کاربرد قوانین سینماتیک در ارائه عملی. ارائه مفاهیم پایه سینماتیک تهیه شده توسط معلم دولتی. ب) حرکت مکانیکی یک کمیت فیزیکی است

پیشینه تاریخی مختصر Ø Ø Ø توسعه سینماتیک به عنوان یک علم در دنیای باستان آغاز شد و با نامی مانند گالیله که مفهوم شتاب را معرفی می کند، همراه است. توسعه سینماتیک در قرن 18 با کار اویلر، که پایه های سینماتیک بدن صلب را پایه گذاری کرد و روش های تحلیلی را برای حل مسائل در مکانیک ایجاد کرد، مرتبط است. مطالعات عمیق تر در مورد ویژگی های هندسی حرکت بدن به دلیل توسعه فناوری در آغاز قرن 19 انجام شد. و به ویژه توسعه سریع مهندسی مکانیک. تحقیقات گسترده در زمینه سینماتیک مکانیسم ها و ماشین ها متعلق به دانشمندان روسی است: بنیانگذار مکتب روسی تئوری ماشین ها و مکانیسم ها PL Chebyshev (1821-1894)، LV Assur (1878-1920)، NI Mertsalov (. 1866 - 1948)، L.P. Kotelnikov (1865 -1944) و دانشمندان دیگر.

مفاهیم اساسی سینماتیک: سینماتیک (از یونانی. Κινεν - حرکت کردن) - بخشی از مکانیک که در آن حرکت اجسام بدون روشن شدن دلایل این حرکت در نظر گرفته می شود. وظیفه اصلی سینماتیک: دانستن قانون حرکت یک جسم معین، تعیین تمام کمیت های سینماتیکی است که هم حرکت بدن به عنوان یک کل و هم حرکت هر یک از نقاط آن را به طور جداگانه مشخص می کند.

سینماتیک شرح حرکت اجسام با پاسخ های ریاضی به سؤالات زیر است: 1. کجا؟ 2. چه زمانی؟ 3. چگونه؟ برای دریافت پاسخ به سوالات مطرح شده، مفاهیم زیر مورد نیاز است:

حرکت مکانیکی یک جسم (نقطه) تغییر موقعیت آن در فضا نسبت به اجسام دیگر در طول زمان است.

نقطه مادی یک جسم را می توان نقطه مادی در نظر گرفت که: 1. فواصل طی شده توسط جسم بسیار بزرگتر از ابعاد این جسم باشد. 2. جسم به صورت انتقالی حرکت می کند، یعنی همه نقاط آن در هر زمانی به یک شکل حرکت می کنند.

نقطه مادی - بدنی که اندازه و شکل آن را می توان در شرایط مشکل مورد بررسی نادیده گرفت. مسیر - خط مشروط حرکت بدن در فضا؛ مسیر - طول مسیر؛ حرکت - خط جهت

روش های تعیین حرکت یک نقطه Ø طبیعی با این روش موارد زیر تنظیم می شود: مسیر یک نقطه و قانون حرکت در طول این مسیر Ø مختصات است موقعیت یک نقطه نسبت به یک سیستم مرجع معین توسط آن مشخص می شود. مختصات معادلات حرکت یک نقطه در مختصات مستطیلی x = f 1 (t)، y = f 2 (t )، z = f 3 (t)

سرعت: یک مقدار برداری سرعت حرکت را مشخص می کند، نشان می دهد که بدن در واحد زمان چه نوع حرکتی انجام می دهد. حرکتی که در آن بدن حرکات یکسانی را برای هر بازه زمانی مساوی انجام می دهد. STRAIGHT UNIFORM نامیده می شود. سرعت حرکت یکنواخت - [m / s] به حرکتی که در آن بدن در فواصل منظم حرکات ناهموار انجام می دهد، سرعت حرکت ناهموار نامیده می شود: جهت سرعت برای: Ø حرکت مستطیلی - همیشه Ø حرکت منحنی - مماس بر مسیر در یک نقطه یا متغیرهای معین

