Molchanová Larisa Anatolievna

učiteľ fyziky a prírodných vied

Stredná škola MBOU №150, Krasnojarsk

Téma 1 "Zákony pohybu a interakcie telies"

Lekcia 1.1 Materiálny bod. Referenčný systém

Účel lekcie: Spoznajte základné charakteristiky pohybu. Zvážte koncept hmotného bodu a princípy jeho aplikácie. Vysvetlite zložky referenčného systému.

Počas vyučovania

1. Organizačný moment

Označovanie prítomných. Oznámenie témy a názvu hodiny (snímka 1).

2. Učenie sa nového materiálu

1) Úvodné slovo učiteľa:

Začneme s vami zvažovať otázky interakcie telies, hmotného bodu, referenčného systému z hlavnej otázky -pohybu . Vo všeobecnosti možno akékoľvek zmeny, ktoré sa vyskytujú v prírode, nazvať pohybom.

V kurze fyziky 9. ročníka začneme štúdium pohybu najjednoduchším druhom pohybu - mechanickým pohybom (snímka 2).

Zvážte niekoľko druhov pohybu. Toto je predovšetkým progresívne, najjednoduchšie, dosť zriedkavé; rotačné a oscilačné (snímka 3).

Okrem toho môžeme hovoriť o tvare trajektórie telesa, teda o priamke, po ktorej sa teleso pohybuje (snímka 4).

Upozorňujeme, že pri štúdiu pohybu by sme mali zvážiť problémy súvisiace s telom. Na charakterizáciu pohybu slúžia tieto veličiny: v prvom rade prejdená vzdialenosť, rýchlosť, dráha, ako aj veľmi dôležité veci - to sú súradnice tela (snímka 5).

Pozrime sa, kde sa všetky tieto množstvá stretávajú. V prvom rade si treba všimnúť hodnotu známu zo 7. ročníka – prejdenú vzdialenosť. Označuje sa písmenom S a vyjadruje sa v metroch. Prejdená vzdialenosť je dĺžka trajektórie a trajektória je priamka, po ktorej sa teleso pohybuje (snímky 6, 7).

Ďalšou charakteristikou je rýchlosť. Z kurzu 7. ročníka si môžeme pripomenúť, že rýchlosť je hodnota, ktorá charakterizuje rýchlosť pohybu. Označuje sa latinským písmenom V a meria sa v m/s (snímka 8).

A ďalšou charakteristikou sú súradnice. Upozorňujem na skutočnosť, že z matematiky si pamätáte, že na určenie polohy tela musíte určiť jeho súradnice. Až do polovice minulého tisícročia sa používala len jedna súradnica – nazývame ju os OX alebo os úsečka. Ale dnes viete, že náš priestor je trojrozmerný, a preto sa používajú súradnice pozdĺž troch osí: x, y az(snímka 9). Nastavením týchto bodov (súradníc) môžeme určiť polohu tela.

Veľmi dôležitou otázkou, ktorú si tu treba všimnúť, je, ako uvažovať o tele v danom súradnicovom systéme. Faktom je, že telesá môžu byť veľmi rozdielne vo veľkosti - veľké, superveľké (niektoré kozmické telesá), malé, mikroskopické, preto je potrebné, aby bolo pohodlnejšie využívať charakteristiky pohybu telesa. zaviesť niečo ako hmotný bod (snímka 10).

Ak vezmeme do úvahy napríklad vlak, ktorý sa blíži k stanici, tak v tomto prípade ho nemôžeme považovať za hmotný bod v porovnaní so stanicou, keďže ich veľkosti sú porovnateľné (snímka 11). V tomto prípade, ak sú veľkosti telies porovnateľné, nemožno ich považovať za MT. Ale ak vezmeme do úvahy pohyb vlaku napríklad z Moskvy do Krasnojarska, tak v tomto prípade je vzdialenosť, ktorú vlak prekonáva, oveľa väčšia (neúmerná) s jeho veľkosťou. Preto v tomto prípade môžeme hovoriť o vlaku ako o MT (snímka 12). V tomto prípade je vhodné nastaviť súradnice tela (body) a porozprávať sa o tom, ako sa pohybuje.

