Molchanova Larisa Anatolievna

guru fisika dan sains

Sekolah menengah MBOU 150, Krasnoyarsk

Topik 1 "Hukum gerak dan interaksi benda"

Pelajaran 1.1 Poin materi. Sistem referensi

Tujuan pelajaran: Kenali ciri-ciri dasar gerak. Pertimbangkan konsep titik material dan prinsip penerapannya. Menjelaskan komponen sistem referensi.

Selama kelas

1. Momen organisasi

Menandai yang hadir. Pengumuman topik dan nama pelajaran (slide 1).

2. Mempelajari materi baru

1) Pidato pengantar dari guru:

Kami mulai mempertimbangkan dengan Anda masalah interaksi tubuh, titik material, sistem referensi dari pertanyaan utama -lalu lintas . Pada umumnya setiap perubahan yang terjadi di alam dapat disebut dengan gerak.

Pada pelajaran fisika kelas 9, kita akan mulai mempelajari gerakan dengan jenis gerakan yang paling sederhana - gerakan mekanis (slide 2).

Pertimbangkan beberapa jenis gerakan. Ini, pertama-tama, progresif, paling sederhana, cukup langka; rotasi dan osilasi (slide 3).

Selain itu, kita dapat berbicara tentang bentuk lintasan tubuh, yaitu garis di mana tubuh bergerak (slide 4).

Harap dicatat bahwa ketika mempelajari gerakan, kita harus mempertimbangkan masalah yang berkaitan dengan tubuh. Untuk mengkarakterisasi gerakan, jumlah berikut digunakan: pertama-tama, jarak yang ditempuh, kecepatan, lintasan, serta hal-hal yang sangat penting - ini adalah koordinat tubuh (slide 5).

Mari kita lihat di mana semua kuantitas ini bertemu. Pertama-tama, perlu dicatat nilai yang familiar dari kelas 7 - jarak yang ditempuh. Dilambangkan dengan huruf S dan dinyatakan dalam meter. Jarak yang ditempuh adalah panjang lintasan, dan lintasan adalah garis yang dilalui benda (slide 6, 7).

Karakteristik selanjutnya adalah kecepatan. Dari pelajaran kelas 7 kita dapat mengingat kembali bahwa kecepatan adalah suatu nilai yang mencirikan kecepatan gerak. Ini dilambangkan dengan huruf Latin V dan diukur dalam m / s (slide 8).

Dan karakteristik selanjutnya adalah koordinat. Saya menarik perhatian Anda pada fakta bahwa dari matematika Anda ingat bahwa untuk menentukan lokasi benda, Anda harus menentukan koordinatnya. Sampai pertengahan milenium terakhir, hanya satu koordinat yang digunakan - kami menyebutnya sumbu OX atau sumbu absis. Tetapi hari ini Anda tahu bahwa ruang kita adalah tiga dimensi, dan oleh karena itu digunakan koordinat sepanjang tiga sumbu: x, y danz(slide 9). Dengan menetapkan titik-titik ini (koordinat), kita dapat menentukan lokasi tubuh.

Masalah yang sangat penting yang harus diperhatikan di sini adalah bagaimana mempertimbangkan tubuh dalam sistem koordinat yang diberikan. Faktanya adalah bahwa benda bisa sangat berbeda ukurannya - besar, super besar (beberapa benda kosmik), kecil, mikroskopis, oleh karena itu, untuk membuatnya lebih nyaman untuk menggunakan karakteristik pergerakan benda, perlu untuk memperkenalkan hal seperti poin material (slide 10).

Jika kita mempertimbangkan, misalnya, sebuah kereta api yang mendekati stasiun, maka dalam hal ini kita tidak dapat menganggapnya sebagai titik material dibandingkan dengan stasiun, karena ukurannya sebanding (slide 11). Dalam hal ini, jika ukuran tubuh sebanding, maka mereka tidak dapat dianggap sebagai MT. Tetapi jika kita perhatikan pergerakan kereta, misalnya dari Moskow ke Krasnoyarsk, maka dalam hal ini jarak yang ditempuh kereta jauh lebih besar (tidak sebanding) dengan ukurannya. Oleh karena itu, dalam hal ini, kita dapat berbicara tentang kereta api sebagai MT (slide 12). Dalam hal ini, akan lebih mudah untuk mengatur koordinat tubuh (titik) dan berbicara tentang bagaimana ia bergerak.