شتاب مقداری است که تغییر سرعت را با حرکت ناهموار بدن مشخص می کند. شتاب متوسط ​​حرکت ناهموار در بازه t به t + ∆t یک کمیت برداری است برابر با نسبت تغییر سرعت ∆v به فاصله زمانی ∆t: در سقوط آزاد در نزدیکی سطح زمین، جایی که

جزء aτ بردار شتاب که در امتداد مماس به مسیر در یک نقطه معین هدایت می شود، شتاب مماسی (مماسی) نامیده می شود. شتاب مماسی تغییر مدول بردار سرعت را مشخص می کند. بردار ατ به سمت حرکت یک نقطه با افزایش سرعت آن (شکل - a) و در جهت مخالف - با کاهش سرعت (شکل - ب) هدایت می شود. a ب

مولفه مماسی شتاب در برابر است با اولین مشتق زمانی مدول سرعت و بدین وسیله میزان تغییر مدول را تعیین می کند: جزء دوم شتاب برابر با: جزء نرمال شتاب نامیده می شود و در امتداد نرمال جهت داده می شود. به مسیر به سمت مرکز انحنای آن (بنابراین، شتاب مرکزگرا نیز نامیده می شود). شتاب کامل مجموع هندسی مولفه های مماسی و عادی است.

شرح ارائه برای اسلایدهای جداگانه:

1 اسلاید

توضیحات اسلاید:

موضوع درس: مفاهیم و معادلات اساسی سینماتیک. هدف از درس: مرور مفاهیم اساسی سینماتیک - مسیر، شتاب، سرعت، مسافت طی شده و جابجایی.

2 اسلاید

توضیحات اسلاید:

طرح کلی مکانیک چه چیزی را مطالعه می کند؟ وظیفه اصلی آن است. سینماتیک. مفاهیم اساسی: بدن مرجع، سیستم مختصات، قانون سیستم مرجع استقلال نقطه مادی حرکت و مسیر حرکت انتقالی و چرخشی بدن کاملا صلب، مسیر، شتاب سرعت جابجایی طبقه بندی حرکات مکانیکی. معادلات پایه نمودارهای حرکتی

3 اسلاید

توضیحات اسلاید:

مکانیک چه چیزی را مطالعه می کند؟ وظیفه اصلی آن است. شاخه فیزیک - مکانیک به مطالعه حرکت مکانیکی اجسام می پردازد. حرکت مکانیکی تغییر موقعیت جسم (در فضا) نسبت به سایر اجسام در طول زمان است. وظیفه اصلی مکانیک تعیین موقعیت بدن در هر زمان معین است.

4 اسلاید

توضیحات اسلاید:

سینماتیک. مفاهیم اساسی: مکانیک از دو بخش اصلی تشکیل شده است: سینماتیک و دینامیک. بخشی که علل حرکت مکانیکی را در نظر نگرفته و فقط خصوصیات هندسی آن را بیان می کند، سینماتیک نامیده می شود. در سینماتیک از مفاهیمی مانند مسیر، مسیر و جابجایی، سرعت و شتاب استفاده می شود.

5 اسلاید

توضیحات اسلاید:

نسبیت حرکت. سیستم شمارش برای توصیف حرکت مکانیکی یک جسم (نقطه)، باید مختصات آن را در هر زمان بدانید. برای تعیین مختصات، یک بدن مرجع را انتخاب کنید و یک سیستم مختصات را با آن مرتبط کنید. اغلب زمین به عنوان جسم مرجع عمل می کند که یک سیستم مختصات دکارتی مستطیلی شکل با آن مرتبط است. برای تعیین موقعیت یک نقطه در هر لحظه از زمان، تعیین مبدا زمانی نیز ضروری است. سیستم مختصات، بدن مرجع که با آن متصل است و دستگاه اندازه گیری زمان، یک سیستم مرجع را تشکیل می دهند که حرکت بدن با توجه به آن در نظر گرفته می شود.