Zvážte, ako určiť polohu tela v priestore. Aby ste to dosiahli, musíte poznať súradnice. Ak máme do činenia s jednorozmerným pohybom, to znamená, že sa teleso pohybuje pozdĺž jednej priamky pozdĺž osi OX, potom bude existovať iba jedna súradnica - x. Ak je pohyb dvojrozmerný, potom budú súradnice dve - x a y, v tomto prípade použijeme pravouhlý súradnicový systém. A ak trojrozmerný, tak tri súradnice. Tento súradnicový systém je tzvkarteziánsky systém súradnice.

Treba si tiež uvedomiť, že teleso sa pohybuje v čase, preto si treba povedať, aké súradnice má teleso v danom čase. A tu sa dostávame k veľmi dôležitému záveru: na charakteristiku pohybu je potrebné sa predstaviťreferenčný systém.

Referenčný systém nazývame tri zložky - ide o súradnicový systém, referenčné teleso a referenčné časové zariadenie - hodiny (snímka 13). Upozorňujem na skutočnosť, že referenčným telesom môže byť aj iný MT, v tomto prípade môžeme povedať, že počiatok súradníc sa zhoduje s referenčným bodom. Vo všeobecnosti to bude referenčný systém používaný na celom svete. Okrem takejto referenčnej sústavy sa používajú aj iné – obsahujúce nielen pravouhlý súradnicový systém, ale aj takzvaný rádiusový vektor. Pomocou takéhoto systému sa dá nastaviť aj poloha tela, to sa hojne využíva napríklad v navigácii.

3. Konsolidácia študovaného

Prevedenie cvičenia 1 strana 9 učebnice (frontálny rozbor).

4. Zhrnutie vyučovacej hodiny

Na záver hodiny treba poznamenať, že akýkoľvek pohyb charakterizujeme referenčným systémom, súradnicami. Treba mať na pamäti, že môžeme použiť taký koncept ako MT. Musíte tiež pamätať na to, že niekedy môžeme považovať nie celé telo za celok, ale nejakú jeho časť a brať túto časť ako MT. Na ďalších lekciách sa zoznámime s ďalšími charakteristikami pohybu.

Domáca úloha: §1.

Mestská vzdelávacia inštitúcia

"SOŠ Razumenská č. 2"

Belgorodský okres regiónu Belgorod

Zhrnutie lekcie fyziky
v 9. ročníku

« »

pripravený

učiteľ matematiky a fyziky

Elsuková Oľga Andrejevna

Belgorod

2013

Predmet: Zákony interakcie a pohybu telies.

Téma lekcie: Materiálny bod. Referenčný systém.

Forma lekcie:lekciu

Typ: ja + II(lekcia štúdia vedomostí a metód činnosti)

Miesto lekcie v sekcii:1

Ciele a ciele:

zabezpečiť študentom vnímanie, pochopenie a primárne zapamätanie pojmov hmotný bod, translačný pohyb, referenčný systém;

organizovať aktivity študentov na reprodukciu študovaného materiálu;

zovšeobecniť poznatky o pojme „hmotný bod“;

skontrolovať praktickú aplikáciu študovaného materiálu;

rozvíjať kognitívnu nezávislosť a kreativituštudenti;

rozvíjať zručnosti tvorivej asimilácie a aplikácie vedomostí;

rozvíjať komunikačné schopnosti žiakov;

rozvíjať ústny prejav žiakov;

Vybavenie lekcie: tabuľka, krieda, učebnica.

Počas tried:

Organizácia začiatku tréningu:

Pozdravte študentov;

Skontrolujte sanitárny a hygienický stav triedy ( je trieda vetraná, doska je umývaná, prítomnosť kriedy), ak sa vyskytnú nezrovnalosti so sanitárnymi a hygienickými normami, požiadajte žiakov, aby ich spolu s učiteľom opravili.

Spoznajte žiakov, označte neprítomných na hodine;

Príprava na aktívnu prácu žiakov:

Dnes sa v lekcii musíme vrátiť k štúdiu mechanických javov. V 7. ročníku ste sa už stretli s mechanickými javmi a pred začatím štúdia nového učiva si pripomeňme:

Čo je mechanický pohyb?

Mechanický pohyb- nazýva sa zmena polohy tela v priestore v priebehu času.

Čo je rovnomerný mechanický pohyb?

