هل تعتقد أنك تتحرك أم لا عندما تقرأ هذا النص؟ سيجيب كل واحد منكم على الفور: لا ، أنا لا أتحرك. وسيكون من الخطأ. قد يقول البعض إنني أتحرك. وهم مخطئون أيضًا. لأنه في الفيزياء ، بعض الأشياء ليست تمامًا كما تبدو للوهلة الأولى.
على سبيل المثال ، يعتمد مفهوم الحركة الميكانيكية في الفيزياء دائمًا على النقطة المرجعية (أو الجسم). لذلك فإن الشخص الذي يطير في طائرة يتحرك بالنسبة إلى أقاربه الذين تركوا في المنزل ، لكنه في حالة راحة بالنسبة لصديق يجلس بجانبه. لذا ، فإن الأقارب الذين يشعرون بالملل أو الصديق الذي ينام على كتفه ، في هذه الحالة ، هم هيئات مرجعية لتحديد ما إذا كان الشخص المذكور أعلاه يتحرك أم لا.
تعريف الحركة الميكانيكية
في الفيزياء تعريف الحركة الميكانيكية المدروسة في الصف السابع كالتالي:يسمى التغيير في موضع الجسم بالنسبة للأجسام الأخرى بمرور الوقت بالحركة الميكانيكية. من الأمثلة على الحركة الميكانيكية في الحياة اليومية حركة السيارات والأشخاص والسفن. المذنبات والقطط. فقاعات الهواء في غلاية الغليان والكتب المدرسية في حقيبة ظهر ثقيلة لطالب المدرسة. وفي كل مرة يكون بيان حول حركة أو راحة أحد هذه الأشياء (الأجسام) بلا معنى دون الإشارة إلى جسم المرجع. لذلك ، في الحياة غالبًا ، عندما نتحدث عن الحركة ، فإننا نعني الحركة بالنسبة إلى الأرض أو الأجسام الثابتة - المنازل والطرق وما إلى ذلك.
مسار الحركة الميكانيكية
من المستحيل أيضًا عدم ذكر هذه الخاصية للحركة الميكانيكية كمسار. المسار هو الخط الذي يتحرك فيه الجسم. على سبيل المثال ، آثار الأقدام في الثلج ، وبصمة الطائرة في السماء ، وبصمة المسيل للدموع على الخد كلها مسارات. يمكن أن تكون مستقيمة أو منحنية أو مكسورة. لكن طول المسار ، أو مجموع الأطوال ، هو المسار الذي يقطعه الجسم. يتم تمييز المسار بالحرف s. ويتم قياسها بالمتر والسنتيمتر والكيلومترات ، أو بالبوصة والياردات والأقدام ، اعتمادًا على وحدات القياس المقبولة في هذا البلد.
أنواع الحركة الميكانيكية: حركة موحدة ومتفاوتة
ما هي أنواع الحركات الميكانيكية؟ على سبيل المثال ، أثناء رحلة بالسيارة ، يتحرك السائق بسرعات مختلفة عند القيادة في جميع أنحاء المدينة وبنفس السرعة تقريبًا عند دخوله الطريق السريع خارج المدينة. أي أنه يتحرك إما بشكل غير متساوٍ أو متساوٍ. لذا فإن الحركة ، اعتمادًا على المسافة المقطوعة لفترات زمنية متساوية ، تسمى موحدة أو غير متساوية.
أمثلة على الحركة المنتظمة وغير المنتظمة
هناك أمثلة قليلة جدًا على الحركة المنتظمة في الطبيعة. تتحرك الأرض بالتساوي تقريبًا حول الشمس ، وتتساقط قطرات المطر ، وتظهر الفقاعات في الصودا. حتى الرصاصة التي يتم إطلاقها من مسدس تتحرك في خط مستقيم وبشكل متساوٍ للوهلة الأولى فقط. من الاحتكاك مع الهواء وجاذبية الأرض ، تصبح رحلتها أبطأ تدريجياً ، ويقل مسارها. هنا في الفضاء ، يمكن أن تتحرك الرصاصة بشكل مستقيم ومتساوي حتى تصطدم بجسم آخر. ومع الحركة غير المتكافئة ، تكون الأمور أفضل بكثير - هناك العديد من الأمثلة. تحليق كرة القدم أثناء لعبة كرة القدم ، وحركة الأسد الذي يصطاد فريسته ، وسفر العلكة في فم طالب الصف السابع ، والفراشة التي ترفرف فوق زهرة ، كلها أمثلة على الحركة الميكانيكية غير المتكافئة للأجسام.