Pertimbangkan cara menentukan lokasi tubuh di luar angkasa. Untuk melakukan ini, Anda perlu mengetahui koordinatnya. Jika kita berurusan dengan gerak satu dimensi, yaitu benda bergerak sepanjang satu garis lurus sepanjang sumbu OX, maka hanya akan ada satu koordinat - x. Jika gerakannya dua dimensi, maka akan ada dua koordinat - x dan y, dalam hal ini kita akan menggunakan sistem koordinat persegi panjang. Dan jika tiga dimensi, maka tiga koordinat. Sistem koordinat ini disebutsistem kartesius koordinat.

Perlu juga dicatat bahwa benda bergerak dalam waktu, jadi kita perlu mengatakan koordinat apa yang dimiliki benda pada waktu tertentu. Dan di sini kita sampai pada kesimpulan yang sangat penting: untuk mengkarakterisasi gerakan, perlu untuk memperkenalkansistem referensi.

Kami menyebut sistem referensi tiga komponen - ini adalah sistem koordinat, badan referensi dan perangkat waktu referensi - jam (slide 13). Saya menarik perhatian Anda pada fakta bahwa MT lain juga dapat menjadi badan referensi, dalam hal ini kita dapat mengatakan bahwa asal koordinat bertepatan dengan titik referensi. Secara umum, ini akan menjadi sistem referensi yang digunakan di seluruh dunia. Selain sistem referensi seperti itu, yang lain juga digunakan - yang tidak hanya mengandung sistem koordinat persegi panjang, tetapi juga yang disebut vektor radius. Dengan menggunakan sistem seperti itu, Anda juga dapat mengatur lokasi tubuh, misalnya, ini banyak digunakan dalam navigasi.

3. Konsolidasi yang dipelajari

Melakukan latihan 1 halaman 9 buku teks (analisis frontal).

4. Ringkasan pelajaran

Sebagai penutup pelajaran, perlu dicatat bahwa kita mencirikan setiap gerakan dengan sistem referensi, koordinat. Harus diingat bahwa kita dapat menggunakan konsep seperti MT. Perlu Anda ingat juga bahwa terkadang kita tidak dapat mempertimbangkan seluruh tubuh secara keseluruhan, tetapi sebagian darinya dan mengambil bagian ini sebagai MT. Dalam pelajaran berikutnya, kita akan berkenalan dengan karakteristik gerakan lainnya.

Pekerjaan rumah: 1.

Institusi pendidikan kota

"Sekolah Menengah Razumenska No. 2"

Distrik Belgorodsky di wilayah Belgorod

Ringkasan pelajaran fisika
di kelas 9

« »

siap

guru matematika dan fisika

Elsukova Olga Andreevna

Belgorod

2013

Tema: Hukum interaksi dan gerak benda.

Topik pelajaran: Poin materi. Sistem referensi.

Bentuk pelajaran:pelajaran

Jenis: Saya + II(pelajaran dalam mempelajari pengetahuan dan metode kegiatan)

Tempat pelajaran di bagian:1

Target dan sasaran:

untuk memastikan persepsi, pemahaman, dan hafalan utama oleh siswa tentang konsep titik materi, gerakan translasi, sistem referensi;

mengatur kegiatan siswa untuk mereproduksi materi yang dipelajari;

menggeneralisasi pengetahuan tentang konsep "titik material";

periksa aplikasi praktis dari materi yang dipelajari;

mengembangkan kemandirian kognitif dan kreativitas siswa;

mengembangkan keterampilan asimilasi kreatif dan penerapan pengetahuan;

mengembangkan keterampilan komunikasi siswa;

mengembangkan pidato lisan siswa;

Peralatan pelajaran: papan tulis, kapur tulis, buku teks.

Selama kelas:

Organisasi awal sesi pelatihan:

menyapa siswa;

Periksa kondisi sanitasi dan higienis kelas ( apakah kelas berventilasi, papan dicuci, adanya kapur), jika ada ketidaksesuaian dengan standar sanitasi dan higiene, mintalah siswa untuk memperbaikinya bersama dengan guru.

Kenali siswa, tandai yang tidak hadir dalam pelajaran;

Persiapan untuk kerja aktif siswa:

Hari ini dalam pelajaran kita harus kembali ke studi tentang fenomena mekanik. Di kelas 7, Anda telah menemukan fenomena mekanik dan sebelum mulai mempelajari materi baru, mari kita ingat:

Apa itu gerakan mekanis?

Gerakan mekanis- disebut perubahan posisi tubuh dalam ruang dari waktu ke waktu.

Apa yang dimaksud dengan gerak mekanik seragam?

Gerakan mekanis seragam adalah gerakan dengan kecepatan konstan.

Apa itu kecepatan?