6 اسلاید

توضیحات اسلاید:

حرکت اجسام واقعی معمولا پیچیده است. بنابراین، برای ساده کردن در نظر گرفتن حرکات، از قانون استقلال حرکات استفاده می کنند: هر حرکت پیچیده را می توان به عنوان مجموع ساده ترین حرکات مستقل نشان داد. ساده ترین حرکات شامل انتقالی و چرخشی است. در فیزیک، مدل‌هایی به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند که انتخاب اصلی‌ای را که یک پدیده فیزیکی معین را تعیین می‌کند، از بین انواع ویژگی‌های فیزیکی ممکن می‌سازد. یکی از اولین مدل های اجسام واقعی یک نقطه مادی و یک جسم کاملاً صلب است. قانون استقلال حرکات

7 اسلاید

توضیحات اسلاید:

جسمی را که در شرایط حرکتی می توان از ابعاد آن چشم پوشی کرد، نقطه مادی نامیده می شود. جسمی را در صورتی می توان نقطه مادی دانست که ابعاد آن نسبت به مسافتی که طی می کند یا در مقایسه با فواصل آن تا اجسام دیگر کوچک باشد. جسم کاملاً صلب جسمی است که فاصله بین هر دو نقطه از آن در طول حرکت ثابت بماند. این مدل ها امکان حذف تغییر شکل اجسام در حین حرکت را فراهم می کند. نقطه مادی و بدن کاملا سفت و سخت.

8 اسلاید

توضیحات اسلاید:

حرکت انتقالی و چرخشی. Translational حرکتی است که در آن قطعه ای که هر دو نقطه از یک جسم صلب را به هم متصل می کند، هنگام حرکت موازی با خود حرکت می کند. از این نتیجه می شود که تمام نقاط بدن در حین حرکت انتقالی به یک شکل حرکت می کنند، یعنی. با همین سرعت ها و شتاب ها حرکت دورانی به حرکتی گفته می شود که در آن تمام نقاط یک جسم کاملاً صلب به صورت دایره هایی حرکت می کنند که مراکز آن روی یک خط مستقیم قرار دارند که به آن محور چرخش می گویند و این دایره ها در صفحات عمود بر محور چرخش قرار دارند. با استفاده از قانون استقلال حرکات می توان حرکت پیچیده یک جسم صلب را به عنوان مجموع حرکات انتقالی و چرخشی در نظر گرفت.

9 اسلاید

توضیحات اسلاید:

حرکت انتقالی عبارت صحیح را در مورد حرکت انتقالی انتخاب کنید: حرکت انتقالی حرکت جسمی است که در آن یک پاره خط مستقیم که هر دو نقطه متعلق به این جسم را به هم متصل می کند حرکت می کند در حالی که موازی با خود باقی می ماند. در طول حرکت انتقالی، تمام نقاط یک جسم صلب به یک شکل حرکت می‌کنند، مسیرهای یکسانی را توصیف می‌کنند و در هر لحظه از زمان سرعت و شتاب یکسانی دارند. حرکت رو به پایین چترباز نمونه ای از حرکت رو به جلو است. ماه به صورت تدریجی در اطراف زمین حرکت می کند.

10 اسلاید

توضیحات اسلاید:

مسیر، مسیر، حرکت مسیر حرکت خطی است که بدن در امتداد آن حرکت می کند. طول مسیر را مسافت طی شده می گویند. مسیر یک کمیت فیزیکی اسکالر است، مجموع طول بخش های مسیر، فقط می تواند مثبت باشد. حرکت بردار است که نقطه شروع و پایان مسیر را به هم متصل می کند. مثالها:  مسیر پیموده شده -  بردار جابجایی - S a و b - نقاط شروع و پایان مسیر در حین حرکت منحنی خط بدن. S شکل 1 S شکل. 2 ACDENB - بردار جابجایی مسیر - S

11 اسلاید

توضیحات اسلاید:

نمونه ای از بردار جابجایی جابجایی تفاوت بین موقعیت نهایی و اولیه است و با:

12 اسلاید

توضیحات اسلاید:

سرعت ماهیت حرکت بدن با سرعت آن مشخص می شود. اگر سرعت ثابت باشد، حرکت را یکنواخت می نامند و معادله حرکت به صورت زیر است: [m / s2] مدول سرعت این است: اگر سرعت در فواصل زمانی مساوی به همان مقدار افزایش یابد، حرکت نامیده می شود. یکنواخت شتاب گرفت اگر سرعت در فواصل زمانی یکسان به همان میزان کاهش یابد، حرکت به طور یکنواخت کند شده نامیده می شود. این نوع حرکات را حرکت مساوی می نامند.