يبدأ التعرف على المسار الكلاسيكي للفيزياء بأبسط القوانين التي تخضع لها الأجسام المتحركة في الفضاء. الحركة المنتظمة المستقيمة هي أبسط أشكال تغيير موضع الجسم في الفضاء. تتم دراسة هذه الحركة في قسم علم الحركة.
خصم أرسطو
لا يزال جاليليو جاليلي في سجلات التاريخ كواحد من أعظم علماء الطبيعة في أواخر عصر النهضة. لقد تجرأ على التحقق من أقوال أرسطو - بدعة لم يسمع بها من قبل في ذلك الوقت ، لأن تعليم هذا الحكيم القديم كان مدعومًا بكل طريقة ممكنة من قبل الكنيسة. لم يتم النظر بعد ذلك في فكرة الحركة المنتظمة - إما أن الجسم يتحرك "بشكل عام" ، أو كان في حالة راحة. كانت هناك حاجة لتجارب عديدة لشرح طبيعة الحركة.
تجارب جاليليو
من الأمثلة الكلاسيكية لدراسة الحركة تجربة جاليليو الشهيرة ، عندما ألقى بأوزان مختلفة من برج بيزا المائل الشهير. نتيجة لهذه التجربة ، اتضح أن الأجسام ذات الكتل المختلفة تسقط بنفس السرعة. في وقت لاحق ، استمرت التجربة في المستوى الأفقي. اقترح جاليليو أن أي كرة في حالة عدم وجود احتكاك سوف تتدحرج إلى أسفل المنحدرات لفترة طويلة بشكل تعسفي ، في حين أن سرعتها ستكون ثابتة أيضًا. لذلك ، من الناحية التجريبية ، اكتشف جاليليو جاليلي جوهر قانون نيوتن الأول - في غياب القوى الخارجية ، يتحرك الجسم في خط مستقيم بسرعة ثابتة. الحركة المنتظمة المستقيمة هي التعبير عن قانون نيوتن الأول. حاليًا ، يتعامل فرع خاص من الفيزياء ، علم الحركة ، مع أنواع مختلفة من الحركة. ترجم هذا الاسم من اليونانية ، ويعني - عقيدة الحركة.
نظام إحداثيات جديد
سيكون تحليل الحركة الموحدة مستحيلًا بدون إنشاء مبدأ جديد لتحديد موقع الأجسام في الفضاء. الآن نسميها نظام إحداثيات مستقيم. مؤلفها هو الفيلسوف وعالم الرياضيات الشهير رينيه ديكارت ، وبفضله نسمي نظام الإحداثيات الديكارتي. في هذا الشكل ، من الملائم جدًا تمثيل مسار الجسم في الفضاء ثلاثي الأبعاد وتحليل هذه الحركات من خلال ربط موضع الجسم بمحاور الإحداثيات. يتكون نظام الإحداثيات المستطيل من خطين مستقيمين يتقاطعان بزاوية قائمة. عادة ما تؤخذ نقطة التقاطع على أنها أصل القياسات. الخط الأفقي يسمى الإحداثي ، الخط العمودي يسمى الإحداثي. نظرًا لأننا نعيش في فضاء ثلاثي الأبعاد ، يتم أيضًا إضافة محور ثالث إلى نظام الإحداثيات المستوية - ويسمى التطبيق.
كشف السرعة
لا يمكن قياس السرعة بالطريقة التي نقيس بها المسافة والوقت. هذه دائمًا قيمة مشتقة ، تتم كتابتها كنسبة. في الشكل الأكثر عمومية ، تكون سرعة الجسم مساوية لنسبة المسافة المقطوعة إلى الوقت المنقضي. معادلة السرعة هي:
حيث d هي المسافة المقطوعة ، t هي الوقت المنقضي.