Kecepatan adalah besaran fisis yang mencirikan kecepatan gerakan tubuh, secara numerik sama dengan rasio gerakan dalam waktu singkat dengan nilai celah ini.

Apa itu kecepatan rata-rata?

kecepatan rata-rata adalah perbandingan jarak tempuh total dengan waktu total.

Bagaimana cara menentukan kecepatan jika kita mengetahui jarak dan waktu?

Di kelas 7, Anda memecahkan masalah yang cukup sederhana untuk menemukan jalur, waktu, atau kecepatan gerakan. Tahun ini kita akan melihat lebih dekat jenis gerak mekanis apa yang ada, bagaimana menggambarkan gerak mekanis dalam bentuk apa pun, apa yang harus dilakukan jika kecepatan berubah selama gerak, dll.

Sudah hari ini kita akan berkenalan dengan konsep-konsep dasar yang membantu menggambarkan gerakan mekanis secara kuantitatif dan kualitatif. Konsep-konsep ini adalah alat yang sangat berguna ketika mempertimbangkan segala jenis gerakan mekanis.

Mempelajari materi baru:

Segala sesuatu di dunia di sekitar kita selalu bergerak. Apa yang dimaksud dengan kata "gerakan"?

Pergerakan adalah setiap perubahan yang terjadi pada lingkungan.

Jenis gerak yang paling sederhana adalah gerak mekanis yang sudah kita kenal.

Saat memecahkan masalah apa pun yang terkait dengan gerakan mekanis, perlu untuk dapat menggambarkan gerakan ini. Dan ini berarti Anda perlu menentukan: lintasan pergerakan; kecepatan pergerakan; jalan yang dilalui oleh tubuh; posisi tubuh dalam ruang pada waktu tertentu.

Misalnya, selama latihan di Republik Armenia, untuk meluncurkan proyektil, Anda perlu mengetahui jalur penerbangan, seberapa jauh itu akan jatuh.

Dari pelajaran matematika, kita mengetahui bahwa posisi suatu titik dalam ruang ditentukan dengan menggunakan sistem koordinat. Misalkan kita perlu menggambarkan posisi bukan dari suatu titik, tetapi dari seluruh tubuh, yang, seperti kita ketahui, terdiri dari banyak titik, dan setiap titik memiliki set koordinatnya sendiri.

Ketika menggambarkan gerak benda yang memiliki dimensi, muncul pertanyaan lain. Misalnya, bagaimana menggambarkan gerakan tubuh jika selama gerakan, tubuh juga berputar di sekitar porosnya sendiri. Dalam kasus seperti itu, selain koordinatnya sendiri, setiap titik dari benda yang diberikan memiliki arah geraknya sendiri dan modulus kecepatannya sendiri.

Contohnya adalah salah satu planet. Ketika planet berputar, titik-titik yang berlawanan di permukaan memiliki arah gerak yang berlawanan. Selain itu, semakin dekat ke pusat planet, semakin rendah kecepatan poin.

Lalu bagaimana menjadi? Bagaimana cara menggambarkan gerakan benda yang memiliki ukuran?

Untuk melakukan ini, Anda dapat menggunakan konsep, yang menyiratkan bahwa ukuran tubuh seolah-olah menghilang, tetapi massa tubuh tetap ada. Konsep ini disebut titik material.

Mari kita tulis definisinya:

Titik material disebut sebuah benda yang dimensinya dapat diabaikan dalam kondisi masalah yang sedang dipecahkan.

Poin material tidak ada di alam. Titik material adalah model tubuh fisik. Dengan bantuan poin material, sejumlah besar masalah diselesaikan. Tetapi tidak selalu mungkin untuk menerapkan penggantian tubuh dengan titik material.

Jika, di bawah kondisi masalah yang dipecahkan, ukuran tubuh tidak memiliki efek khusus pada gerakan, maka penggantian semacam itu dapat dilakukan. Tetapi jika ukuran tubuh mulai mempengaruhi pergerakan tubuh, maka penggantian tidak mungkin dilakukan.

Misalnya, bola sepak. Jika terbang dan bergerak cepat melintasi lapangan sepak bola, maka itu adalah titik material, dan jika terletak di rak-rak toko olahraga, maka tubuh ini bukan titik material. Pesawat terbang di langit - titik material, mendarat - ukurannya tidak bisa lagi diabaikan.

Kadang-kadang dapat diambil sebagai titik material tubuh, yang ukurannya sebanding. Misalnya, seseorang sedang menaiki eskalator. Dia hanya berdiri, tetapi setiap titiknya bergerak ke arah yang sama dan dengan kecepatan yang sama dengan seseorang.

