Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Система отсчёта

Читайте также:
  1. ERP — информационная система масштаба предприятия
  2. I Операционная система ОС Unix
  3. I Операционная система ОС Unix
  4. I Операционная система ОС Unix
  5. I. Система социального регулирования общественных отношений.
  6. I. Система социального регулирования общественных отношений.
  7. II. Общество как социальная система, её основные системные признаки
  8. II. Система культуры и её структура.
  9. III. Систематизація і доповнення знань
  10. Internet и система права.

устойчивостью

 

 

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Материальная точка в двух СО [1].

Система отсчёта — это совокупность тела отсчёта, связанной с ним системы координат и системы отсчёта времени, по отношению к которым рассматривается движение (или равновесие) каких-либо материальных точек или тел[2][3].

Математически движение тела (или материальной точки) по отношению к выбранной системе отсчёта описывается уравнениями, которые устанавливают, как изменяются с течением времени t координаты, определяющие положение тела (точки) в этой системе отсчёта. Эти уравнения называются уравнениями движения. Например, в декартовых координатах х, y, z движение точки определяется уравнениями , , .

В современной физике любое движение является относительным, и движение тела следует рассматривать лишь по отношению к какому-либо другому телу (телу отсчёта) или системе тел. Нельзя указать, например, как движется Луна вообще, можно лишь определить её движение, например, по отношению к Земле, Солнцу, звёздам и т. п.

Другие определения[править | править вики-текст]

Иногда — особенно в механике сплошных сред и общей теории относительности — систему отсчёта связывают не с одним телом, а с континуумом реальных или воображаемых базовых тел отсчёта, которые задают также систему координат. Мировые линии тел отсчёта «заметают» пространство-время и задают в таком случае конгруэнцию, относительно которой можно рассматривать результаты измерений.

Относительность движения[править | править вики-текст]

Прямолинейное равномерно ускоряющееся движение в одной инерциальной системе в общем случае будет параболическим в другой равномерно двигающейся инерциальной системе отсчёта.

Относительность механического движения – это зависимость траектории движения тела, пройденного пути, перемещения и скорости от выбора системы отсчёта.

Движущиеся тела изменяют своё положение относительно других тел в пространстве с течением времени. Положение автомобиля, мчащегося по шоссе, изменяется относительно указателей на километровых столбах, положение корабля, плывущего в море недалеко от берега, меняется относительно береговой линии, а о движении самолёта, летящего над землей, можно судить по изменению его положения относительно поверхности Земли. Можно показать, что одно и то же тело при одном и том же движении может одновременно по-разному перемещаться относительно разных тел.

Таким образом говорить о том, что какое-то тело движется, можно лишь тогда, когда ясно, относительно какого другого тела — тела отсчета, изменилось его положение.

Абсолютная система отсчёта[править | править вики-текст]

Часто в физике какую-либо СО считают наиболее удобной (привилегированной) в рамках решения данной задачи — это определяется простотой расчётов либо записи уравнений динамики тел и полей в ней. Обычно такая возможность связана с симметрией задачи.

С другой стороны, ранее считалось, что существует некая «фундаментальная» система отсчёта, простота записи в которой законов природы выделяет её из всех остальных систем. Например, физики XIX в. считали что, система, относительно которой покоится эфир электродинамики Максвелла, является привилегированной, и поэтому она была названа Абсолютной Системой Отсчета (АСО). В современных представлениях никакой системы отсчёта, выделенной именно таким способом, не существует, так как законы природы, выраженные в тензорной форме, имеют один и тот же вид во всех системах отсчёта — то есть во всех точках пространства и во все моменты времени. Это условие — локальная пространственно-временная инвариантность — является одним из проверяемых оснований физики.

Иногда абсолютной системой отсчета называют систему, связанную с реликтовым излучением, то есть инерциальную систему отсчета, в которой реликтовое излучение не имеет дипольной анизотропии.

Равноме́рное движе́ние — механическое движение, при котором тело за любые равные отрезки времени проходит одинаковое расстояние. Равномерное движение материальной точки — это движение, при котором величина скорости точки остаётся неизменной. Расстояние, пройденное точкой за время , задаётся в этом случае формулой .