يؤثر الاتجاه بشكل مباشر على تعيين المتجه للسرعة (القيمة التي تحدد الوقت هي عدد قياسي ، أي ليس لها اتجاه).
مفهوم الحركة الموحدة
في حركة موحدة ، يتحرك الجسم على طول خط مستقيم بسرعة ثابتة. نظرًا لأن السرعة عبارة عن كمية متجهة ، فإن خصائصها لا تُوصَف برقم فحسب ، بل أيضًا بالاتجاه. لذلك ، من الأفضل توضيح التعريف ، والقول إن سرعة الحركة المستقيمة المنتظمة ثابتة في الحجم والاتجاه. لوصف الحركة المنتظمة المستقيمة ، يكفي استخدام نظام الإحداثيات الديكارتية. في هذه الحالة ، سيتم وضع محور OX بشكل ملائم في اتجاه الحركة.
مع الإزاحة المنتظمة ، يتم تحديد موضع الجسم في أي فترة زمنية بواسطة إحداثي واحد فقط - x. يتم توجيه اتجاه حركة الجسم ومتجه السرعة على طول المحور x ، بينما يمكن حساب بداية الحركة من علامة الصفر. لذلك ، يمكن اختزال تحليل حركة الجسم في الفضاء إلى إسقاط مسار الحركة على المحور ويمكن وصف العملية بالمعادلات الجبرية.
حركة موحدة من وجهة نظر الجبر
لنفترض أنه في وقت معين t 1 كان الجسم عند نقطة على المحور x ، إحداثيها يساوي x 1. بعد فترة زمنية معينة ، يغير الجسم موقعه. الآن سيكون تنسيق موقعه في الفضاء مساويًا لـ x 2. بتقليل النظر في حركة الجسم إلى موقعه على محور الإحداثيات ، يمكننا تحديد أن المسار الذي قطعه الجسم يساوي الفرق بين الإحداثيات الأولية والنهائية. تتم كتابة هذا جبريًا على النحو التالي: Δs \ u003d x 2 - x 1.
مبلغ السفر
يمكن أن تكون القيمة التي تحدد حركة الجسم أكبر وأقل من 0. كل هذا يتوقف على الاتجاه الذي يتحرك فيه الجسم بالنسبة لاتجاه المحور. في الفيزياء ، يمكنك كتابة الإزاحة السالبة والموجبة - كل هذا يتوقف على نظام الإحداثيات المختار للمرجع. تحدث الحركة المنتظمة المستقيمة بالسرعة الموضحة بالصيغة:
في هذه الحالة ، ستكون السرعة أكبر من الصفر إذا تحرك الجسم على طول محور OX من الصفر ؛ أقل من صفر - إذا انتقلت الحركة من اليمين إلى اليسار على طول المحور x.
يعكس هذا السجل القصير جوهر الحركة المستقيمة المنتظمة - مهما كانت التغييرات في الإحداثيات ، تظل سرعة الحركة دون تغيير.
نحن مدينون لجاليليو بفكرة رائعة أخرى. عند تحليل حركة الجسم في عالم خالٍ من الاحتكاك ، أصر العالم على أن القوى والسرعات لا تعتمد على بعضها البعض. ينعكس هذا التخمين اللامع في جميع قوانين الحركة الحالية. وبالتالي ، فإن القوى المؤثرة على الجسد لا تعتمد على بعضها البعض وتتصرف كما لو لم يكن هناك آخرون. بتطبيق هذه القاعدة على تحليل حركة الجسم ، أدرك جاليليو أن ميكانيكا العملية بأكملها يمكن أن تتحلل إلى قوى تضاف هندسيًا (متجهًا) أو خطيًا إذا كانت تعمل في اتجاه واحد. سيبدو تقريبًا كما يلي:
ما هي الحركة الموحدة هنا؟ كل شيء بسيط للغاية. على مسافات قصيرة جدًا ، يمكن اعتبار سرعة الجسم موحدة ، مع مسار مستقيم. وهكذا ، نشأت فرصة رائعة لدراسة حركات أكثر تعقيدًا ، واختزالها إلى حركات بسيطة. وهكذا ، تمت دراسة الحركة المنتظمة للجسم على طول الدائرة.