Gerakan seperti itu disebut progresif. Mari kita tuliskan definisinya.

gerakan translasi – Ini adalah gerakan tubuh di mana semua titiknya bergerak dengan cara yang sama. Misalnya, mobil yang sama membuat gerakan maju di sepanjang jalan. Lebih tepatnya, hanya bodi mobil yang melakukan gerak translasi, sedangkan rodanya melakukan gerak rotasi.

Tetapi dengan bantuan satu titik materi, kita tidak akan dapat menggambarkan gerakan tubuh. Oleh karena itu, kami memperkenalkan konsep sistem referensi.

Setiap sistem referensi terdiri dari tiga elemen:

1) Definisi gerak mekanis itu sendiri menyiratkan elemen pertama dari kerangka acuan apa pun. "Gerakan suatu benda relatif terhadap benda lain". Frase kuncinya adalah tentang badan-badan lain. Hitung tubuh - ini tubuh, relatif terhadap gerakan yang dianggap

2) Sekali lagi, elemen kedua dari sistem referensi mengikuti definisi gerak mekanis. Frasa kuncinya adalah dari waktu ke waktu. Artinya, untuk menggambarkan pergerakan, kita perlu menentukan waktu pergerakan dari awal di setiap titik lintasan. Dan untuk menghitung waktu yang kita butuhkan jam tangan.

3) Dan kami sudah menyuarakan elemen ketiga di awal pelajaran. Untuk mengatur posisi tubuh di luar angkasa, kita perlu sistem koordinasi.

Lewat sini, Sistem referensi adalah sistem yang terdiri dari badan referensi, sistem koordinat yang terkait dengannya, dan jam.

Sistem referensi Kami akan menggunakan dua jenis sistem Cartesian: satu dimensi dan dua dimensi.

Dari pelajaran fisika kelas tujuh, kita ingat bahwa gerak mekanis suatu benda adalah pergerakannya dalam waktu relatif terhadap benda lain. Berdasarkan informasi tersebut, kita dapat mengasumsikan seperangkat alat yang diperlukan untuk menghitung pergerakan tubuh.

Pertama, kita membutuhkan sesuatu sehubungan dengan yang akan kita hitung. Selanjutnya, kita perlu menyepakati bagaimana kita akan menentukan posisi tubuh relatif terhadap "sesuatu" ini. Dan akhirnya, Anda perlu mengatur waktu entah bagaimana. Jadi, untuk menghitung di mana tubuh akan berada pada saat tertentu, kita memerlukan kerangka acuan.

Kerangka acuan dalam fisika

Dalam fisika, sistem referensi adalah seperangkat benda referensi, sistem koordinat yang terkait dengan benda referensi, dan jam atau perangkat lain untuk mengukur waktu. Pada saat yang sama, orang harus selalu ingat bahwa kerangka acuan apa pun adalah kondisional dan relatif. Selalu mungkin untuk mengadopsi kerangka acuan lain, yang relatif terhadap gerakan apa pun akan memiliki karakteristik yang sama sekali berbeda.

Relativitas umumnya merupakan aspek penting yang harus diperhitungkan dalam hampir semua perhitungan dalam fisika. Misalnya, dalam banyak kasus kita jauh dari mampu menentukan koordinat yang tepat dari benda yang bergerak setiap saat.

Secara khusus, kami tidak dapat menempatkan pengamat dengan jam setiap seratus meter di sepanjang jalur kereta api dari Moskow ke Vladivostok. Dalam hal ini, kami menghitung kecepatan dan lokasi tubuh kira-kira untuk jangka waktu tertentu.

Kami tidak memperdulikan keakuratan hingga satu meter saat menentukan lokasi kereta api pada rute beberapa ratus atau ribuan kilometer. Untuk ini, ada perkiraan dalam fisika. Salah satu pendekatan tersebut adalah konsep "titik material".

Poin materi dalam fisika

Titik material dalam fisika menunjukkan tubuh, dalam kasus di mana ukuran dan bentuknya dapat diabaikan. Diasumsikan bahwa titik material memiliki massa tubuh aslinya.

Misalnya, ketika menghitung waktu yang dibutuhkan sebuah pesawat untuk terbang dari Novosibirsk ke Novopolotsk, kami tidak memperdulikan ukuran dan bentuk pesawat tersebut. Cukup mengetahui kecepatan yang berkembang dan jarak antar kota. Jika kita perlu menghitung hambatan angin pada ketinggian dan kecepatan tertentu, maka kita tidak dapat melakukannya tanpa pengetahuan yang tepat tentang bentuk dan dimensi pesawat yang sama.

