Apa itu gerak mekanik dalam definisi fisika. Gerakan mekanis dan jenisnya

gerakan mekanis- ini adalah perubahan posisi tubuh dalam ruang relatif terhadap tubuh lain.

Misalnya, sebuah mobil sedang melaju di jalan raya. Ada orang di dalam mobil. Orang-orang bergerak bersama dengan mobil di jalan. Artinya, orang bergerak dalam ruang relatif terhadap jalan. Tetapi relatif terhadap mobil itu sendiri, orang tidak bergerak. Ini memanifestasikan dirinya relativitas gerak mekanik. Selanjutnya, kami secara singkat mempertimbangkan jenis utama gerakan mekanis.

gerakan translasi 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.

gerakan rotasi adalah gerak suatu benda terhadap suatu sumbu. Dengan gerakan seperti itu, semua titik tubuh bergerak di sepanjang lingkaran, yang pusatnya adalah sumbu ini.

Roda yang kami sebutkan membuat gerakan rotasi di sekitar sumbunya, dan pada saat yang sama, roda membuat gerakan translasi bersama dengan bodi mobil. Artinya, roda melakukan gerak rotasi relatif terhadap sumbu, dan gerak translasi relatif terhadap jalan.

gerak osilasi- Ini adalah gerakan periodik yang terjadi secara bergantian dalam dua arah yang berlawanan.

Misalnya, bandul pada jam membuat gerakan berosilasi.

Gerak translasi dan rotasi merupakan jenis gerak mekanik yang paling sederhana.

Relativitas gerak mekanik

Semua benda di alam semesta bergerak, jadi tidak ada benda yang benar-benar diam. Untuk alasan yang sama, adalah mungkin untuk menentukan apakah suatu benda bergerak atau tidak hanya relatif terhadap benda lain.

Misalnya, sebuah mobil sedang melaju di jalan raya. Jalannya ada di planet Bumi. Jalan tidak bergerak. Oleh karena itu, dimungkinkan untuk mengukur kecepatan kendaraan relatif terhadap jalan yang tidak bergerak. Tapi jalannya stasioner relatif terhadap Bumi. Namun, Bumi sendiri berputar mengelilingi Matahari. Oleh karena itu, jalan, bersama dengan mobil, juga berputar mengelilingi Matahari. Akibatnya, mobil tidak hanya melakukan gerakan translasi, tetapi juga rotasi (relatif terhadap Matahari). Tetapi relatif terhadap Bumi, mobil hanya membuat gerakan translasi. Ini memanifestasikan dirinya relativitas gerak mekanik.

Relativitas gerak mekanik- ini adalah ketergantungan lintasan tubuh, jarak yang ditempuh, perpindahan dan kecepatan pada pilihan sistem referensi.

Poin materi

Dalam banyak kasus, ukuran tubuh dapat diabaikan, karena dimensi tubuh ini kecil dibandingkan dengan jarak yang menyerupai tubuh ini, atau dibandingkan dengan jarak antara tubuh ini dan tubuh lainnya. Untuk menyederhanakan perhitungan, benda seperti itu secara kondisional dapat dianggap sebagai titik material yang memiliki massa benda ini.

Poin materi adalah benda yang dimensinya dalam kondisi tertentu dapat diabaikan.

Mobil yang telah kami sebutkan berkali-kali dapat dianggap sebagai titik material relatif terhadap Bumi. Tetapi jika seseorang bergerak di dalam mobil ini, maka tidak mungkin lagi mengabaikan ukuran mobil.

Sebagai aturan, ketika memecahkan masalah dalam fisika, gerakan benda dianggap sebagai gerakan titik material, dan beroperasi dengan konsep seperti kecepatan titik material, percepatan titik material, momentum titik material, kelembaman titik material, dll.

sistem referensi

Titik material bergerak relatif terhadap benda lain. Tubuh dalam kaitannya dengan gerakan mekanis yang diberikan disebut tubuh referensi. Badan referensi dipilih secara sewenang-wenang tergantung pada tugas yang harus diselesaikan.

Terkait dengan badan referensi sistem koordinasi, yang merupakan titik acuan (asal). Sistem koordinat memiliki 1, 2 atau 3 sumbu tergantung pada kondisi mengemudi. Posisi titik pada garis (1 sumbu), bidang (2 sumbu) atau dalam ruang (3 sumbu) ditentukan oleh satu, dua atau tiga koordinat, masing-masing. Untuk menentukan posisi tubuh dalam ruang setiap saat, perlu juga mengatur asal waktu.

sistem referensi adalah sistem koordinat, badan referensi yang terkait dengan sistem koordinat, dan perangkat untuk mengukur waktu. Sehubungan dengan sistem referensi, gerakan tubuh dipertimbangkan. Satu dan tubuh yang sama sehubungan dengan tubuh referensi yang berbeda dalam sistem koordinat yang berbeda dapat memiliki koordinat yang sama sekali berbeda.

Lintasan juga tergantung pada pilihan sistem referensi.

Jenis sistem referensi bisa berbeda, misalnya, kerangka acuan tetap, kerangka acuan bergerak, kerangka acuan inersia, kerangka acuan non-inersia.

artikel diambil dari av-physics.narod.ru

DEFINISI

gerakan mekanis disebut perubahan posisi tubuh dalam ruang dari waktu ke waktu relatif terhadap tubuh lain.

Berdasarkan definisi tersebut, fakta gerak tubuh dapat ditentukan dengan membandingkan posisinya pada momen waktu yang berurutan dengan posisi benda lain, yang disebut benda acuan.

Jadi, mengamati awan yang mengambang di langit, kita dapat mengatakan bahwa mereka mengubah posisinya relatif terhadap Bumi. Sebuah bola menggelinding di atas meja mengubah posisinya relatif terhadap meja. Dalam tangki yang bergerak, lintasan bergerak relatif terhadap tanah dan relatif terhadap lambung tangki. Bangunan tempat tinggal dalam keadaan diam relatif terhadap Bumi, tetapi berubah posisinya relatif terhadap Matahari.

Contoh yang dipertimbangkan memungkinkan kita untuk menarik kesimpulan penting bahwa tubuh yang sama dapat secara bersamaan melakukan gerakan yang berbeda relatif terhadap tubuh lain.

Jenis-jenis gerakan mekanis

Jenis gerak mekanis yang paling sederhana dari benda berdimensi berhingga adalah gerak translasi dan rotasi.

Gerakan disebut translasi jika garis lurus yang menghubungkan dua titik tubuh bergerak sambil tetap sejajar dengan dirinya sendiri (Gbr. 1, a). Dalam gerak translasi, semua titik tubuh bergerak dengan cara yang sama.

Selama gerakan rotasi, semua titik tubuh menggambarkan lingkaran yang terletak di bidang paralel. Pusat semua lingkaran dalam hal ini terletak pada satu garis lurus, yang disebut sumbu rotasi. Titik-titik tubuh yang terletak pada sumbu lingkaran tetap tidak bergerak. Sumbu rotasi dapat ditempatkan baik di dalam tubuh (rotasi rotasi) (Gbr. 1b) dan di luarnya (rotasi orbital) (Gbr. 1c).

Contoh gerak mekanis benda

Sebuah mobil bergerak maju pada suatu ruas jalan yang lurus, sedangkan roda-roda mobil tersebut melakukan gerak rotasi rotasi. Bumi, yang berputar mengelilingi Matahari, melakukan gerakan orbital rotasi, dan berputar di sekitar porosnya - gerakan rotasi rotasi. Di alam, kita biasanya menemukan kombinasi kompleks dari berbagai jenis gerakan. Jadi, sebuah bola sepak yang terbang ke gawang, secara bersamaan melakukan gerak translasi dan rotasi. Gerakan kompleks dilakukan oleh bagian-bagian dari berbagai mekanisme, benda langit, dll.

Topik pengkode USE: gerak mekanik dan jenisnya, relativitas gerak mekanik, kecepatan, percepatan.

Konsep gerak sangat umum dan mencakup rentang fenomena yang paling luas. Dalam fisika, berbagai jenis gerak dipelajari. Yang paling sederhana adalah gerakan mekanis. Ini sedang dipelajari di mekanika.
gerakan mekanis- ini adalah perubahan posisi benda (atau bagian-bagiannya) dalam ruang relatif terhadap benda lain dari waktu ke waktu.

Jika benda A berubah posisinya relatif terhadap benda B, maka benda B juga berubah posisinya relatif terhadap benda A. Dengan kata lain, jika benda A bergerak relatif terhadap benda B, maka benda B juga bergerak relatif terhadap benda A. Gerak mekanis adalah relatif- untuk menggambarkan gerakan, perlu untuk menunjukkan sehubungan dengan tubuh mana yang sedang dipertimbangkan.

Jadi, misalnya, kita dapat berbicara tentang pergerakan kereta api relatif ke tanah, penumpang relatif terhadap kereta api, lalat relatif terhadap penumpang, dll. Konsep gerak mutlak dan istirahat mutlak tidak masuk akal: penumpang beristirahat relatif terhadap kereta api akan bergerak bersamanya relatif terhadap pos di jalan, melakukan rotasi harian bersama dengan Bumi dan bergerak mengelilingi Matahari.
Tubuh relatif terhadap mana gerakan dianggap disebut badan referensi.

Tugas utama mekanik adalah untuk menentukan posisi benda yang bergerak setiap saat. Untuk mengatasi masalah ini, lebih mudah untuk mewakili gerakan benda sebagai perubahan koordinat titik-titiknya dari waktu ke waktu. Untuk mengukur koordinat, Anda memerlukan sistem koordinat. Anda membutuhkan jam tangan untuk mengukur waktu. Semua ini bersama-sama membentuk sistem referensi.

sistem referensi- ini adalah badan referensi bersama dengan sistem koordinat yang terhubung secara kaku ("dibekukan" ke dalamnya) dan jam.
Sistem referensi ditunjukkan pada gambar. 1. Pergerakan suatu titik diperhitungkan dalam sistem koordinat. Asal koordinat adalah badan referensi.

Gambar 1.

Vektor disebut vektor radius poin. Koordinat suatu titik pada saat yang sama adalah koordinat vektor jari-jarinya.
Solusi dari masalah utama mekanika untuk suatu titik adalah menemukan koordinatnya sebagai fungsi waktu: .
Dalam beberapa kasus, seseorang dapat mengabaikan bentuk dan dimensi objek yang diteliti dan menganggapnya hanya sebagai titik bergerak.

Poin materi adalah benda yang dimensinya dapat diabaikan dalam kondisi masalah ini.
Jadi, kereta api dapat dianggap sebagai titik material ketika bergerak dari Moskow ke Saratov, tetapi tidak ketika penumpang menaikinya. Bumi dapat dianggap sebagai titik material ketika menggambarkan pergerakannya mengelilingi Matahari, tetapi bukan rotasi hariannya di sekitar porosnya sendiri.

Sifat-sifat gerak mekanik meliputi lintasan, lintasan, perpindahan, kecepatan, dan percepatan.

Lintasan, jalan, gerakan.

Berikut ini, berbicara tentang tubuh yang bergerak (atau istirahat), kita selalu berasumsi bahwa tubuh dapat dianggap sebagai titik material. Kasus-kasus ketika idealisasi titik material tidak dapat digunakan akan ditetapkan secara khusus.

Lintasan adalah garis di mana tubuh bergerak. pada gambar. 1, lintasan titik adalah busur biru, yang dijelaskan dalam ruang pada akhir vektor radius .
Jalan adalah panjang bagian lintasan yang dilalui oleh tubuh dalam periode waktu tertentu.
bergerak adalah vektor yang menghubungkan posisi awal dan akhir tubuh.
Misalkan tubuh mulai bergerak pada suatu titik dan selesai bergerak pada suatu titik (Gbr. 2). Maka lintasan yang ditempuh benda tersebut adalah panjang lintasannya. Pergerakan tubuh adalah vektor.

Gambar 2.

Kecepatan dan akselerasi.

Pertimbangkan gerakan benda dalam sistem koordinat persegi panjang dengan basis (Gbr. 3).
Gambar 3

Biarkan pada saat itu tubuh berada pada suatu titik dengan vektor jari-jari

Setelah waktu yang singkat, tubuh berada pada titik dengan
vektor radius

Gerakan tubuh:

(1)

Kecepatan Instan pada saat waktu - ini adalah batas rasio perpindahan dengan interval waktu ketika nilai interval ini cenderung nol; dengan kata lain, kecepatan suatu titik adalah turunan dari vektor jari-jarinya:

Dari (2) dan (1) kita peroleh:

Koefisien pada vektor-vektor basis dalam limit tersebut memberikan turunan:

(Turunan waktu secara tradisional dilambangkan dengan titik di atas huruf.) Jadi,

Kita melihat bahwa proyeksi vektor kecepatan ke sumbu koordinat adalah turunan dari koordinat titik:

Saat mendekati nol, titik mendekati titik dan vektor perpindahan terbuka ke arah garis singgung. Ternyata pada limit tersebut vektor diarahkan tepat bersinggungan dengan lintasan di titik . Hal ini ditunjukkan pada gambar. 3.

Konsep percepatan diperkenalkan dengan cara yang sama. Biarkan pada saat itu kecepatan tubuh sama dengan , dan setelah interval pendek kecepatan menjadi sama dengan .
Percepatan - ini adalah batas rasio perubahan kecepatan terhadap interval ketika interval ini cenderung nol; dengan kata lain, percepatan adalah turunan dari kecepatan:

Percepatan demikian "laju perubahan kecepatan". Kita punya:

Oleh karena itu, proyeksi percepatan adalah turunan dari proyeksi kecepatan (dan, oleh karena itu, turunan kedua dari koordinat):

Hukum penambahan kecepatan.

Biarkan ada dua sistem referensi. Salah satunya terhubung dengan tubuh referensi yang tidak bergerak. Kami menunjukkan sistem referensi ini dan akan menyebutnya diam.
Kerangka acuan kedua, dilambangkan , dikaitkan dengan benda acuan yang bergerak relatif terhadap benda dengan kecepatan . Kami menyebutnya sistem referensi bergerak . Selain itu, kami mengasumsikan bahwa sumbu koordinat sistem bergerak sejajar dengan diri mereka sendiri (tidak ada rotasi sistem koordinat), sehingga vektor dapat dianggap sebagai kecepatan sistem yang bergerak relatif terhadap yang diam.

Kerangka acuan tetap biasanya terhubung ke bumi. Jika kereta api berjalan mulus di atas rel dengan kecepatan tertentu , kerangka acuan yang diasosiasikan dengan gerbong ini akan menjadi kerangka acuan yang bergerak .

Perhatikan bahwa kecepatan setiap titik mobil (kecuali untuk roda yang berputar!) sama dengan . Jika lalat duduk diam di beberapa titik mobil, maka lalat bergerak relatif terhadap tanah dengan kecepatan . Lalat dibawa oleh kereta, dan oleh karena itu kecepatan sistem yang bergerak relatif terhadap sistem yang diam disebut kecepatan portabel .

Misalkan sekarang seekor lalat merayap di atas mobil. Kecepatan lalat relatif terhadap kereta (yaitu, dalam sistem yang bergerak) dilambangkan dan disebut kecepatan relatif. Kecepatan lalat relatif terhadap tanah (yaitu dalam sistem stasioner) dilambangkan dan disebut kecepatan mutlak .

Mari kita cari tahu bagaimana ketiga kecepatan ini terkait satu sama lain - absolut, relatif, dan kiasan.
pada gambar. 4 lalat ditandai dengan titik .Berikutnya:
- radius-vektor suatu titik dalam bingkai tetap ;
- radius-vektor suatu titik dalam kerangka bergerak;
- radius-vektor tubuh referensi dalam bingkai tidak bergerak .
Gambar 4

Seperti yang dapat dilihat dari gambar,

Membedakan persamaan ini, kita peroleh:

(3)

(turunan jumlah sama dengan jumlah turunan tidak hanya untuk kasus fungsi skalar, tetapi juga untuk vektor).
Turunan adalah kecepatan suatu titik dalam sistem, yaitu kecepatan absolut:

Demikian pula, turunannya adalah kecepatan suatu titik dalam sistem, yaitu kecepatan relatif:

Apa itu? Ini adalah kecepatan suatu titik dalam sistem stasioner, yaitu kecepatan portabel dari sistem yang bergerak relatif terhadap yang stasioner:

Akibatnya, dari (3) kita mendapatkan:

Hukum penambahan kecepatan. Kecepatan suatu titik relatif terhadap kerangka acuan tetap sama dengan jumlah vektor kecepatan sistem yang bergerak dan kecepatan titik relatif terhadap sistem yang bergerak. Dengan kata lain, kecepatan absolut adalah jumlah dari kecepatan translasi dan relatif.

Jadi, jika seekor lalat merayap di atas mobil yang sedang bergerak, maka kecepatan lalat relatif terhadap tanah sama dengan jumlah vektor kecepatan mobil dan kecepatan lalat relatif terhadap mobil. Hasil yang jelas secara intuitif!

Jenis-jenis gerakan mekanis.

Jenis gerak mekanis yang paling sederhana dari suatu titik material adalah gerak lurus dan seragam.
Gerakan tersebut disebut seragam, jika modulus vektor kecepatan tetap konstan (dalam hal ini arah kecepatan dapat berubah).

Gerakan tersebut disebut mudah , jika arah vektor kecepatan tetap (dan besarnya kecepatan dapat berubah). Lintasan gerak bujursangkar adalah garis lurus di mana vektor kecepatan terletak.
Misalnya, sebuah mobil yang melaju dengan kecepatan konstan di jalan yang berkelok-kelok bergerak secara seragam (tetapi tidak dalam garis lurus). Sebuah mobil yang dipercepat di jalan raya yang lurus membuat gerakan lurus (tetapi tidak seragam).

Tetapi jika selama gerakan benda baik modulus kecepatan maupun arahnya tetap konstan, maka gerakan itu disebut bujursangkar seragam.

Dalam hal vektor kecepatan, definisi yang lebih pendek dari jenis gerakan ini dapat diberikan:

Kasus khusus yang paling penting dari gerak tidak seragam adalah gerakan seragam, di mana modul dan arah vektor percepatan tetap konstan:

Seiring dengan titik material dalam mekanika, satu lagi idealisasi dipertimbangkan - benda tegar.
Padat - itu adalah sistem poin material, jarak antara yang tidak berubah dengan waktu. Model tubuh kaku digunakan dalam kasus di mana kita tidak dapat mengabaikan dimensi tubuh, tetapi kita dapat mengabaikan mengubah ukuran dan bentuk tubuh dalam proses pergerakan.

Jenis gerak mekanik yang paling sederhana dari benda padat adalah gerak translasi dan rotasi.
gerakan tubuh disebut progresif jika ada garis lurus yang menghubungkan dua titik tubuh bergerak sejajar dengan arah aslinya. Dalam gerakan translasi, lintasan semua titik benda adalah identik: mereka diperoleh satu sama lain dengan pergeseran paralel (Gbr. 5).
Gambar 5

gerakan tubuh disebut rotasi jika semua titiknya menggambarkan lingkaran yang terletak pada bidang paralel. Dalam hal ini, pusat-pusat lingkaran ini terletak pada satu garis lurus, yang tegak lurus terhadap semua bidang ini dan disebut sumbu rotasi.

pada gambar. Gambar 6 menunjukkan bola berputar pada sumbu vertikal. Ini adalah bagaimana dunia biasanya digambarkan dalam masalah dinamika yang sesuai.

Gambar 6
gerakan mekanis

Gerakan mekanis tubuh disebut perubahan posisinya dalam ruang relatif terhadap tubuh lain dari waktu ke waktu. Dalam hal ini, tubuh berinteraksi sesuai dengan hukum mekanika.

Bagian mekanika yang menjelaskan sifat-sifat geometri gerak tanpa memperhitungkan sebab-sebab yang menyebabkannya disebut kinematika.

Lebih umum pergerakan disebut perubahan keadaan sistem fisik dari waktu ke waktu. Sebagai contoh, kita dapat berbicara tentang gerak gelombang dalam medium.

Jenis-jenis gerakan mekanis

Gerak mekanis dapat dipertimbangkan untuk objek mekanis yang berbeda:

  • Pergerakan titik material sepenuhnya ditentukan oleh perubahan koordinat dalam waktu (misalnya, dua di pesawat). Studi tentang ini adalah kinematika titik. Secara khusus, karakteristik penting dari gerak adalah lintasan titik material, perpindahan, kecepatan dan percepatan.
    • seperti garis lurus pergerakan suatu titik (bila selalu pada garis lurus, kecepatannya sejajar dengan garis lurus itu)
    • Gerak lengkung�- pergerakan suatu titik di sepanjang lintasan yang bukan garis lurus, dengan percepatan sewenang-wenang dan kecepatan sewenang-wenang setiap saat (misalnya, gerakan dalam lingkaran).
  • Gerakan tubuh kaku terdiri dari pergerakan salah satu titiknya (misalnya, pusat massa) dan gerakan rotasi di sekitar titik ini. Dipelajari oleh kinematika benda tegar.
    • Jika tidak ada rotasi, maka gerakannya disebut progresif dan sepenuhnya ditentukan oleh pergerakan titik yang dipilih. Pergerakannya belum tentu linier.
    • Untuk deskripsi gerakan berputar�- gerakan tubuh relatif terhadap titik yang dipilih, misalnya, tetap pada suatu titik,�- gunakan sudut Euler. Jumlah mereka dalam kasus ruang tiga dimensi adalah tiga.
    • Juga, untuk tubuh yang kokoh, gerakan datar�- gerakan, di mana lintasan semua titik terletak pada bidang paralel, sementara itu sepenuhnya ditentukan oleh salah satu bagian tubuh, dan bagian tubuh �- oleh posisi dua titik apa pun.
  • Gerakan terus menerus. Diasumsikan di sini bahwa gerakan partikel individu medium cukup independen satu sama lain (biasanya hanya dibatasi oleh kondisi kontinuitas medan kecepatan), sehingga jumlah koordinat yang menentukan tidak terbatas (fungsi menjadi tidak diketahui).

Geometri gerak

Relativitas gerak

Relativitas - ketergantungan gerakan mekanis tubuh pada kerangka acuan. Tanpa menentukan sistem referensi, tidak masuk akal untuk berbicara tentang gerak.

Konsep mekanika. Mekanika adalah bagian dari fisika di mana mereka mempelajari pergerakan benda, interaksi benda, atau pergerakan benda di bawah beberapa jenis interaksi.

Tugas utama mekanik adalah penentuan lokasi tubuh pada waktu tertentu.

Bagian mekanika: kinematika dan dinamika. Kinematika adalah cabang mekanika yang mempelajari sifat geometris gerak tanpa memperhitungkan massa dan gaya yang bekerja padanya. Dinamika adalah cabang mekanika yang mempelajari gerakan benda di bawah aksi gaya yang diterapkan padanya.

Gerakan. Karakteristik gerakan. Gerak adalah perubahan posisi suatu benda dalam ruang terhadap waktu relatif terhadap benda lain. Karakteristik gerakan: jarak tempuh, gerakan, kecepatan, percepatan.

gerakan mekanis – ini adalah perubahan posisi tubuh (atau bagian-bagiannya) dalam ruang relatif terhadap tubuh lain dari waktu ke waktu.

gerakan translasi

Gerakan tubuh yang seragam. Ditunjukkan dengan video demonstrasi beserta penjelasannya.

Gerakan mekanis yang tidak merata Sebuah gerakan di mana tubuh membuat perpindahan yang tidak sama dalam interval waktu yang sama.

Relativitas gerak mekanik. Ditunjukkan dengan video demonstrasi beserta penjelasannya.

Titik acuan dan kerangka acuan dalam gerak mekanik. Tubuh relatif terhadap gerakan yang dianggap disebut titik referensi. Sistem referensi dalam gerakan mekanis adalah titik referensi dan sistem koordinat dan jam.

Sistem referensi. Karakteristik gerakan mekanis. Sistem referensi ditunjukkan dengan demonstrasi video dengan penjelasan. Gerakan mekanis memiliki karakteristik: Lintasan; Jalan; Kecepatan; Waktu.

Lintasan bujursangkar adalah garis di mana tubuh bergerak.

Gerak lengkung. Ditunjukkan dengan video demonstrasi beserta penjelasannya.

Jalur dan konsep besaran skalar. Ditunjukkan dengan video demonstrasi beserta penjelasannya.

Rumus fisika dan satuan pengukuran karakteristik gerak mekanik:

Penunjukan nilai

Satuan kuantitas

Rumus untuk menentukan nilai

Jalan-s

m, km

S= vt

Waktu- t

s, jam

T = s/v

Kecepatan -v

m/s, km/jam

V = s/ t

P konsep percepatan. Diungkapkan oleh demonstrasi video, dengan penjelasan.

Rumus untuk menentukan besar percepatan:

3. Hukum dinamika Newton.

Fisikawan hebat I. Newton. I. Newton menyanggah anggapan kuno bahwa hukum gerak benda terestrial dan benda langit sama sekali berbeda. Seluruh alam semesta tunduk pada hukum seragam yang memungkinkan formulasi matematis.

Dua masalah mendasar dipecahkan oleh fisika I. Newton:

1. Penciptaan dasar aksiomatik untuk mekanika, yang mentransfer ilmu ini ke kategori teori matematika yang ketat.

2. Penciptaan dinamika yang menghubungkan perilaku tubuh dengan karakteristik pengaruh eksternal (kekuatan).

1. Setiap benda terus ditahan dalam keadaan diam, atau gerak lurus dan seragam, sampai dan sejauh ia dipaksa oleh gaya yang diterapkan untuk mengubah keadaan ini.

2. Perubahan momentum sebanding dengan gaya yang diberikan dan terjadi dalam arah garis lurus di mana gaya ini bekerja.

3. Suatu aksi selalu mempunyai reaksi yang sama besar dan berlawanan arah, sebaliknya interaksi dua benda yang saling berlawanan adalah sama besar dan arahnya berlawanan.

I. Hukum dinamika pertama Newton. Setiap benda terus ditahan dalam keadaan istirahat, atau gerak seragam dan lurus, sampai dan sejauh dipaksa oleh gaya yang diterapkan untuk mengubah keadaan ini.

Konsep kelembaman dan kelembaman suatu benda. Inersia adalah fenomena di mana tubuh cenderung mempertahankan keadaan aslinya. Inersia adalah properti tubuh untuk mempertahankan keadaan gerak. Sifat inersia dicirikan oleh massa benda.

Perkembangan teori mekanika Galileo oleh Newton. Untuk waktu yang lama diyakini bahwa untuk mempertahankan gerakan apa pun, perlu untuk melakukan pengaruh eksternal tanpa kompensasi dari badan lain. Newton menghancurkan kepercayaan Galileo ini.

Kerangka acuan inersia. Kerangka acuan, relatif terhadap mana benda bebas bergerak secara seragam dan lurus, disebut inersia.

Hukum pertama Newton - hukum sistem inersia. Hukum pertama Newton adalah postulat tentang keberadaan kerangka acuan inersia. Dalam kerangka acuan inersia, fenomena mekanis dijelaskan paling sederhana.

I. Hukum kedua Newton tentang dinamika. Dalam kerangka acuan inersia, gerak lurus dan beraturan hanya dapat terjadi jika tidak ada gaya lain yang bekerja pada benda atau gaya tersebut dikompensasi, mis. seimbang. Ditunjukkan dengan video demonstrasi beserta penjelasannya.

Prinsip superposisi gaya. Ditunjukkan dengan video demonstrasi beserta penjelasannya.

Konsep berat badan. Massa adalah salah satu besaran fisika yang paling mendasar. Massa mencirikan beberapa sifat tubuh sekaligus dan memiliki sejumlah sifat penting.

Gaya adalah konsep sentral dari hukum kedua Newton. Hukum kedua Newton menetapkan bahwa sebuah benda akan bergerak dengan percepatan ketika sebuah gaya bekerja padanya. Gaya adalah ukuran interaksi dua (atau lebih) benda.

Dua kesimpulan mekanika klasik dari hukum kedua I. Newton:

1. Percepatan tubuh secara langsung berkaitan dengan gaya yang diterapkan pada tubuh.

2. Percepatan suatu benda berhubungan langsung dengan massanya.

Demonstrasi ketergantungan langsung dari percepatan benda pada massanya

Hukum ketiga dinamika I. Newton. Ditunjukkan dengan video demonstrasi beserta penjelasannya.

Signifikansi hukum mekanika klasik untuk fisika modern. Mekanika berdasarkan hukum Newton disebut mekanika klasik. Dalam kerangka mekanika klasik, gerakan benda yang tidak terlalu kecil dengan kecepatan yang tidak terlalu tinggi dijelaskan dengan baik.

Demo:

Medan fisik di sekitar partikel elementer.

Model planet atom oleh Rutherford dan Bohr.

Gerakan sebagai fenomena fisik.

Gerakan progresif.

Gerakan bujursangkar seragam

Gerakan mekanis relatif tidak merata.

Video animasi sistem referensi.

gerakan lengkung.

Jalur dan lintasan.

Percepatan.

Inersia istirahat.

Prinsip superposisi.

hukum ke-2 Newton.

Dinamo meter.

Ketergantungan langsung dari percepatan benda pada massanya.

hukum III Newton.

Soal tes:.

    Merumuskan definisi dan pokok bahasan fisika.

    Merumuskan sifat-sifat fisik yang umum untuk semua fenomena alam.

    Merumuskan tahapan utama dalam evolusi gambaran fisik dunia.

    Sebutkan 2 prinsip utama ilmu pengetahuan modern!

    Sebutkan ciri-ciri model mekanistik dunia!

    Apa inti dari teori kinetika molekuler.

    Merumuskan fitur utama dari gambar elektromagnetik dunia.

    Menjelaskan konsep medan fisik.

    Menentukan tanda dan perbedaan medan listrik dan medan magnet.

    Menjelaskan konsep medan elektromagnetik dan gravitasi.

    Jelaskan konsep "model planet dari atom"

    Merumuskan fitur-fitur gambar fisik modern dunia.

    Merumuskan ketentuan utama gambaran fisik dunia modern.

    Jelaskan pengertian dari teori relativitas A. Einstein.

    Jelaskan konsep: "Mekanika".

    Sebutkan bagian-bagian utama mekanika dan berikan definisinya.

    Apa karakteristik fisik utama gerakan.

    Merumuskan tanda-tanda gerak mekanik translasi.

    Merumuskan tanda-tanda gerak mekanik seragam dan tidak seragam.

    Merumuskan tanda-tanda relativitas gerak mekanik.

    Jelaskan pengertian konsep fisika : “Titik acuan dan sistem acuan pada gerak mekanik”.

    Apa karakteristik utama gerak mekanik dalam kerangka acuan.

    Apa ciri-ciri utama lintasan gerak lurus.

    Apa ciri-ciri utama gerak lengkung.

    Tentukan konsep fisik: "Jalan".

    Definisikan konsep fisika: "Kuantitas skalar".

    Mereproduksi rumus fisika dan satuan pengukuran karakteristik gerakan mekanis.

    Merumuskan arti fisik dari konsep: "Percepatan".

    Reproduksi rumus fisika untuk menentukan jumlah percepatan.

    Sebutkan dua masalah mendasar yang diselesaikan oleh fisika I. Newton.

    Mereproduksi makna dan isi utama dari hukum pertama dinamika I. Newton.

    Merumuskan arti fisis dari konsep kelembaman dan kelembaman suatu benda.

    Bagaimana perkembangan teori mekanika Galileo oleh Newton.

    Merumuskan makna fisik dari konsep: "Kerangka acuan inersia".

    Mengapa hukum pertama Newton adalah hukum sistem inersia.

    Mereproduksi makna dan isi utama dari hukum kedua I. Newton tentang dinamika.

    Merumuskan arti fisis dari prinsip superposisi gaya, yang diturunkan oleh I. Newton.

    Merumuskan makna fisik dari konsep massa tubuh.

    Jelaskan bahwa gaya merupakan konsep sentral dari hukum kedua Newton.

    Merumuskan dua kesimpulan mekanika klasik berdasarkan hukum kedua I. Newton.

    Mereproduksi makna dan isi utama dari hukum ketiga I. Newton tentang dinamika.

    Jelaskan pentingnya hukum mekanika klasik bagi fisika modern.

Literatur:

1. Akhmedova T.I., Mosyagina O.V. Ilmu pengetahuan alam: Buku Ajar / T.I. Akhmedova, O.V. Mosyagin. - M.: RAP, 2012. - S. 34-37.

Apa itu titik referensi? Apa itu gerakan mekanis?

andreus-ayah-ndrey

Gerak mekanis suatu benda adalah perubahan posisinya dalam ruang relatif terhadap benda lain dari waktu ke waktu. Dalam hal ini, tubuh berinteraksi sesuai dengan hukum mekanika. Bagian mekanika yang menjelaskan sifat-sifat geometri gerak tanpa memperhitungkan sebab-sebab yang menyebabkannya disebut kinematika.

Lebih umum, gerak adalah setiap perubahan spasial atau temporal dalam keadaan sistem fisik. Sebagai contoh, kita dapat berbicara tentang gerak gelombang dalam medium.

* Pergerakan titik material sepenuhnya ditentukan oleh perubahan koordinatnya dalam waktu (misalnya, dua di pesawat). Studi tentang ini adalah kinematika titik.
o Pergerakan suatu titik lurus (bila selalu pada garis lurus, kecepatannya sejajar dengan garis lurus ini)
o Gerak lengkung adalah gerak suatu titik sepanjang lintasan yang bukan garis lurus, dengan percepatan yang berubah-ubah dan kecepatan yang berubah-ubah setiap saat (misalnya, gerak melingkar).
* Gerakan benda tegar terdiri dari gerakan salah satu titiknya (misalnya, pusat massa) dan gerakan rotasi di sekitar titik ini. Dipelajari oleh kinematika benda tegar.
o Jika tidak ada rotasi, maka gerakan tersebut disebut translasi dan sepenuhnya ditentukan oleh pergerakan titik yang dipilih. Perhatikan bahwa ini belum tentu merupakan garis lurus.
o Untuk menggambarkan gerakan rotasi - gerakan tubuh relatif terhadap titik yang dipilih, misalnya, tetap pada suatu titik, gunakan sudut Euler. Jumlah mereka dalam kasus ruang tiga dimensi adalah tiga.
o Juga, untuk benda tegar, gerakan bidang dibedakan - gerakan di mana lintasan semua titik terletak pada bidang paralel, sementara itu sepenuhnya ditentukan oleh salah satu bagian tubuh, dan bagian tubuh oleh posisi setiap dua titik.
* Gerakan kontinum. Diasumsikan di sini bahwa gerakan partikel individu medium cukup independen satu sama lain (biasanya hanya dibatasi oleh kondisi kontinuitas medan kecepatan), sehingga jumlah koordinat yang menentukan tidak terbatas (fungsi menjadi tidak diketahui).
Relativitas - ketergantungan gerakan mekanis tubuh pada kerangka acuan, tanpa menentukan kerangka acuan - tidak masuk akal untuk berbicara tentang gerak.

Daniel Yuriev

Jenis-jenis gerakan mekanis [sunting | edit teks wiki]
Gerak mekanis dapat dipertimbangkan untuk objek mekanis yang berbeda:
Pergerakan titik material sepenuhnya ditentukan oleh perubahan koordinatnya dalam waktu (misalnya, untuk pesawat - dengan mengubah absis dan ordinat). Studi tentang ini adalah kinematika titik. Secara khusus, karakteristik penting dari gerak adalah lintasan titik material, perpindahan, kecepatan dan percepatan.
Gerak lurus suatu titik (jika selalu berada pada garis lurus, kecepatannya sejajar dengan garis lurus ini)
Gerak lengkung - pergerakan suatu titik di sepanjang lintasan yang bukan garis lurus, dengan percepatan sewenang-wenang dan kecepatan sewenang-wenang setiap saat (misalnya, gerakan dalam lingkaran).
Gerak benda tegar terdiri dari gerak salah satu titiknya (misalnya, pusat massa) dan gerak rotasi di sekitar titik ini. Dipelajari oleh kinematika benda tegar.
Jika tidak ada rotasi, maka gerakan tersebut disebut translasi dan sepenuhnya ditentukan oleh pergerakan titik yang dipilih. Pergerakannya belum tentu linier.
Untuk menggambarkan gerakan rotasi - gerakan tubuh relatif terhadap titik yang dipilih, misalnya, tetap pada suatu titik - digunakan sudut Euler. Jumlah mereka dalam kasus ruang tiga dimensi adalah tiga.
Juga, untuk benda tegar, gerakan pesawat dibedakan - gerakan di mana lintasan semua titik terletak pada bidang paralel, sementara itu sepenuhnya ditentukan oleh salah satu bagian tubuh, dan bagian tubuh ditentukan oleh posisi setiap dua titik.
Gerakan kontinu. Diasumsikan di sini bahwa gerakan partikel individu medium cukup independen satu sama lain (biasanya hanya dibatasi oleh kondisi kontinuitas medan kecepatan), sehingga jumlah koordinat yang menentukan tidak terbatas (fungsi menjadi tidak diketahui).

gerakan mekanis. Jalan. Kecepatan. Percepatan

lara

Gerakan mekanis adalah perubahan posisi suatu benda (atau bagian-bagiannya) relatif terhadap benda lain.
Posisi tubuh diberikan oleh koordinat.
Garis di mana titik material bergerak disebut lintasan. Panjang lintasan disebut lintasan. Satuan jalan adalah meter.
Jalan = kecepatan * waktu. S=v*t.

Gerak mekanik dicirikan oleh tiga besaran fisika: perpindahan, kecepatan, dan percepatan.

Segmen garis berarah yang ditarik dari posisi awal titik bergerak ke posisi akhir disebut perpindahan (s). Perpindahan merupakan besaran vektor. Satuan gerakan adalah meter.

Kecepatan adalah besaran fisika vektor yang mencirikan kecepatan gerakan suatu benda, yang secara numerik sama dengan rasio gerakan dalam periode waktu kecil dengan nilai periode waktu ini.
Rumus kecepatannya adalah v = s/t. Satuan kecepatan adalah m/s. Dalam prakteknya, satuan kecepatan yang digunakan adalah km/jam (36 km/jam = 10 m/s).

Percepatan adalah besaran fisika vektor yang mencirikan laju perubahan kecepatan, yang secara numerik sama dengan rasio perubahan kecepatan terhadap periode waktu selama perubahan ini terjadi. Rumus untuk menghitung percepatan: a=(v-v0)/t; Satuan percepatan adalah meter/(sekon persegi).

gerakan mekanis- ini adalah perubahan posisi tubuh dalam ruang relatif terhadap tubuh lain.

Misalnya, sebuah mobil sedang melaju di jalan raya. Ada orang di dalam mobil. Orang-orang bergerak bersama dengan mobil di jalan. Artinya, orang bergerak dalam ruang relatif terhadap jalan. Tetapi relatif terhadap mobil itu sendiri, orang tidak bergerak. Ini muncul. Selanjutnya, kami secara singkat mempertimbangkan jenis utama gerakan mekanis.

gerakan translasi 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.

gerakan rotasi adalah gerak suatu benda terhadap suatu sumbu. Dengan gerakan seperti itu, semua titik tubuh bergerak di sepanjang lingkaran, yang pusatnya adalah sumbu ini.

Roda yang kami sebutkan membuat gerakan rotasi di sekitar sumbunya, dan pada saat yang sama, roda membuat gerakan translasi bersama dengan bodi mobil. Artinya, roda melakukan gerak rotasi relatif terhadap sumbu, dan gerak translasi relatif terhadap jalan.

gerak osilasi- Ini adalah gerakan periodik yang terjadi secara bergantian dalam dua arah yang berlawanan.

Misalnya, bandul pada jam membuat gerakan berosilasi.

Gerak translasi dan rotasi merupakan jenis gerak mekanik yang paling sederhana.

Relativitas gerak mekanik

Semua benda di alam semesta bergerak, jadi tidak ada benda yang benar-benar diam. Untuk alasan yang sama, adalah mungkin untuk menentukan apakah suatu benda bergerak atau tidak hanya relatif terhadap benda lain.

Misalnya, sebuah mobil sedang melaju di jalan raya. Jalannya ada di planet Bumi. Jalan tidak bergerak. Oleh karena itu, dimungkinkan untuk mengukur kecepatan kendaraan relatif terhadap jalan yang tidak bergerak. Tapi jalannya stasioner relatif terhadap Bumi. Namun, Bumi sendiri berputar mengelilingi Matahari. Oleh karena itu, jalan, bersama dengan mobil, juga berputar mengelilingi Matahari. Akibatnya, mobil tidak hanya melakukan gerakan translasi, tetapi juga rotasi (relatif terhadap Matahari). Tetapi relatif terhadap Bumi, mobil hanya membuat gerakan translasi. Ini memanifestasikan dirinya relativitas gerak mekanik.

Relativitas gerak mekanik- ini adalah ketergantungan lintasan tubuh, jarak yang ditempuh, perpindahan dan kecepatan pada pilihan sistem referensi.

Poin materi

Dalam banyak kasus, ukuran tubuh dapat diabaikan, karena dimensi tubuh ini kecil dibandingkan dengan jarak yang menyerupai tubuh ini, atau dibandingkan dengan jarak antara tubuh ini dan tubuh lainnya. Untuk menyederhanakan perhitungan, benda seperti itu secara kondisional dapat dianggap sebagai titik material yang memiliki massa benda ini.

Poin materi adalah benda yang dimensinya dalam kondisi tertentu dapat diabaikan.

Mobil yang telah kami sebutkan berkali-kali dapat dianggap sebagai titik material relatif terhadap Bumi. Tetapi jika seseorang bergerak di dalam mobil ini, maka tidak mungkin lagi mengabaikan ukuran mobil.

Sebagai aturan, ketika memecahkan masalah dalam fisika, gerakan benda dianggap sebagai gerakan titik material, dan beroperasi dengan konsep seperti kecepatan titik material, percepatan titik material, momentum titik material, kelembaman titik material, dll.

sistem referensi

Titik material bergerak relatif terhadap benda lain. Tubuh dalam kaitannya dengan gerakan mekanis yang diberikan disebut tubuh referensi. Badan referensi dipilih secara sewenang-wenang tergantung pada tugas yang harus diselesaikan.

Terkait dengan badan referensi sistem koordinasi, yang merupakan titik acuan (asal). Sistem koordinat memiliki 1, 2 atau 3 sumbu tergantung pada kondisi mengemudi. Posisi titik pada garis (1 sumbu), bidang (2 sumbu) atau dalam ruang (3 sumbu) ditentukan oleh satu, dua atau tiga koordinat, masing-masing. Untuk menentukan posisi tubuh dalam ruang setiap saat, perlu juga mengatur asal waktu.

sistem referensi adalah sistem koordinat, badan referensi yang terkait dengan sistem koordinat, dan perangkat untuk mengukur waktu. Sehubungan dengan sistem referensi, gerakan tubuh dipertimbangkan. Satu dan tubuh yang sama sehubungan dengan tubuh referensi yang berbeda dalam sistem koordinat yang berbeda dapat memiliki koordinat yang sama sekali berbeda.

Lintasan juga tergantung pada pilihan sistem referensi.

Jenis sistem referensi bisa berbeda, misalnya, kerangka acuan tetap, kerangka acuan bergerak, kerangka acuan inersia, kerangka acuan non-inersia.

ARTIKEL TERKAIT