الحركة الدائرية المنتظمة
يمكن ملاحظة الحركة المنتظمة والمتسرعة في حركة الكواكب في مداراتها. في هذه الحالة ، يشارك الكوكب في نوعين من الحركات المستقلة: يتحرك بشكل موحد في دائرة وفي نفس الوقت يتحرك بشكل موحد نحو الشمس. يتم تفسير هذه الحركة المعقدة من خلال القوى المؤثرة على الكواكب. يظهر مخطط تأثير قوى الكواكب في الشكل:
كما ترى ، فإن الكوكب متورط في حركتين مختلفتين. ستعطينا الإضافة الهندسية للسرعات سرعة الكوكب على جزء معين من المسار.
الحركة المنتظمة هي الأساس لمزيد من الدراسة للكينماتيكا والفيزياء بشكل عام. هذه عملية أولية يمكن تقليل الحركات الأكثر تعقيدًا إليها. لكن في الفيزياء ، كما في أي مكان آخر ، يبدأ العظيم بالصغيرة ، وعند إطلاق سفن الفضاء في الفضاء الخالي من الهواء ، يقود الغواصات ، لا ينبغي لأحد أن ينسى أبسط التجارب التي اختبر فيها جاليليو اكتشافاته ذات مرة.
هل تعتقد أنك تتحرك أم لا عندما تقرأ هذا النص؟ سيجيب كل واحد منكم على الفور: لا ، أنا لا أتحرك. وسيكون من الخطأ. قد يقول البعض إنني أتحرك. وهم مخطئون أيضًا. لأنه في الفيزياء ، بعض الأشياء ليست تمامًا كما تبدو للوهلة الأولى.
على سبيل المثال ، يعتمد مفهوم الحركة الميكانيكية في الفيزياء دائمًا على النقطة المرجعية (أو الجسم). لذلك فإن الشخص الذي يطير في طائرة يتحرك بالنسبة إلى أقاربه الذين تركوا في المنزل ، لكنه في حالة راحة بالنسبة لصديق يجلس بجانبه. لذا ، فإن الأقارب الذين يشعرون بالملل أو الصديق الذي ينام على كتفه ، في هذه الحالة ، هم هيئات مرجعية لتحديد ما إذا كان الشخص المذكور أعلاه يتحرك أم لا.
تعريف الحركة الميكانيكية
في الفيزياء تعريف الحركة الميكانيكية المدروسة في الصف السابع كالتالي:يسمى التغيير في موضع الجسم بالنسبة للأجسام الأخرى بمرور الوقت بالحركة الميكانيكية. من الأمثلة على الحركة الميكانيكية في الحياة اليومية حركة السيارات والأشخاص والسفن. المذنبات والقطط. فقاعات الهواء في غلاية الغليان والكتب المدرسية في حقيبة ظهر ثقيلة لطالب المدرسة. وفي كل مرة يكون بيان حول حركة أو راحة أحد هذه الأشياء (الأجسام) بلا معنى دون الإشارة إلى جسم المرجع. لذلك ، في الحياة غالبًا ، عندما نتحدث عن الحركة ، فإننا نعني الحركة بالنسبة إلى الأرض أو الأجسام الثابتة - المنازل والطرق وما إلى ذلك.
مسار الحركة الميكانيكية
من المستحيل أيضًا عدم ذكر هذه الخاصية للحركة الميكانيكية كمسار. المسار هو الخط الذي يتحرك فيه الجسم. على سبيل المثال ، آثار الأقدام في الثلج ، وبصمة الطائرة في السماء ، وبصمة المسيل للدموع على الخد كلها مسارات. يمكن أن تكون مستقيمة أو منحنية أو مكسورة. لكن طول المسار ، أو مجموع الأطوال ، هو المسار الذي يقطعه الجسم. يتم تمييز المسار بالحرف s. ويتم قياسها بالمتر والسنتيمتر والكيلومترات ، أو بالبوصة والياردات والأقدام ، اعتمادًا على وحدات القياس المقبولة في هذا البلد.