Rovnomerný mechanický pohyb je pohyb konštantnou rýchlosťou.

čo je rýchlosť?

Rýchlosť je fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje rýchlosť pohybu tela, ktorá sa číselne rovná pomeru pohybu v malom časovom úseku k hodnote tejto medzery.

Čo je priemerná rýchlosť?

priemerná rýchlosť je pomer celkovej prejdenej vzdialenosti k celkovému času.

Ako určiť rýchlosť, ak poznáme vzdialenosť a čas?

V 7. ročníku ste riešili celkom jednoduché úlohy na nájdenie dráhy, času či rýchlosti pohybu. Tento rok sa bližšie pozrieme na to, aké druhy mechanického pohybu existujú, ako opísať mechanický pohyb akéhokoľvek druhu, čo robiť, ak sa rýchlosť počas pohybu mení atď.

Už dnes sa zoznámime so základnými pojmami, ktoré pomáhajú opísať kvantitatívne aj kvalitatívne mechanický pohyb. Tieto koncepty sú veľmi praktickými nástrojmi pri zvažovaní akéhokoľvek druhu mechanického pohybu.

Učenie nového materiálu:

Všetko vo svete okolo nás je v neustálom pohybe. Čo znamená slovo „pohyb“?

Pohyb je akákoľvek zmena, ku ktorej dochádza v prostredí.

Najjednoduchším typom pohybu je nám už známy mechanický pohyb.

Pri riešení akýchkoľvek problémov súvisiacich s mechanickým pohybom je potrebné vedieť tento pohyb popísať. A to znamená, že musíte určiť: trajektóriu pohybu; rýchlosť pohybu; dráha, ktorú telo prejde; polohu tela v priestore v akomkoľvek danom čase.

Napríklad pri cvičeniach v Arménskej republike, aby ste mohli vystreliť projektil, potrebujete poznať dráhu letu, ako ďaleko dopadne.

Z kurzu matematiky vieme, že poloha bodu v priestore sa určuje pomocou súradnicového systému. Predpokladajme, že potrebujeme opísať polohu nie bodu, ale celého telesa, ktoré, ako vieme, pozostáva z mnohých bodov a každý bod má svoj vlastný súbor súradníc.

Pri popise pohybu telesa, ktoré má rozmery, vyvstávajú ďalšie otázky. Napríklad ako opísať pohyb telesa, ak sa pri pohybe teleso otáča aj okolo vlastnej osi. V takomto prípade má každý bod daného telesa okrem vlastnej súradnice aj svoj smer pohybu a svoj modul rýchlosti.

Príkladom je ktorákoľvek z planét. Keď sa planéta otáča, protiľahlé body na povrchu majú opačný smer pohybu. Navyše, čím bližšie k stredu planéty, tým nižšia je rýchlosť bodov.

Ako potom byť? Ako opísať pohyb telesa, ktoré má veľkosť?

Ak to chcete urobiť, môžete použiť koncept, ktorý znamená, že veľkosť telo akoby zaniklo, ale hmota tela zostáva. Tento pojem sa nazýva hmotný bod.

Napíšeme definíciu:

Hmotný bod je tzv teleso, ktorého rozmery možno v podmienkach riešeného problému zanedbať.

Hmotné body v prírode neexistujú. Hmotný bod je modelom fyzického tela. Pomocou hmotného bodu sa rieši pomerne veľké množstvo problémov. Ale nie vždy je možné uplatniť náhradu telesa hmotným bodom.

Ak v podmienkach riešeného problému veľkosť tela nemá osobitný vplyv na pohyb, potom je možné vykonať takúto náhradu. Ale ak veľkosť tela začne ovplyvňovať pohyb tela, potom je výmena nemožná.

Napríklad futbalová lopta. Ak letí a rýchlo sa pohybuje po futbalovom ihrisku, potom je to hmotný bod a ak leží na regáloch športového obchodu, potom toto telo nie je hmotným bodom. Lietadlo letí na oblohe - hmotný bod, pristálo - jeho veľkosť už nemožno zanedbať.

Niekedy ho možno brať ako hmotný bod tela, ktorého rozmery sú porovnateľné. Napríklad osoba ide hore po eskalátore. Len stojí, ale každý jeho bod sa pohybuje rovnakým smerom a rovnakou rýchlosťou ako človek.

Takéto hnutie sa nazýva progresívne. Zapíšme si definíciu.

translačný pohyb – Ide o pohyb telesa, pri ktorom sa všetky jeho body pohybujú rovnakým spôsobom. Napríklad to isté auto sa pohybuje vpred po ceste. Presnejšie povedané, iba karoséria automobilu vykonáva translačný pohyb, zatiaľ čo jeho kolesá vykonávajú rotačný pohyb.

Ale pomocou jedného hmotného bodu nebudeme vedieť opísať pohyb telesa. Preto zavedieme pojem referenčný systém.

Každý referenčný systém pozostáva z troch prvkov:

1) Samotná definícia mechanického pohybu zahŕňa prvý prvok akéhokoľvek referenčného rámca. „Pohyb telesa vo vzťahu k iným telesám“. Kľúčová fráza je o iných telách. Počítať telo - toto telesa, voči ktorému sa pohyb zvažuje

2) Opäť druhý prvok referenčného systému vyplýva z definície mechanického pohybu. Kľúčová fráza je v priebehu času. To znamená, že na to, aby sme pohyb opísali, musíme určiť čas pohybu od začiatku v každom bode trajektórie. A na počítanie času, ktorý potrebujeme hodiny.

3) A tretí prvok sme už vyjadrili na samom začiatku hodiny. Aby sme mohli nastaviť polohu tela v priestore, potrebujeme súradnicový systém.

teda Referenčný systém je systém, ktorý pozostáva z referenčného telesa, s ním spojeného súradnicového systému a hodín.

Referenčné systémy Budeme používať dva typy karteziánskeho systému: jednorozmerný a dvojrozmerný.

Zo siedmeho ročníka kurzu fyziky si pamätáme, že mechanický pohyb telesa je jeho pohyb v čase vzhľadom na iné telesá. Na základe takýchto informácií môžeme predpokladať potrebnú sadu nástrojov na výpočet pohybu tela.

Najprv potrebujeme niečo, v súvislosti s čím budeme robiť naše výpočty. Ďalej sa musíme dohodnúť, ako budeme určovať polohu tela voči tomuto „niečomu“. A nakoniec budete musieť nejako opraviť čas. Aby sme teda mohli vypočítať, kde sa teleso bude nachádzať v konkrétnom okamihu, potrebujeme referenčný rámec.

Referenčný rámec vo fyzike

Vo fyzike je referenčný systém súbor referenčného telesa, súradnicový systém spojený s referenčným telesom a hodiny alebo iné zariadenie na meranie času. Zároveň by sme mali vždy pamätať na to, že akýkoľvek referenčný rámec je podmienený a relatívny. Vždy je možné prijať iný referenčný rámec, v porovnaní s ktorým bude mať akýkoľvek pohyb úplne odlišné charakteristiky.

Relativita je vo všeobecnosti dôležitým aspektom, ktorý by sa mal brať do úvahy takmer pri každom výpočte vo fyzike. Napríklad v mnohých prípadoch nie sme ani zďaleka schopní kedykoľvek určiť presné súradnice pohybujúceho sa telesa.

Predovšetkým nemôžeme umiestniť pozorovateľov s hodinami každých sto metrov pozdĺž železničnej trate z Moskvy do Vladivostoku. V tomto prípade vypočítame rýchlosť a polohu tela približne za nejaký časový úsek.

Pri určovaní polohy vlaku na trase dlhej niekoľko sto či tisíc kilometrov nám nezáleží na presnosti do jedného metra. Na tento účel existujú aproximácie vo fyzike. Jedným z takýchto priblížení je pojem „hmotný bod“.

Hmotný bod vo fyzike

Hmotný bod vo fyzike označuje teleso v prípadoch, keď je možné zanedbať jeho veľkosť a tvar. Predpokladá sa, že hmotný bod má hmotnosť pôvodného telesa.

Napríklad pri výpočte času, ktorý bude lietadlu trvať let z Novosibirska do Novopolotska, sa nestaráme o veľkosť a tvar lietadla. Stačí vedieť, akou rýchlosťou sa vyvíja a vzdialenosť medzi mestami. V prípade, že potrebujeme vypočítať odpor vetra v určitej výške a pri určitej rýchlosti, potom sa nezaobídeme bez presnej znalosti tvaru a rozmerov toho istého lietadla.

Takmer každé teleso možno považovať za hmotný bod buď vtedy, keď je vzdialenosť, ktorú telo prejde, veľká v porovnaní s jeho veľkosťou, alebo keď sa všetky body telesa pohybujú rovnakým spôsobom. Napríklad auto, ktoré prešlo z obchodu na križovatku niekoľko metrov, je celkom porovnateľné s touto vzdialenosťou. Ale aj v takejto situácii to možno považovať za hmotný bod, pretože všetky časti auta sa pohybovali rovnako a na rovnakú vzdialenosť.

Ale v prípade, že to isté auto potrebujeme umiestniť do garáže, to už nemožno považovať za hmotný bod. Musíte vziať do úvahy jeho veľkosť a tvar. To sú aj príklady, kedy je potrebné brať do úvahy relativitu, teda s ohľadom na to, čo robíme konkrétne výpočty.

V tejto lekcii, ktorej témou je: „Hmotný bod. Referenčný systém“, zoznámime sa s definíciou hmotného bodu, zvážime určenie polohy rôznych telies pomocou súradníc. Okrem toho zvážte, čo je referenčný systém a prečo je potrebný.

Predstavte si, že sedíte doma, vo svojej izbe a dostanete otázku: „Kde si?“. Ako na to odpoviete? Môžete odpovedať „doma“ a to by bola správna odpoveď. Môžete odpovedať „vo svojej izbe, pri stole“, pomenovať mesto alebo povedať, že ste v Rusku. Odpoveď na otázku "kde si?" budú uvedené, všetky tieto možnosti sú správne.

Ako si teda vyberieme, čo odpovieme? Záleží na tom, ako presne potrebujete poznať miesto. Ak sa matka spýta, kto vošiel do bytu, chce vedieť, v ktorej izbe sa nachádzate. Ak vás priateľ z iného mesta požiada o stretnutie po telefóne, je mu jedno, či ste vo svojej izbe alebo v kuchyni, a ešte viac, akú časť nôh máte pod stolom a akú časť rúk. leží na stole. Len potrebuje vedieť, či ste odišli z mesta.

Pri odpovedi na jednoduchú otázku sme zahodili všetko nadbytočné, zjednodušili a odpovedali tak presne, ako sa to v každom konkrétnom prípade vyžaduje.

V každom kroku používame zjednodušenia, ktoré popisujeme objekty alebo procesy z pohľadu toho, čo nás zaujíma.

Ďalším príkladom sú geografické mapy (pozri obr. 1).

Ryža. 1. Geografická mapa

Bolo by možné umiestniť satelitné fotografie oblasti do atlasov, ale nikto to nerobí. Pri štúdiu geografie nám nezáleží na tom, ako ktorý objekt vyzerá, a nie všetky objekty sú pre nás zaujímavé, preto sa pri tvorbe máp zahadzuje nepotrebné. Na fyzickej mape zostáva reliéf a vodné plochy (pozri obr. 2), na politickej mape hranice štátov a najväčších miest (pozri obr. 3)

A ako ukazujete svoju polohu na mape? Umiestnite bod, ktorý nemá nič spoločné so skutočným vy, ale opisuje vašu situáciu a pri pohľade na bod na mape všetkému rozumiete (pozri obr. 4).

Ryža. 4. Označenie na mape

Vo fyzike využijeme aj zjednodušenia.

Zjednodušená reprezentácia niečoho, čo potrebujeme študovať alebo opísať s danou mierou zhody s realitou, sa nazýva Model.

Človek myslí v modeloch. Predstavte si bicykel. Teraz sa ho snažte nakresliť čo najpresnejšie.

Je úžasné, koľko z vás bude bojovať a každý vie, ako bicykel vyzerá a každý to s ľahkosťou prezentoval. Imaginárny obraz je však celkom približný: dve kolesá, volant, pedále, sedadlo, tieto časti sú spojené rámom, ale nemyslíme na to, ako presne sú spojené, aký tvar a akú farbu majú.

Aké detaily vynechávame a na čo si dávame pozor? V každodennom živote - podľa vlastného uváženia, v závislosti od potrieb. Vo vede je potrebná presnosť a istota, preto si vo fyzike jasne určíme modely, ktoré budeme študovať a ktoré budú s danou presnosťou zodpovedať skutočnosti.

Model

Keď sa vo fyzike povie slovo model, najčastejšie máme na mysli zmenšenú kópiu niečoho, nejaký obraz predmetu, jeho popis, slovný alebo matematický. Takáto kópia nie je originál, ale poskytuje zjednodušený pohľad na ňu. Miera zjednodušenia môže byť rôzna v závislosti od toho, akých informácií máme dostatok. Vezmime si model auta. Niektorí zbierajú modely, ktoré vyzerajú ako skutočné, to znamená, že dávajú predstavu o vzhľade auta (pozri obr. 5). Ryža. 5. Model auta Zároveň takýto model nebude zobrazovať zariadenie motora, ale pre náš účel stačí vzhľad. Ak poviete kamarátovi, ako vás predbehlo iné auto, nemusíte mať zberateľské modely týchto áut, nie je pre vás dôležitý vzhľad, dôležitý je pre vás pohyb a umiestnenie áut. Stačí si zobrať dva obdĺžnikové predmety, napríklad mobilné telefóny, a simulovať predbiehanie na stole (pozri obr. 6). Ryža. 6. Predbiehanie áut Ďalší príklad: požiadajú vás, aby ste si kúpili chlieb. Pojem "chlieb" je zjednodušený model, vo slovnom spojení "Kúpiť chlieb" nie je údaj o pekárni-výrobcovi, ani o zložení, ani o presnej hmotnosti bochníka. Upresňujeme len, či kúpiť bielu alebo čiernu, všetky ostatné detaily vynecháme. Ak sú niektoré detaily dôležité, potom budeme požiadaní, aby sme "Kúpili malý bochník bieleho chleba." Toto bude ďalší presnejší model: už bude špecifikovať veľkosť bochníka a druh chleba, ale vynechá aj všetko ostatné. Modely používame neustále – voľbou presnosti extrakcie alebo prenosu informácií už modelujeme realitu.

Budeme študovať mechanický pohyb. Pohyb je pohyb telies v čase.

Zaujíma nás, že telo bolo na jednom mieste a po chvíli skončilo na inom. Ako by ste to opísali? Napríklad auto bolo ráno na parkovisku a potom odviezlo k domu. Pri pohľade z okna ukážete prstom, kde bol ráno, a potom ukážete, kde je teraz (pozri obr. 7).

Ryža. 7. Poloha auta

Ako nakresliť na papier cestu domov zo školy? Keď označíte školu, dom a niekoľko kľúčových objektov, ako je autobusová zastávka, stanica metra, križovatka, kde odbočíte, označíte bodkami: najprv som tu, potom idem sem a prídem sem (pozri obr. 8).

Ryža. 8. Cesta domov zo školy

Upozorňujeme, že v týchto príkladoch, ako aj v mnohých iných prípadoch, nemusíme venovať pozornosť veľkosti a tvaru pohybujúcich sa telies. Ten či onen žiak kráča zo školy, šoféruje auto alebo beží slon – na papieri ich označíme rovnakými bodkami. Je to veľmi výhodné a tento model použijeme tam, kde je to možné.

Tento model sa nazýva hmotný bod- model tela, ktorého veľkosť a tvar pri tomto probléme možno zanedbať.

Iné modely v kinematike

V mechanike môže byť fyzikálnym modelom pohybujúceho sa telesa hmotný bod, ktorého rozmery je možné v danej úlohe zanedbať, alebo teleso, ktoré má tvar a rozmery, ak sú pre nás v tejto úlohe dôležité (pozri obr. 9). Ryža. 9. Pohybové vzorce Pohybové modely, ktoré budeme používať, sú rovnomerný pohyb po priamke, rovnomerne zrýchlený pohyb po priamke a rovnomerný pohyb po kružnici. Každý, kto skúsil jazdiť na bicykli po úzkej rovnej ceste alebo hrazde, vie, aké ťažké je udržať dokonale rovnú cestu, cesta je vždy zakrivená, ale takéto nepresnosti môžeme ignorovať, ignorovať pohyb hore a dole po nerovnostiach pri všetky a môžeme redukovať pohyb na jeden zo študovaných modelov.

Je potrebné pochopiť, že každý model má svoje vlastné limity použitia a nie všetky telesá a nie vo všetkých prípadoch možno považovať za materiálne body. To isté auto, ak uvažujeme jeho pohyb z parkoviska k domu, môžeme považovať za hmotný bod, jeho rozmery nie sú dôležité (pozri obr. 10).

Ryža. 10. Auto - hmotný bod

Ak ale zvážime, ako sa zmestí na parkovisko medzi dve susediace autá, treba brať do úvahy jeho veľkosť a tvar.

Budeme študovať pohyb hmotného bodu. Pohyb je zmena polohy v priebehu času. Ako opísať situáciu?

Vyberte si predmet vo svojej izbe a teraz mi povedzte, kde to je. Povedzme, že ste si vybrali šálku, z ktorej ste nedávno pili čaj a ešte ste si ju nevzali do kuchyne. Poviete niečo ako „je na stole pol metra naľavo od klávesnice“ alebo „je priamo pred denníkom“ (pozri obr. 11).

Ryža. 11. Poloha pohára na stole

Teraz skúste uviesť jeho polohu bez toho, aby ste spomenuli ďalšie položky, ako je klávesnica alebo denník. Nebudem pracovať. Pri popise polohy telesa alebo bodu musíte vybrať iné teleso a nastaviť polohu vzhľadom k nemu, teda súradnice.

Súradnice- toto je spôsob, ako presne označiť miesto, adresu tohto miesta. Táto adresa by mala miesto nielen identifikovať, ale aj pomôcť ho nájsť, naznačiť jeho polohu v usporiadanom rade podobných bodov (výraz „súradnica“ pochádza zo slova ordinare, čo znamená „usporiadať“, s predponou co-, čo znamená „spolu, spoločne, dohodnuté“).

vlastnosti čísla

Napríklad súradnica domu na ulici je jeho číslo, ktoré sa počíta od okraja ulice, ktorý sa berie ako začiatok. Číslo domu nielenže naznačuje, o akom dome hovoríme (približne ten istý, napr. päťposchodový, s kaderníctvom na prízemí), ale aj to, kde ho možno nájsť: ak sme minuli domy č. 8 a č.10, potom číslo domu 16 by malo byť niekde vpredu (pozri obr. 12).

Ryža. 12. Číslo domu

Zatiaľ čo názov ulice ju často iba identifikuje (počujeme o Pushkinskej ulici a chápeme, o aký druh ulice ide), ale neobsahuje informácie o jej polohe medzi ostatnými ulicami (nemá poradie).

V kine sú číslo radu a číslo sedadla súradnicami stoličky: vieme, kde je pôvod (zvyčajne naľavo od obrazovky), takže ak vidíme piaty rad, vieme, kde hľadať veľké čísla riadkov. To isté s miestami: ak hľadáme miesto č. 13, ideme hneď na koniec radu, a keď vidíme miesto č. 11, pochopíme, že sme blízko (pozri obr. 13).

Ryža. 13. Želané miesto v kine

Číslo nie je len meno (nápis na stoličke), ale aj vodítko pri hľadaní (poriadok).

Každý, kto hral námorný boj, vie, že polohu bunky možno jedinečne nastaviť pomocou niekoľkých parametrov: v tomto prípade písmeno označujúce stĺpec a číslo označujúce riadok a stĺpce a riadky sa počítajú od ľavého horného rohu. poľa (pozri obr. 14) .

Ryža. 14. Hra "Námorná bitka"

Polohu určíte určením smeru a vzdialenosti napríklad 50 kilometrov od mesta na severovýchod (pozri obr. 15).

Ryža. 15. Detekcia polohy

Príklady súradnicových systémov

V každom prípade, keď niečomu nastavujeme polohu, používame jeho súradnice v tej či onej forme. Napríklad: - na fotografii píšu „v prvom rade, druhý zľava, Ivanov“ (pozri obr. 16). Súradnice sú riadok a miesto v ňom; Ryža. 16. Pozícia osoby na fotografii: Ivanov je druhý zľava - na lístky napíšu číslo radu a číslo sedadla: súradnice radu a sedadla (pozri obr. 17); Ryža. 17. Lístok - ulica, číslo domu - súradnice: ulica a čísla; - „opustíte metro“ taký a taký “, odbočte doľava a prejdite 100 m; - Polohu telesa na povrchu Zeme je možné nastaviť rôznymi spôsobmi: - 30 km severne od Moskvy, 40 km východne. V tomto prípade sú súradnice dvojicou čísel: vzdialenosť východ/západ a sever/juh; - 50 km na severovýchod. Súradnice sú tu smerový uhol vzhľadom na os východ/západ + dĺžka vektora polomeru (pozri obr. 18). Ryža. 18. Pozícia na mape sveta

V mechanike budeme najčastejšie používať pravouhlý (alebo kartézsky) súradnicový systém. V ňom je poloha bodu v rovine daná nasledovne. Existuje referenčný bod, teda počiatok súradníc, a existujú dva navzájom kolmé smery. Poloha bodu je daná vzdialenosťou, ktorú je potrebné prejsť od začiatku súradníc jedným a druhým smerom, aby sme sa dostali do tohto bodu (pozri obr. 19), ako v kine pri pohybe po radoch a pozdĺž rad na sedadlá.

Opíšeme teda pohyb hmotného bodu. Na jej popis potrebujeme referenčné teleso, vzhľadom na ktoré nastavíme polohu bodu. Na presné a jednoznačné nastavenie polohy potrebujete súradnicový systém (pozri obr. 20).

Ryža. 20. Referenčný systém

Ale pohyb je pohyb v čase, takže sa stále musíte rozhodnúť pre meranie času. Zdalo by sa, že sekunda na hodinkách každému trvá rovnako, až na chybné hodinky, aký je potom problém s meraním času? Predstavte si: ak je začiatok pohybu detekovaný hodinami, ktoré ukazujú 14:40, a koniec - stopkami, ktoré sa zastavia o 02:36:41 a nie je známe, kedy je spustený. Pri zariadení na meranie času a momentu, kedy meranie začína, sa preto musíme rozhodnúť aj ako určíme referenčné teleso a súradnicový systém.

Teraz máme všetky nástroje, ktoré sú potrebné na opis pohybu: referenčné teleso, súradnicový systém a zariadenie na meranie času. Spolu tvoria referenčný systém.

Pri riešení problémov si nezávisle vyberieme referenčný rámec, v ktorom bude proces opísaný v probléme pre nás najvhodnejší.

Týmto sa naša lekcia končí, ďakujeme za pozornosť.

Bibliografia

1. Sokolovič Yu.A., Bogdanova G.S. Fyzika: Príručka s príkladmi riešenia problémov. - Redistribúcia 2. vydania. - X .: Vesta: Vydavateľstvo "Ranok", 2005. - 464 s.

2. Peryshkin A.V., Gutnik E.M. fyzika. 9. ročník: učebnica. pre všeobecné vzdelanie inštitúcie - 14. vyd., stereotypné. - M.: Drop, 2009. - 300 s.

Domáca úloha

1. Definujte hmotný bod.

2. Čo je to referenčný rámec?

3. Aký je model?

4. Určte súradnice troch bodov:

Mechanický pohyb telesa je zmena jeho polohy v priestore vzhľadom na iné telesá v priebehu času. Ak chcete posúdiť, či sa dané teleso pohybuje alebo nie, musíte najprv vybrať referenčné teleso a potom zistiť, či sa jeho poloha uvažovaného telesa mení vzhľadom na zvolené referenčné teleso. V tomto prípade sa teleso môže pohybovať vo vzťahu k jednému referenčnému telesu a spočívať vo vzťahu k inému.

Teleso je možné považovať za hmotný bod, aj keď jeho rozmery sú úmerné vzdialenosti, ktorú prešlo. Napríklad človek stojí nehybne na schode eskalátora. V každom okamihu sa všetky body jeho tela pohybujú rovnakým spôsobom. Takéto hnutie sa nazýva progresívne.

Ale ak je potrebné určiť dráhu, ktorú telo prešlo za určitý čas, potom budeme potrebovať ďalšie prístroje na meranie času – hodinky. Súradnicový systém spojený s referenčným telesom a hodiny na meranie času tvoria referenčný systém, ktorý vám umožňuje kedykoľvek určiť polohu pohybujúceho sa telesa.