Hampir semua benda dapat dianggap sebagai titik material, baik ketika jarak yang ditempuh oleh tubuh jauh lebih besar dibandingkan dengan ukurannya, atau ketika semua titik tubuh bergerak dengan cara yang sama. Misalnya, mobil yang menempuh beberapa meter dari toko ke persimpangan cukup sebanding dengan jarak ini. Tetapi bahkan dalam situasi seperti itu, itu dapat dianggap sebagai titik material, karena semua bagian mobil bergerak dengan cara yang sama dan pada jarak yang sama.

Tetapi jika kita perlu menempatkan mobil yang sama di garasi, itu tidak lagi dapat dianggap sebagai poin material. Anda harus memperhitungkan ukuran dan bentuknya. Ini juga merupakan contoh ketika perlu untuk memperhitungkan relativitas, yaitu, sehubungan dengan apa yang kita buat perhitungan spesifik.

Dalam pelajaran ini, topiknya adalah: “Material point. Sistem referensi”, kita akan berkenalan dengan definisi titik material, pertimbangkan penentuan posisi benda yang berbeda menggunakan koordinat. Selain itu, pertimbangkan apa itu sistem referensi dan mengapa dibutuhkan.

Bayangkan Anda sedang duduk di rumah, di kamar Anda, dan Anda ditanyai pertanyaan: "Di mana Anda?". Bagaimana Anda akan menjawabnya? Anda dapat menjawab "di rumah" dan itu akan menjadi jawaban yang benar. Anda dapat menjawab "di kamar Anda, di meja", atau menyebutkan kota, atau mengatakan bahwa Anda berada di Rusia. Jawaban atas pertanyaan "di mana Anda?" akan diberikan, semua opsi ini benar.

Lalu, bagaimana kita memilih apa yang harus dijawab? Tergantung bagaimana tepatnya Anda perlu mengetahui lokasinya. Jika ibu bertanya, siapa yang telah memasuki apartemen, dia ingin tahu di kamar mana Anda berada. Jika seorang teman dari kota lain meminta untuk bertemu dengan Anda di telepon, maka dia tidak peduli apakah Anda berada di kamar atau di dapur, terlebih lagi bagian kaki Anda yang di bawah meja dan bagian tangan Anda yang mana. terletak di atas meja. Dia hanya perlu tahu jika Anda telah meninggalkan kota.

Menjawab pertanyaan sederhana, kami membuang semua yang berlebihan, disederhanakan, dan dijawab seakurat yang diperlukan dalam setiap kasus tertentu.

Kami menggunakan penyederhanaan di setiap langkah, menggambarkan objek atau proses dari sudut pandang apa yang menarik minat kami.

Contoh lain adalah peta geografis (lihat Gambar 1).

Beras. 1. Peta geografis

Dimungkinkan untuk menempatkan foto-foto satelit dari area tersebut di atlas, tetapi tidak ada yang melakukannya. Saat mempelajari geografi, kami tidak peduli seperti apa setiap objek, dan tidak semua objek menarik bagi kami, oleh karena itu, saat membuat peta, yang tidak perlu dibuang. Di peta fisik, relief dan badan air tetap ada (lihat Gambar 2), di peta politik - perbatasan negara bagian dan kota terbesar (lihat Gambar 3)

Dan bagaimana Anda menunjukkan posisi Anda di peta? Letakkan titik yang tidak ada hubungannya dengan diri Anda yang sebenarnya, tetapi gambarkan situasi Anda, dan lihat titik di peta, Anda memahami segalanya (lihat Gambar 4).

Beras. 4. Penunjukan pada peta

Dalam fisika, kita juga akan menggunakan penyederhanaan.

Representasi yang disederhanakan dari sesuatu yang perlu kita pelajari atau gambarkan dengan tingkat kesesuaian tertentu dengan kenyataan disebut model.

Manusia berpikir dalam model. Bayangkan sebuah sepeda. Sekarang cobalah menggambarnya seakurat mungkin.

Sungguh menakjubkan betapa banyak dari Anda akan berjuang, dan semua orang tahu seperti apa sepeda itu dan semua orang menyajikannya dengan mudah. Tetapi gambar imajinernya cukup perkiraan: dua roda, setir, pedal, kursi, bagian-bagian ini dihubungkan oleh bingkai, tetapi kami tidak memikirkan bagaimana tepatnya mereka terhubung, apa bentuk dan warnanya.