أنواع الحركة الميكانيكية: حركة موحدة ومتفاوتة
ما هي أنواع الحركات الميكانيكية؟ على سبيل المثال ، أثناء رحلة بالسيارة ، يتحرك السائق بسرعات مختلفة عند القيادة في جميع أنحاء المدينة وبنفس السرعة تقريبًا عند دخوله الطريق السريع خارج المدينة. أي أنه يتحرك إما بشكل غير متساوٍ أو متساوٍ. لذا فإن الحركة ، اعتمادًا على المسافة المقطوعة لفترات زمنية متساوية ، تسمى موحدة أو غير متساوية.
أمثلة على الحركة المنتظمة وغير المنتظمة
هناك أمثلة قليلة جدًا على الحركة المنتظمة في الطبيعة. تتحرك الأرض بالتساوي تقريبًا حول الشمس ، وتتساقط قطرات المطر ، وتظهر الفقاعات في الصودا. حتى الرصاصة التي يتم إطلاقها من مسدس تتحرك في خط مستقيم وبشكل متساوٍ للوهلة الأولى فقط. من الاحتكاك مع الهواء وجاذبية الأرض ، تصبح رحلتها أبطأ تدريجياً ، ويقل مسارها. هنا في الفضاء ، يمكن أن تتحرك الرصاصة بشكل مستقيم ومتساوي حتى تصطدم بجسم آخر. ومع الحركة غير المتكافئة ، يكون الوضع أفضل بكثير - هناك العديد من الأمثلة. تحليق كرة القدم أثناء لعبة كرة القدم ، وحركة الأسد الذي يصطاد فريسته ، وسفر العلكة في فم طالب الصف السابع ، والفراشة التي ترفرف فوق زهرة ، كلها أمثلة على الحركة الميكانيكية غير المتكافئة للأجسام.
كحركية ، هناك واحدة يمر فيها الجسم لأي أطوال متساوية من الزمن بشكل تعسفي بنفس طول مقاطع المسار. هذه حركة موحدة. مثال على ذلك هو حركة متزلج في منتصف مسافة أو قطار على امتداد مسطح.
من الناحية النظرية ، يمكن للجسم أن يتحرك على طول أي مسار ، بما في ذلك منحني الخطوط. في الوقت نفسه ، هناك مفهوم المسار - هذا هو اسم المسافة التي يقطعها الجسم على طول مساره. المسار هو قيمة عددية ويجب عدم الخلط بينه وبين الحركة. بالمصطلح الأخير ، نشير إلى المقطع بين نقطة بداية المسار ونقطة النهاية ، والتي ، أثناء الحركة المنحنية ، من الواضح أنها لا تتطابق مع المسار. الإزاحة - لها قيمة عددية تساوي طول المتجه.
يطرح سؤال طبيعي - في أي الحالات يتعلق الأمر بالحركة المنتظمة؟ هل ستُعتبر حركة ، على سبيل المثال ، دائريًا في دائرة بنفس السرعة موحدة؟ لا ، لأنه مع مثل هذه الحركة ، يغير متجه السرعة اتجاهه كل ثانية.
مثال آخر هو سيارة تسير في خط مستقيم بنفس السرعة. تعتبر هذه الحركة موحدة طالما أن السيارة لا تدور في أي مكان ويكون عداد السرعة لها نفس الرقم. من الواضح أن الحركة المنتظمة تحدث دائمًا في خط مستقيم ، ولا يتغير متجه السرعة. سيكون المسار والإزاحة في هذه الحالة متماثلين.
الحركة المنتظمة هي الحركة على طول مسار مستقيم بسرعة ثابتة ، تكون فيها أطوال المسافات المقطوعة لأية أطوال زمنية متساوية هي نفسها. يمكن اعتبار حالة خاصة من الحركة المنتظمة حالة راحة ، عندما تكون السرعة والمسافة المقطوعة مساوية للصفر.
السرعة هي خاصية نوعية للحركة المنتظمة. من الواضح أن كائنات مختلفة تغطي نفس المسار في أوقات مختلفة (المشاة والسيارة). تسمى نسبة المسار الذي يقطعه جسم متحرك بشكل منتظم إلى طول الفترة الزمنية التي تم خلالها قطع هذا المسار بسرعة الحركة.
وهكذا ، فإن الصيغة التي تصف الحركة المنتظمة تبدو كما يلي:
V = S / t ؛ حيث V هي سرعة الحركة (كمية متجهة) ؛
S - مسار أو حركة ؛
بمعرفة سرعة الحركة التي لم تتغير ، يمكننا حساب المسار الذي يقطعه الجسم لأي فترة زمنية عشوائية.
في بعض الأحيان يخلطون عن طريق الخطأ بين حركة موحدة ومتسرعة بشكل موحد. هذه مفاهيم مختلفة تمامًا. - أحد المتغيرات للحركة غير المتساوية (أي الحركة التي لا تكون فيها السرعة قيمة ثابتة) ، والتي لها ميزة مميزة مهمة - تتغير السرعة في هذه الحالة خلال الفترات الزمنية نفسها بنفس المقدار. هذه القيمة ، التي تساوي نسبة الاختلاف في السرعات إلى طول الفترة الزمنية التي تغيرت فيها السرعة ، تسمى التسارع. هذا الرقم ، الذي يوضح مقدار السرعة المتزايدة أو المنخفضة لكل وحدة زمنية ، يمكن أن يكون كبيرًا (ثم يقولون إن الجسم يلتقط السرعة أو يفقدها بسرعة) أو غير مهم عندما يتسارع الجسم أو يبطئ بشكل أكثر سلاسة.
التسارع ، مثل السرعة ، هو كمية متجه مادية. دائمًا ما يتطابق متجه التسارع في الاتجاه مع متجه السرعة. مثال على الحركة المتسارعة بشكل منتظم هو حالة الجسم الذي يتغير فيه جاذبية الجسم من سطح الأرض) لكل وحدة زمنية بمقدار معين ، يسمى تسارع السقوط الحر.
يمكن اعتبار الحركة المنتظمة من الناحية النظرية حالة خاصة للحركة المتسارعة بشكل موحد. من الواضح أنه نظرًا لأن السرعة لا تتغير أثناء مثل هذه الحركة ، فلا يحدث تسارع أو تباطؤ ، وبالتالي فإن مقدار التسارع في الحركة المنتظمة يساوي دائمًا صفرًا.
حركة موحدة- هذه حركة بسرعة ثابتة ، أي عندما لا تتغير السرعة (v \ u003d const) ولا يوجد تسارع أو تباطؤ (a \ u003d 0).
الحركة المستقيمة- هذه حركة في خط مستقيم ، أي أن مسار الحركة المستقيمة هو خط مستقيم.
هي حركة يقوم فيها الجسم بنفس الحركات لأي فترات زمنية متساوية. على سبيل المثال ، إذا قسمنا بعض الفترات الزمنية إلى أجزاء من ثانية واحدة ، فمع الحركة المنتظمة ، يتحرك الجسم بنفس المسافة لكل جزء من هذه الأجزاء من الوقت.
لا تعتمد سرعة الحركة المستقيمة المنتظمة على الوقت وفي كل نقطة من المسار يتم توجيهها بنفس طريقة حركة الجسم. أي أن متجه الإزاحة يتزامن في الاتجاه مع متجه السرعة. في هذه الحالة ، متوسط السرعة لأي فترة زمنية يساوي السرعة اللحظية:
سرعة الحركة المستقيمة المنتظمةهي كمية متجه مادية تساوي نسبة إزاحة الجسم لأي فترة زمنية إلى قيمة هذه الفترة t:
V (ناقل) = s (متجه) / t
وبالتالي ، فإن سرعة الحركة المستقيمة المنتظمة توضح الحركة التي تحدثها نقطة المادة لكل وحدة زمنية.
متحركمع الحركة المستقيمة المنتظمة تحددها الصيغة:
ق (متجه) = V (متجه) ر
المسافة المقطوعةفي الحركة المستقيمة يساوي معامل الإزاحة. إذا كان الاتجاه الإيجابي لمحور OX يتطابق مع اتجاه الحركة ، فإن إسقاط السرعة على محور OX يساوي السرعة ويكون موجبًا:
v x = v ، أي v> 0
إسقاط الإزاحة على محور OX يساوي:
ق \ u003d فاتو \ u003d س - س 0
حيث x 0 هو الإحداثي الأولي للجسم ، x هو الإحداثي النهائي للجسم (أو تنسيق الجسم في أي وقت)
معادلة الحركة، أي اعتماد تنسيق الجسم على الوقت x = x (t) ، يأخذ الشكل:
إذا كان الاتجاه الموجب لمحور OX معاكسًا لاتجاه حركة الجسم ، فإن إسقاط سرعة الجسم على محور OX يكون سالبًا ، وتكون السرعة أقل من صفر (v< 0), и тогда уравнение движения принимает вид:
4. حركة متغيرة متساوية.