13 اسلاید

توضیحات اسلاید:

سرعت های متوسط ​​و آنی سرعت تغییر در موقعیت یک نقطه مادی در فضا در طول زمان با سرعت متوسط ​​و آنی مشخص می شود. سرعت متوسط ​​یک مقدار برداری است برابر با نسبت جابجایی به فاصله زمانی که در طی آن این جابجایی رخ داده است: Vav = s / t. سرعت لحظه ای حد نسبت جابجایی s به بازه زمانی t است که در طی آن این جابجایی رخ داده است، زمانی که t به سمت صفر میل می کند: Vmin = limt -> 0 s / t.

14 اسلاید

توضیحات اسلاید:

اضافه کردن سرعت ها حرکت یک جسم را در یک سیستم مختصات متحرک در نظر بگیرید. اجازه دهید S1 - جابجایی یک جسم در یک سیستم مختصات متحرک، S2 - جابجایی یک سیستم مختصات متحرک نسبت به یک سیستم ثابت، سپس S - جابجایی یک جسم در یک سیستم مختصات ساکن برابر است با: اگر جابجایی های S1 و S2 به طور همزمان انجام می شود، سپس: چارچوب مرجع برابر است با مجموع سرعت بدن در چارچوب مرجع متحرک و سرعت چارچوب مرجع متحرک نسبت به حالت ساکن. این عبارت قانون کلاسیک جمع سرعت نامیده می شود.

15 اسلاید

توضیحات اسلاید:

شتاب مقدار تغییر سرعت در واحد زمان شتاب است: در مسیر حرکت، سرعت می تواند تغییر کند، عدم تغییر در سرعت منجر به عدم وجود شتاب می شود. جسم غیر متحرک یا جسمی که با سرعت ثابت حرکت می کند، شتاب صفر دارد. شتاب تعیین می‌کند که سرعت در حین حرکت یکنواخت شتاب‌دار چقدر افزایش یافته و در طول حرکت یکنواخت کند شده در 1 ثانیه چقدر سرعت کاهش یافته است.

16 اسلاید

توضیحات اسلاید:

به عنوان مثال: یک دوچرخه سوار با شتاب a = 5m / s2 حرکت می کند، سپس در هر ثانیه سرعت او مقادیر زیر را به خود می گیرد:

17 اسلاید

توضیحات اسلاید:

شتاب متوسط ​​و آنی به کمیتی که میزان تغییر سرعت را مشخص می کند، شتاب می گویند. شتاب متوسط ​​مقداری برابر با نسبت تغییر سرعت به فاصله زمانی است که در طی آن این تغییر رخ داده است: asr = v / t. اگر v1 و v2 در زمان‌های t1 و t2 سرعت‌های آنی باشند، v = v2-v1، t = t2-t1. شتاب فوری - شتاب بدن در یک لحظه معین از زمان. این یک کمیت فیزیکی برابر با حد نسبت تغییر سرعت به بازه زمانی است که در طی آن این تغییر رخ داده است، زمانی که فاصله زمانی به سمت صفر می‌رود: amgn = lim t -> 0 v / t.

18 اسلاید

توضیحات اسلاید:

19 اسلاید

توضیحات اسلاید:

معادلات پایه

مکانیک

مفاهیم اساسی سینماتیک

موضوع: فضا، زمان، حرکت، سرعت. وظیفه اصلی مکانیک.

مکانیک (از یونانی. هنر ساخت ماشین)

بخش فیزیک در مورد حرکت اجسام مادی و تعامل بین آنها .

مکانیک

• سینماتیک(ترافیک)

• پویایی شناسی(زور)

بخشی از مکانیک که در آن حرکت اجسام بدون روشن شدن دلایل این حرکت در نظر گرفته می شود.

بخشی از مکانیک که علل حرکت مکانیکی را مطالعه می کند.