Равномерное Прямолинейное движение — это движение, при котором тело (точка) за любые равные и бесконечно малые промежутки времени совершает одинаковые перемещения. Вектор скорости точки остаётся неизменным, а её перемещение есть произведение вектора скорости и времени.

.

Если направить координатную ось вдоль прямой, по которой движется точка, то зависимость координаты точки от времени является линейной:

,

где — начальная координата точки, — проекция вектора скорости на координатную ось.

Ско́рость (часто обозначается , от англ. velocity или фр. vitesse) — векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направление движения материальной точки относительно выбранной системы отсчёта; по определению, равна производнойрадиус-вектора точки по времени[1]. Этим же словом называют и скалярную величину — либо модуль вектора скорости, либо алгебраическую скорость точки, т. е. проекцию этого вектора на касательную к траектории точки[2].

Равномерное движение по окружности[править | править вики-текст]

Равномерное движение по окружности – это простейший пример криволинейного движения

При равномерном движении точки по окружности её траекторией является дуга. Точка движется с постоянной угловой скоростью , а зависимость угла поворота точки от времени является линейной:

,

где — начальное значение угла поворота.

Вектор скорости материальной точки в каждый момент времени определяется как производная по времени радиус-вектора текущего положения этой точки, так что[3]:

где — единичный вектор касательной, проходящей через текущую точку траектории (он направлен в сторону возрастания дуговой координаты движущейся точки), а — проекция вектора скорости на направление упомянутого единичного вектора, равная производной дуговой координаты по времени и именуемая алгебраической скоростью точки. В соответствии с приведёнными формулами, вектор скорости точки всегда направлен вдоль касательной, а алгебраическая скорость точки может отличаться от модуля этого вектора лишь знаком[4]. При этом:

· если дуговая координата возрастает, то векторы и сонаправлены, а алгебраическая скорость положительна;

· если дуговая координата убывает, то векторы и противонаправлены, а алгебраическая скорость отрицательна.

Не следует смешивать дуговую координату и пройденный точкой путь. Путь , пройденный точкой за промежуток времени от до , может быть найден так:

лишь в случае, когда алгебраическая скорость точки всё время неотрицательна, связь пути и дуговой координаты достаточно проста: путь совпадает с приращением дуговой координаты за время от до (если же при этом начало отсчёта дуговой координаты совпадает с начальным положением движущей точки, то будет совпадать с ).

 

Неравномерное прямолинейное движение

Это такое движение, при котором за любые промежутки времени тело совершает неодинаковые перемещение, или одинаковые перемещения за неодинаковые промежутки времени.

Уравнение прямолинейного движения:

X(t)=x0+Ux t

Т.к. при равномерном движении U тела на каждом участке пути разные, то для решения О.З.М. использовать уравнения равномерного движения невозможно.

Необходимо вести понятие средней скорости:

U1=S1\t1

U2=S2\t2

Чтобы найти среднюю скорость, необходимо весь путь разделить на все время.

Средняя скорость неравномерного движения численно равна скорости равномерного движения, когда одно и то же расстояние, тело проходит за одно и то же время.

График скорости

В процессе движения скорость тела может изменяться.

Ускорение – это физическая величина числена равна изменению U за единицу времени.

Равноускоренное движение – это ускорение, с которой движется тела с течением времени. При равномерном движении «а» направлен в туже сторону, куда направлен и вектор скорости.

Свободное падение тел

В 17в. итальянский ученый Галилео Галилей, изучая падение тел, пришел к выводу: все тела, при отсутствии сопротивления падают вниз с одинаковым ускорением.

При падении тел в атмосфере наличия воздуха создает силу сопротивление, которая зависит от площади поперечного сечения тел.

Если же атмосфера отсутствует, то все тело будет свободно падать.

Галилео сумел вычислить это ускорение. 9,8 м\с2 – максимальная скорость падения тел.

Y(t)=y0+U0y t+ gt2\2

H=gt2\2

t 2h\g

 

Т.к. нормальное ускорение при равномерном движении скорость U направлено вдоль радиуса к центру этой окружности, то оно получило название центростремительно.

Когда движение равномерное

|a|= U2\R

 




Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 21 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Шатун двигателя внутреннего сгорания совершает движение| Мусульманские секты. Шиизм

lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.01 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав