Механическое движение

Билет №1

1. Механическое движение – это изменение положения тела в пространстве с течением времени относительно других тел.

Из всех многообразных  форм движения материи этот вид движения является самым простым.

Например: перемещение стрелки  часов по циферблату, идут люди, колышутся ветки деревьев, порхают бабочки, летит самолет и т.д.

Определение положения тела в любой  момент времени является основной задачей  механики.

Движение тела, при котором все  точки движутся одинаково, называется поступательным.

• Материальная точка – это физическое тело, размерами которого в данных условиях движения можно пренебречь, считая, что вся его масса сосредоточенны в одной точке.
• Траектория – это линия которую описывает материальная точка при своем движении.
• Путь – это длина траектории движения материальной точки.
• Перемещение – это направленный отрезок прямой (вектор), соединяющий начальное положение тела с его последующим положением.
• Система отсчета – это: тело отсчета, связанная с ним система координат, а также прибор для отсчета времени.

Важная особенность  мех. движения – его относительность.

Относительность движения – это перемещение и скорость тела относительно разных систем отсчета различны (например, человек и поезд). Скорость тела относительно неподвижной системы координат равна геометрической сумме скоростей тела относительно подвижной системы и скорости подвижной системы координат относительно неподвижной. (V₁ – скорость человека в поезде, V₀- скорость поезда, то V=V₁+V₀).

Классический  закон сложения скоростей формулируется следующим образом: скорость движения материальной точки по отношению к системе отсчета, принимаемой за неподвижную, равна векторной сумме скоростей движения точки в подвижной системе и скорости движения подвижной системы относительно неподвижной.

Характеристики механического  движения связаны между собой основными кинематическими уравнениями.

s = v_0t + at²/ 2;

v = v₀ + at.

Предположим, что тело движется без ускорения (самолет на маршруте), его скорость в течение продолжительного времени не меняется, а = 0, тогда кинематические уравнения будут иметь вид: v = const, s = vt.

Движение, при котором  скорость тела не меняется, т. е. тело за любые равные промежутки времени перемещается на одну и ту же величину, называют равномерным прямолинейным движением.

Во время старта скорость ракеты быстро возрастает, т. е. ускорение а > О, а == const.

В этом случае кинематические уравнения выглядят так: v = v₀ + at,   s = V_0t + at²/ 2.

При таком движении скорость и ускорение имеют одинаковые направления, причем скорость изменяется одинаково за любые равные промежутки времени. Этот вид движения называют равноускоренным.

При торможении автомобиля скорость уменьшается одинаково за любые равные промежутки времени, ускорение меньше нуля; так как скорость уменьшается, то уравнения принимают вид:v = v₀ + at,  s = v_0t - at²/ 2.Такое движение называют равнозамедленным.

Равноускоренным называется движение с ускорением, постоянным по модулю и направлению. Скорость при равноускоренном движении вычисляется как .

Отсюда формула для  пути при равноускоренном движении выводится как:

 

Также справедливы формулы  , выводимая из уравнений скорости и пути при равноускоренном движении.

При равномерном прямолинейном движении с постоянной скоростью U      вектор скорости в каждой точке направлен вдоль траектории.

Средняя скорость и численное  значение мгновенной – равны, при  таком движении ускорение а остается величиной постоянной, причем нормальная составляющая равна 0.

Если направление ускорения  совпадает с направлением скорости, то движение называется - равноускоренным, а если не совпадает – то, равнозамедленным.

• Прямолинейное движение, при котором скорость тела за любые равные промежутки времени изменяется на одинаковую величину, называется равноускоренным прямолинейным движением.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Последовательное соединение - это соединение, при котором конец одного проводника соединяется с началом другого.

Для того чтобы нам  можно было получить математические записи наших закономерностей, мы будем использовать закон Ома для участка цепи. Этот закон даст возможность получить закон для третьей электрической величины – сопротивление.

математическая запись закона токов для последовательного соединения проводников:

 

Iобщ = I1 = I2

 

Эту запись можно прочитать  так:

 

Сила тока в различных  последовательно соединенных участках цепи одинакова.

 

Это и есть первый закон  последовательного соединения проводников.

 

математическая запись закона напряжений при последовательном соединении проводников:

 

Uобщ = U1 + U2

формулировка этого закона:

 

Полное напряжение в  цепи при последовательном соединении равно сумме напряжений на отдельных  участках цепи.

Выведем ещё один закон  – это закон сопротивлений. Для  этого применим второй закон последовательного соединения проводников и закон Ома для участка цепи.

По закону Ома U = IR, значит второй закон последовательного  соединения проводников запишется  в другом виде:

 

IRобщ = IR1 + IR2 , так как Iобщ = I1 = I2 = const => Rобщ = R1 + R2

 

Мы получили третий закон  последовательного соединения проводников  – закон сопротивлений. Сформулируем его:

Общее сопротивление  цепи при последовательном соединении проводников равно сумме сопротивлений  отдельных проводников (или отдельных  участков цепи).

 

 

Если имеем n – проводников  с одинаковым сопротивлением R , т.е. R1 = R2 = R3 , то получим

 

Rобщ = R1 n

 

Качественная оценка этой формулы  состоит в следующем: при последовательном соединении проводников как бы увеличивается  длина проводника, включенного в цепь, что приводит к увеличению сопротивления. Это хорошо видно из формулы зависимости сопротивления проводника от его размеров и материала, из которого он изготовлен.

 

R = pl/S

 

Применение последовательного  соединения проводников

 

Основным недостатком последовательного соединения проводников является то, что при выходе из строя одного из элементов соединения отключаются и остальные. Так, например, если перегорит одна из ламп елочной гирлянды, то погаснут и все другие. Указанный недостаток может обернуться и достоинством. Представьте себе, что некоторую цепь нужно защитить от перегрузки: при увеличении силы тока цепь должна автоматически отключаться.