руху тіл без урахування їх маси та діючих на них сил. Основне завдання кінематики – описати рух тіла в просторі в залежності від часу, не з’ясовуючи […]...
- Види механічного руху Найпростішими видами механічного руху матеріальної точки є рівномірний і прямолінійний руху. Рух називається рівномірним, якщо модуль вектора швидкості залишається постійним (напрям швидкості при цьому може мінятися). Рух називається прямолінійним, якщо воно відбувається уздовж деякої прямої (величина швидкості при цьому може мінятися). Іншими словами, траєкторією прямолінійного руху служить пряма лінія. Наприклад, автомобіль, який їде з постійною […]...
- Прямолінійний і криволінійний рух Нагадаємо, що траєкторія – це лінія, вздовж якої відбувається рух тіла. Залежно від форми траєкторії, рух може бути прямолінійним або криволінійним. Наприклад, ліфт, піднімаючись або опускаючись в шахті, рухається прямолінійно, а хокеїст на віражі – криволинейно. Окремий випадок криволінійного руху – рух але окружності. Відносність механічного руху виявляється і в тому, що траєкторії одного і […]...
- Рух тіла під дією сили тяжіння Якщо на тіло діє тільки сила тяжіння, то тіло здійснює вільне падіння. Вид траєкторії руху залежить від напрямку і модуля початкової швидкості. При цьому можливі наступні випадки руху тіла: Якщо початкова швидкість тіла дорівнює нулю або паралельна силі тяжіння, тіло здійснює прямолінійне вільне падіння; Якщо початкова швидкість тіла спрямована під кутом до сили тяжіння, то […]...
- Приклади розпаду твердого розчину Достовірні приклади розпаду, що згадуються в літературі або спостерігалися автором, наводяться без претензії на повноту. Свідомо не розглядаються випадки із занадто недостовірними даними, особливо якщо врахувати, що література перевантажена низку очевидних помилкових тлумачень. Серед прикладів, більш докладні дані, щодо яких наводяться в основному в описовій частині книги, першими завжди вказані переважаючі компоненти продуктів розпаду, розташовані […]...
- Визначення координати рухомого тіла У попередньому параграфі говорилося про те, що положення тіла, яка вчинила деяке переміщення, можна знайти графічно, відклавши вектор переміщення від початкового положення цього тіла. Але в більшості випадків необхідно обчислити положення тіла, т. Е. Визначити його координати. Відомо, що обчислення виробляють не з векторами, а з відповідними їм скалярними величинами: з проекціями векторів на координатні […]...
- Відносна швидкість Відносна швидкість – це фізична величина, яка дорівнює векторній різниці швидкостей, заданих відносно нерухомої системи відліку. При вивченні механічного руху в першу чергу підкреслюється його відносність. При вивченні різних властивостей руху тіла передбачається, що розглядається абсолютний рух (т. Е. Рух, віднесене до нерухомих осях). У багатьох випадках виникає необхідність визначити відносний рух, віднесене до системи […]...
- Аналіз деяких трудових і спортивних рухів Фізична і психічна діяльність людини проявляється в рухах. З закономірно поєднуваних і повторюваних рухів складаються ходьба, біг, лист і праця людини. Рухи здійснюються у відповідь на дії внутрішніх і зовнішніх (фізичних, біологічних і соціальних) подразників. Це рефлекторні реакції центральної нервової системи на надходять сигнали як від пропріорецепторов опорно-рухового апарату, так і від интеро – і […]...
- Що таке відносність руху Згідно законам механіки, рухається предмет щодо будь-якої точки. Наприклад, якщо людина стоїть на місці, а автобус рухається, це і називається відносність руху розглянутого транспортного засобу до об’єкта. З якою швидкістю переміщається об’єкт по відношенню до певного тіла в просторі теж враховується щодо цього тіла і, відповідно, прискорення також має відносну характеристику. Відносність – пряма залежність […]...
- Імпульс тіла (формула) Імпульсом тіла називається величина, що дорівнює добутку маси тіла на його швидкість. Слід пам’ятати, що мова йде про тіло, яке можна уявити як матеріальну точку. Імпульс тіла (р) називають також кількістю руху. Поняття кількості руху було введено в фізику Рене Декартом (1596-1650). Термін “імпульс” з’явився пізніше (impulsus в перекладі з латинської означає “поштовх”). Імпульс є […]...
- Взаємодія тіл. Маса тіла. Густина. Сила Ми показали, що при відсутності взаємодії тіла рухаються рівномірно в інерційних системах відліку. Тільки дія одного тіла на інше призводить до зміни швидкості його руху, до появи прискорення. Отже, прискорення тіла служить показником того, що тіло піддалося впливу з боку інших тіл. Однак, само прискорення не може служити мірою взаємодії тіл, оскільки воно залежить не […]...