Detail apa yang kami hilangkan dan apa yang kami perhatikan? Dalam kehidupan sehari-hari - atas kebijaksanaan Anda, tergantung pada kebutuhan. Dalam sains diperlukan ketelitian dan kepastian, oleh karena itu dalam fisika kita akan dengan jelas menetapkan model-model yang akan kita pelajari dan yang akan sesuai dengan kenyataan dengan ketelitian tertentu.

Model

Ketika kita mengucapkan kata "model" dalam fisika, yang paling sering kita maksudkan adalah salinan yang direduksi dari sesuatu, beberapa gambar suatu objek, deskripsinya, verbal atau matematika. Salinan semacam itu bukan yang asli, tetapi memberikan pandangan yang disederhanakan. Tingkat penyederhanaan bisa berbeda tergantung pada informasi apa yang kita miliki. Mari kita ambil model mobil. Beberapa mengumpulkan model yang terlihat seperti aslinya, yaitu memberikan gambaran tentang penampilan mobil (lihat Gambar 5). Beras. 5. Model mobil Pada saat yang sama, model seperti itu tidak akan menunjukkan perangkat mesin, tetapi untuk tujuan kami, penampilannya sudah cukup. Jika Anda memberi tahu seorang teman bagaimana Anda disalip oleh mobil lain, Anda tidak perlu memiliki model koleksi mobil-mobil ini, penampilan tidak penting bagi Anda, pergerakan dan lokasi mobil penting bagi Anda. Anda hanya perlu mengambil dua objek persegi panjang, seperti ponsel, dan melakukan simulasi menyalip di atas meja (lihat Gambar 6). Beras. 6. Menyalip mobil Contoh lain: Anda diminta untuk membeli roti. Konsep "roti" adalah model yang disederhanakan, dalam frasa "Beli roti" tidak ada informasi tentang pembuat roti, atau tentang komposisi, atau tentang massa pasti roti. Kami hanya menentukan apakah akan membeli putih atau hitam, kami akan menghilangkan semua detail lainnya. Jika beberapa detail penting, maka kita akan diminta untuk "Beli sepotong kecil roti tawar". Ini akan menjadi model lain yang lebih akurat: itu sudah akan menentukan ukuran roti dan jenis roti, tetapi juga akan menghilangkan yang lainnya. Kami menggunakan model sepanjang waktu - dengan memilih keakuratan penggalian atau transmisi informasi, kami sudah memodelkan realitas.

Kita akan mempelajari gerak mekanik. Gerak adalah gerakan tubuh dari waktu ke waktu.

Kami tertarik pada fakta bahwa tubuh berada di satu tempat, dan setelah beberapa saat berakhir di tempat lain. Bagaimana Anda menjelaskan hal itu? Misalnya, mobil itu di tempat parkir di pagi hari, dan kemudian melaju ke rumah. Melihat ke luar jendela, Anda akan menunjuk dengan jari Anda di mana dia berada di pagi hari, dan kemudian menunjukkan di mana dia sekarang (lihat Gambar 7).

Beras. 7. Posisi mobil

Bagaimana cara menggambar di atas kertas saat pulang dari sekolah? Setelah Anda menandai sekolah, rumah, dan beberapa objek utama, seperti halte bus, stasiun kereta bawah tanah, persimpangan tempat Anda berbelok, Anda menandai dengan titik: pertama saya di sini, lalu saya pergi ke sini, dan saya tiba di sini (lihat Gambar 8).

Beras. 8. Jalan pulang dari sekolah

Harap dicatat bahwa dalam contoh ini, seperti dalam banyak kasus lainnya, kita tidak perlu memperhatikan ukuran dan bentuk benda yang bergerak. Satu siswa atau yang lain berjalan dari sekolah, mobil mengemudi atau gajah berlari - kami akan menandai mereka di atas kertas dengan titik yang sama. Ini sangat nyaman, dan kami akan menerapkan model ini jika memungkinkan.

Model ini disebut poin materi- model tubuh, yang ukuran dan bentuknya dalam masalah ini dapat diabaikan.

Model lain dalam kinematika

Dalam mekanika, model fisik benda bergerak dapat berupa titik material, yang dimensinya dapat diabaikan dalam masalah tertentu, atau benda yang memiliki bentuk dan dimensi, jika penting bagi kita dalam masalah ini (lihat Gambar .9). Beras. 9. Pola gerakan Model gerak yang akan kita gunakan adalah gerak lurus beraturan, gerak lurus beraturan dipercepat, dan gerak beraturan melingkar. Siapa pun yang mencoba mengendarai sepeda di sepanjang jalan lurus yang sempit atau palang tahu betapa sulitnya menjaga jalan lurus yang sempurna, jalannya selalu melengkung, tetapi kita dapat mengabaikan ketidakakuratan seperti itu, mengabaikan gerakan naik turun gundukan di semua, dan kita dapat mengurangi gerakan ke salah satu model yang dipelajari.

Harus dipahami bahwa model apa pun memiliki batasan penerapannya sendiri dan tidak semua badan dan tidak dalam semua kasus dapat dianggap sebagai poin material. Mobil yang sama, jika kita mempertimbangkan pergerakannya dari tempat parkir ke rumah, dapat dianggap sebagai titik material, dimensinya tidak penting (lihat Gambar 10).

Beras. 10. Mobil - poin material

Tetapi jika kita mempertimbangkan bagaimana itu akan muat di tempat parkir di antara dua mobil yang berdekatan, ukuran dan bentuknya harus diperhitungkan.

Kami akan mempelajari gerakan titik material. Gerakan adalah perubahan posisi dari waktu ke waktu. Bagaimana menggambarkan situasinya?

Pilih objek di kamar Anda, dan sekarang beri tahu saya di mana itu. Katakanlah Anda memilih cangkir yang baru saja Anda minum teh dan belum membawanya ke dapur. Anda akan mengatakan sesuatu seperti "dia ada di meja setengah meter di sebelah kiri keyboard" atau "dia tepat di depan buku harian" (lihat Gambar 11).

Beras. 11. Posisi cangkir di atas meja

Sekarang coba tunjukkan posisinya tanpa menyebutkan item lain seperti keyboard atau buku harian. Tidak akan berfungsi. Menggambarkan posisi benda atau titik, Anda perlu memilih benda lain dan mengatur posisi relatif terhadapnya, yaitu koordinat.

Koordinat- ini adalah cara untuk secara akurat menunjukkan tempat, alamat tempat ini. Alamat ini seharusnya tidak hanya mengidentifikasi suatu tempat, tetapi juga membantu menemukannya, menunjukkan posisinya dalam rangkaian titik-titik yang serupa (istilah "koordinat" berasal dari kata ordinare, yang berarti "mengatur", dengan awalan co-, yang berarti "bersama-sama, bersama-sama, sepakat").

sifat bilangan

Misalnya, koordinat sebuah rumah di jalan adalah nomornya, yang dihitung dari tepi jalan, yang diambil sebagai permulaan. No .8 dan No. 10, maka rumah nomor 16 harus ada di depan (lihat Gambar 12).

Beras. 12. Nomor rumah

Sedangkan nama jalan seringkali hanya mengidentifikasinya (kita mendengar tentang Jalan Pushkinskaya dan mengerti seperti apa jalan itu), tetapi tidak memuat informasi tentang posisinya di antara jalan-jalan lain (tidak ada urutannya).

Di bioskop, nomor baris dan nomor kursi adalah koordinat kursi: kita tahu di mana asalnya (biasanya di sebelah kiri layar), jadi jika kita melihat baris kelima, kita tahu di mana mencari nomor baris yang besar. Sama halnya dengan tempat: jika kita mencari tempat No. 13, kita langsung menuju akhir baris, dan, setelah melihat tempat No. 11, kita mengerti bahwa kita sudah dekat (lihat Gbr. 13).

Beras. 13. Tempat yang diinginkan di bioskop

Nomor tersebut bukan hanya sekedar nama (tulisan di kursi), tetapi juga menjadi pedoman dalam pencarian (ketertiban).

Setiap orang yang telah memainkan pertempuran laut tahu bahwa posisi sel dapat diatur secara unik oleh beberapa parameter: dalam hal ini, huruf yang menunjukkan kolom dan angka yang menunjukkan baris, dan kolom dan baris dihitung dari sudut kiri atas. lapangan (lihat Gambar 14).

Beras. 14. Game "Pertempuran laut"

Anda dapat menentukan posisi dengan menentukan arah dan jarak, misalnya, 50 kilometer dari kota ke timur laut (lihat Gambar 15).

Beras. 15. Deteksi posisi

Contoh sistem koordinat

Bagaimanapun, ketika kita mengatur posisi sesuatu, kita menggunakan koordinatnya dalam satu atau lain bentuk. Sebagai contoh: - di foto mereka menulis "di baris pertama, kedua dari kiri, Ivanov" (lihat Gambar 16). Koordinat adalah baris dan tempat di dalamnya; Beras. 16. Posisi orang di foto: Ivanov kedua dari kiri - pada tiket mereka menulis nomor baris dan nomor kursi: koordinat baris dan kursi (lihat Gambar 17); Beras. 17. Tiket - jalan, nomor rumah - koordinat: jalan dan nomor; - "Anda akan meninggalkan kereta bawah tanah" ini dan itu ", belok kiri dan berjalan 100 m; - Posisi tubuh di permukaan bumi dapat diatur dengan berbagai cara: - 30 km utara Moskow, 40 km timur. Dalam hal ini, koordinatnya adalah sepasang angka: jarak timur/barat dan utara/selatan; - 50 km ke arah timur laut. Di sini koordinatnya adalah sudut arah relatif terhadap sumbu timur/barat + panjang vektor radius (lihat Gambar 18). Beras. 18. Posisi di peta dunia

Dalam mekanika, kita akan paling sering menggunakan sistem koordinat persegi panjang (atau Cartesian). Di dalamnya, posisi titik pada bidang diberikan sebagai berikut. Ada titik acuan, yaitu asal koordinat, dan ada dua arah yang saling tegak lurus. Posisi suatu titik ditentukan oleh jarak yang harus ditempuh dari titik asal koordinat dalam satu arah dan arah lain untuk sampai ke titik ini (lihat Gambar 19), seperti di bioskop ketika bergerak sepanjang baris dan sepanjang baris ke kursi.

Jadi, kami menggambarkan gerakan titik material. Untuk menggambarkannya, kita membutuhkan sebuah badan referensi, relatif untuk mengatur posisi titik. Anda memerlukan sistem koordinat untuk menetapkan posisi secara akurat dan jelas (lihat Gambar 20).

Beras. 20. Sistem referensi

Tapi gerakan adalah gerakan dari waktu ke waktu, jadi Anda masih perlu memutuskan pengukuran waktu. Tampaknya detik di jam tangan semua orang berlangsung sama, kecuali untuk jam tangan yang rusak, lalu apa masalahnya dengan mengukur waktu? Bayangkan: jika awal gerakan terdeteksi oleh jam, yang menunjukkan 14:40, dan akhir - oleh stopwatch, yang berhenti pada 02:36:41, dan tidak diketahui kapan dimulai. Oleh karena itu, dengan alat untuk mengukur waktu dan momen awal pengukuran, kita juga perlu memutuskan bagaimana kita menentukan benda acuan dan sistem koordinatnya.

Sekarang kita memiliki semua alat yang diperlukan untuk menggambarkan gerakan: badan referensi, sistem koordinat, dan alat pengukur waktu. Bersama-sama mereka membuat sistem referensi.

Saat memecahkan masalah, kami akan secara mandiri memilih kerangka acuan di mana proses yang dijelaskan dalam masalah akan dianggap paling nyaman bagi kami.

Demikian pelajaran kami, terima kasih atas perhatiannya.

Bibliografi

1. Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. Fisika: Buku pegangan dengan contoh pemecahan masalah. - redistribusi edisi ke-2. - X .: Vesta: Penerbitan "Ranok", 2005. - 464 hal.

2. Peryshkin A.V., Gutnik E.M. Fisika. Kelas 9: buku teks. untuk pendidikan umum institusi - edisi ke-14, stereotip. - M.: Bustard, 2009. - 300 hal.

Pekerjaan rumah

1. Tentukan titik material.

2. Apa yang dimaksud dengan kerangka acuan?

3. Apa modelnya?

4. Tentukan koordinat tiga titik:

Gerak mekanis suatu benda adalah perubahan posisinya dalam ruang relatif terhadap benda lain dari waktu ke waktu. Untuk menilai apakah benda tertentu bergerak atau tidak, pertama-tama seseorang harus memilih benda acuan, dan kemudian melihat apakah posisinya dari benda yang dipertimbangkan berubah relatif terhadap benda acuan yang dipilih. Dalam hal ini, tubuh dapat bergerak relatif terhadap satu tubuh referensi dan istirahat relatif terhadap yang lain.

Dimungkinkan untuk mengambil tubuh sebagai titik material bahkan jika dimensinya sepadan dengan jarak yang telah ditempuhnya. Misalnya, seseorang berdiri tak bergerak di tangga eskalator. Setiap saat, semua titik tubuhnya bergerak dengan cara yang sama. Gerakan seperti itu disebut progresif.

Tetapi jika perlu untuk menentukan jalur yang telah dilalui tubuh untuk jangka waktu tertentu, maka kita akan membutuhkan lebih banyak instrumen untuk mengukur waktu - jam tangan. Sistem koordinat yang terkait dengan benda referensi dan jam untuk pengaturan waktu membentuk sistem referensi yang memungkinkan Anda menentukan posisi benda yang bergerak setiap saat.