Переміщення
Досі при вирішенні багатьох завдань, пов’язаних з рухом різних тіл, ми користувалися фізичною величиною, званої “шлях”. Під довжиною шляху малася на увазі сума довжин всіх ділянок траєкторії, пройдених тілом за розглянутий проміжок часу.
Шлях – скалярна величина (т. Е. Величина, яка не має напрямку).
Для вирішення різних практичних завдань у різних сферах діяльності (наприклад, в диспетчерській службі наземного та повітряного транспорту, в космонавтиці, астрономії та ін.) Необхідно вміти розраховувати, де буде знаходитися рухоме тіло в заданий момент часу.
Покажемо, що не завжди можна вирішити таке завдання, навіть знаючи, який шлях пройшло тіло за даний проміжок часу. Для цього звернемося до малюнка 3, а.
Припустимо, нам відомо, що деякий тіло (яке можна прийняти за матеріальну точку) починає рухатися з точки О і за 1 год проходить шлях, рівний 20 км.
Для відповіді на питання, де буде знаходитися це тіло через 1 год після його виходу з точки О, у нас не вистачає інформації про його рух. Тіло могло, наприклад, рухаючись прямолінійно в північному напрямку, потрапити в точку А, що знаходиться на відстані 20 км від точки О (відстань між точками вимірюється по прямій, що сполучає ці точки). Але воно могло також, дійшовши до точки В, що знаходиться на відстані 10 км від точки О, повернути на південь і повернутися в точку О, при цьому пройдений їм шлях теж дорівнюватиме 20 км. При заданому значенні шляху тіло також могло виявитися і в точці С, якби воно рухалося прямолінійно на південний схід, і в точці D, якби його рух відбувався по зображеної криволінійної траєкторії.
Щоб уникнути такої невизначеності, для знаходження положення тіла в просторі в заданий момент часу була введена фізична величина, яка називається переміщенням.
Переміщенням тіла (матеріальної точки) називається вектор, що з’єднує початкове положення тіла з його наступним положенням
Згідно з визначенням переміщення – векторна величина (т. Е. Величина, що має напрямок). Воно позначається s, т. Е. Тієї ж буквою, що і шлях, тільки зі стрілкою над нею. Як і шлях, в сі1 переміщення вимірюється в метрах. Для вимірювання переміщення використовуються й інші одиниці довжини, наприклад кілометри, милі і т. Д.
На малюнку 3, б показані вектори переміщень, які вчинила б тіло, якби минуло 20 км наступним чином: по прямолінійній траєкторії ОА в північному напрямку (вектор sОA), по прямолінійній траєкторії ОС в південно-східному напрямку (вектор sОС) і по криволінійній траєкторії OD (вектор sОD). А якби тіло пройшло 20 км, дійшовши до точки В і повернувшись назад в точку О, то в цьому випадку вектор його переміщення дорівнював би нулю.
Знаючи початкове положення і вектор переміщення тіла, т. Е. Його напрямок і модуль, можна однозначно визначити, де це тіло знаходиться. Наприклад, якщо відомо, що вектор переміщення тіла, що вийшов з точки О, спрямований на північ, а його модуль дорівнює 20 км, то ми з упевненістю можемо стверджувати, що тіло перебуває в точці А (див. Рис. 3, б).
Таким чином, на кресленні, де переміщення зображується стрілочкою певної довжини та напрямки, можна знайти кінцеве положення тіла, відклавши від його початкового положення вектор переміщення.
Питання
Чи завжди можна визначити положення тіла в заданий момент часу t, знаючи початкове положення цього тіла (при t0 = 0) і шлях, пройдений їм за проміжок часу t? Відповідь підтвердіть прикладами.
Що називають переміщенням тіла (матеріальної точки)?
Чи можна однозначно визначити положення тіла в заданий момент часу t, знаючи початкове положення цього тіла і вектор переміщення, вчиненого тілом за проміжок часу t? Відповідь підтвердіть прикладами.
Вправа 2
Яку фізичну величину визначає водій автомобіля по спідометрі – пройдений шлях або переміщення?
Як повинен рухатися автомобіль протягом деякого проміжку часу, щоб по спідометрі можна було визначити модуль переміщення, вчиненого автомобілем за цей проміжок часу?
(1 votes, average: 5.00 out of 5)