مفاهیم اساسی سینماتیک

1. فضا و زمان

دنیای اطراف ما مادی است

به طور عینی و واقع بینانه وجود دارد، یعنی. صرف نظر از آگاهی ما و خارج از آن.

می تواند بر روی حواس ما عمل کند و باعث ایجاد احساسات خاصی در ما شود.

فضا و زمان (زمان سرعت توسعه وقایع)

خاصیت زمان: تک بعدی بودن، تداوم

واحد زمان - ثانیه

تفاوت بین مقادیر هر کمیت با Δ (دلتا) نشان داده می شود، به عنوان مثال: Δt - فاصله زمانی.

ویژگی اصلی فضایی فاصله است

ویژگی های فضا:

- تداوم

- سه بعدی بودن

-اقلیدسی

اندازه گیری فاصله - متر

سه سطح از ساختار جهان وجود دارد:

مگامیر (دنیای کهکشان ها)

ماکرومیر (از یک دانه شن تا سیارات منظومه شمسی)

دنیای میکرو (مولکول ها، اتم ها، ذرات بنیادی)

2. سیستم مرجع

بدن مرجع - جسمی نسبت به آن که حرکت اجسام دیگر در نظر گرفته شود.

چارچوب مرجع - مجموعه ای از یک سیستم مختصات، بدن مرجعی که با آن مرتبط است و ابزاری برای اندازه گیری زمان.

دستگاه های مختصات

• یک بعدی - خط مختصات

2D - هواپیما مختصات

سیستم فضایی

مختصات (سه بعدی)

3. حرکت مکانیکی (MD)

حرکت مکانیکی جسم (نقطه) به تغییر موقعیت آن در فضا نسبت به اجسام دیگر در طول زمان گفته می شود.

4. نقطه مادی

نقطه مادی - بدنه ای که در شرایط مشکل مورد بررسی می توان از اندازه و شکل آن چشم پوشی کرد. یک جسم را می توان یک نقطه مادی در نظر گرفت اگر: 1. فواصل طی شده توسط بدن بسیار بیشتر از ابعاد این بدن است. 2. بدن به جلو حرکت می کند، یعنی. تمام نقاط آن در هر زمان به یک شکل حرکت می کنند.

5. وظیفه اصلی مکانیک

تعیین موقعیت یک ذره در چارچوب مرجع انتخاب شده در هر زمان

6. مسیر حرکت، مسیر حرکت.

مسیر حرکت - یک خط خیالی که بدن در امتداد آن حرکت می کند

مسیر ( س) طول مسیر است. در حال حرکت بردار است که نقطه شروع و پایان مسیر را به هم متصل می کند.

7. سرعت

سرعتیک کمیت برداری فیزیکی است که جهت و سرعت حرکت را مشخص می کند. نشان می دهد که بدن در واحد زمان چه حرکتی انجام داده است:

سرعت آنی- سرعت بدن در یک لحظه معین از زمان یا در یک نقطه معین از مسیر. برابر است با نسبت جابجایی کوچک به یک دوره زمانی کوچک که طی آن این حرکت کامل می شود:

سرعت متوسط- یک کمیت فیزیکی برابر با نسبت کل مسافت طی شده به کل زمان:

حل مسایل

مشکل 1... چه زمانی ممکن است، وقتی جایز نیست با یک نکته مادی اشتباه گرفته شود: قیچی، ماشین، موشک؟

هدف 2.مرد جوان در حین پیاده روی 3 کیلومتری شمال را طی کرد و در آنجا با دوست دخترش آشنا شد. بعد از جلسه سوار اتوبوس شدند و 4 کیلومتر به سمت شرق حرکت کردند. مسیر و حرکتی که جوان طی می کند را مشخص کنید

مسئله 3. متر در اتومبیل چه مقداری را اندازه می گیرد: مسافت طی شده یا طول سفر؟

مسئله 4. وقتی می گوییم تغییر روز و شب در زمین با چرخش زمین به دور محورش توضیح داده می شود، منظور چارچوب مرجع مرتبط با ... الف) سیارات است. ب) خورشید؛ ج) زمین؛ د) هر بدن

سطح 1.

1) پ در مورد مسیر حرکت داده شده بدن (شکل را ببینید) حرکت آن را (به صورت گرافیکی) پیدا کنید

2) دیکته "اگر باور دارید، باور نمی کنید" (+ یا -):

الف) مکانیک - بخشی از فیزیک که به مطالعه پدیده های مکانیکی می پردازد.

ب) حرکت مکانیکی یک کمیت فیزیکی است.

ج) حرکت توپ در امتداد لوله یک پدیده مکانیکی است.

د) مرکز چرخ دوچرخه (هنگام رانندگی در یک جاده افقی) حرکت رو به جلو انجام می دهد.

ه) هنگام سقوط از ارتفاع معین، توپ یک حرکت انتقالی انجام می دهد.

سطح 2:

الف) خط کش را می توان به عنوان یک نقطه مادی در نظر گرفت که حرکت چرخشی روی میز انجام دهد.

ب) مسیر انتهای عقربه ساعت یک دایره است.

ج) هنگامی که زمین در مدار خود حرکت می کند، می توان به عنوان یک نقطه مادی در نظر گرفت.

سطح 3

3) فاصله بین نقاط A و B در یک خط مستقیم 6 کیلومتر است. یک نفر این مسافت را در 2 ساعت به عقب و جلو طی می کند. مسافت و حرکت یک نفر در ۲ ساعت و ۱ ساعت چقدر است؟

4) دوچرخه سوار در دایره ای به شعاع 100 مایل حرکت می کند در 2 دقیقه 1 دور می کند. مسیر و حرکت دوچرخه سوار را در 1 دقیقه و 2 دقیقه تعیین کنید.

"حرکت اجسام" - مفاهیم اساسی سینماتیک. و چنین فاصله زمانی بیش از 5 دقیقه در نمودار وجود ندارد. کدام یک از اجسام با بیشترین سرعت حرکت می کند؟ دوره فشرده آمادگی برای آزمون یکپارچه دولتی. - M .: Ayris-press، 2007. نسبیت حرکت. مسیر پیموده شده l طول مسیری است که بدن در مدت زمانی t پیموده است.

"حرکت یکنواخت و ناهموار" - ویژگی های این حرکت. حرکت (مسافت طی شده) سرعت زمان. ویژگی های حرکت ناهموار. حرکت یکنواخت سرعت بدن با حرکت یکنواخت را می توان با فرمول تعیین کرد. یابلونفکا. سرعت بدن با حرکت ناهموار را می توان با فرمول تعیین کرد. حرکت نامنظم.

"مفهوم سینماتیک" - کمیت های برداری. مقدار تعداد دور در واحد زمان را نشان می دهد. بردار a. بردار سرعت زاویه ای بردار واحد. برداری که نقطه شروع (1) حرکت را به نقطه پایانی (2) متصل می کند. جمع بردار سرعت ها در کتاب های درسی، بردارها با حروف درشت نشان داده می شوند. بیایید یک سیستم مختصات مستطیلی را انتخاب کنیم.

«مطالعه حرکت جسم در دایره» - حرکت اجسام در دایره. تست را اجرا کنید. دینامیک حرکت اجسام در یک دایره. مشکل را حل کنید. P.N. Nesterov. خودت تصمیم بگیر بررسی پاسخ ها یک سطح پایه از. الگوریتم حل مسائل وزن بدن. مطالعه روشی برای حل مسائل.

"حرکت بدن در دایره" - گرگ با چه سرعت خطی کلاه را پرتاب کرد. دوره در صورت حرکت دایره ای یکنواخت. عقربه دقیقه ساعت 3 برابر بیشتر از ثانیه شمار است. شتاب با سرعت حرکت نسبت مستقیم دارد. حداقل سرعتی که هواپیما باید با آن حرکت کند چقدر است؟ حرکت زاویه ای. سرعت زاویهای.

پوینت کینماتیک - شتاب کوریولیس. قضیه اویلر. سینماتیک بدن صلب حالت کلی حرکت بدن مرکب. حرکت موازی یک جسم صلب. حرکت نقطه پیچیده سرعت زاویه ای و شتاب زاویه ای. علل شتاب کوریولیس تبدیل چرخش ها حرکت پیچیده یک جسم صلب