الحركة المنتظمة المستقيمةهذه حالة خاصة للحركة غير المنتظمة.
حركة متفاوتة- هذه حركة يقوم فيها الجسم (النقطة المادية) بعمل حركات غير متكافئة في فترات زمنية متساوية. على سبيل المثال ، تتحرك حافلة المدينة بشكل غير متساو ، لأن حركتها تتكون أساسًا من التسارع والتباطؤ.
حركة متغيرة متساوية- هذه حركة تتغير فيها سرعة الجسم (النقطة المادية) بنفس الطريقة لأي فترات زمنية متساوية.
تسارع الجسم في حركة موحدةيظل ثابتًا في الحجم والاتجاه (a = const).
يمكن تسريع الحركة المنتظمة أو إبطائها بشكل موحد.
حركة متسارعة بشكل موحد- هذه هي حركة الجسم (النقطة المادية) مع تسارع موجب ، أي مع مثل هذه الحركة ، يتسارع الجسم بتسارع ثابت. في حالة الحركة المتسارعة بشكل منتظم ، يزداد معامل سرعة الجسم بمرور الوقت ، ويتزامن اتجاه التسارع مع اتجاه سرعة الحركة.
حركة بطيئة بشكل موحد- هذه هي حركة الجسم (النقطة المادية) ذات التسارع السلبي ، أي مع مثل هذه الحركة ، يتباطأ الجسم بشكل موحد. مع الحركة البطيئة المنتظمة ، تكون متجهات السرعة والتسارع متعاكستين ، ويتناقص معامل السرعة بمرور الوقت.
في الميكانيكا ، يتم تسريع أي حركة مستقيمة ، لذلك تختلف الحركة البطيئة عن الحركة المتسارعة فقط بعلامة إسقاط متجه التسارع على المحور المحدد لنظام الإحداثيات.
متوسط سرعة الحركة المتغيرةيتم تحديده بقسمة حركة الجسم على الوقت الذي تم فيه هذه الحركة. وحدة متوسط السرعة م / ث.
سرعة فورية- هذه هي سرعة الجسم (نقطة المادة) في لحظة معينة من الزمن أو في نقطة معينة من المسار ، أي الحد الذي يميل إليه متوسط السرعة مع انخفاض لانهائي في الفترة الزمنية Δt:
V = lim (^ t-0) ^ s / ^ t
متجه السرعة اللحظيةيمكن إيجاد الحركة المنتظمة كأول مشتق من متجه الإزاحة فيما يتعلق بالوقت:
V (متجه) = s '(متجه)
إسقاط متجه السرعةعلى محور OX:
هذا هو مشتق الإحداثي فيما يتعلق بالوقت (يتم الحصول على إسقاطات متجه السرعة على محاور إحداثيات أخرى بالمثل).
التسريع- هذه هي القيمة التي تحدد معدل التغير في سرعة الجسم ، أي الحد الذي يميل إليه التغير في السرعة مع انخفاض غير محدود في الفترة الزمنية Δt:
أ (متجه) = lim (t-0) ^ v (متجه) / ^ t
متجه تسريع الحركة الموحدةيمكن العثور عليها كمشتق أول لمتجه السرعة فيما يتعلق بالوقت أو كمشتق ثانٍ لمتجه الإزاحة فيما يتعلق بالوقت:
أ (متجه) = v (متجه) "= s (متجه)"
بالنظر إلى أن 0 هي سرعة الجسم في اللحظة الأولى من الزمن (السرعة الأولية) ، هي سرعة الجسم في لحظة معينة من الزمن (السرعة النهائية) ، t هي الفترة الزمنية التي حدث خلالها التغيير في السرعة ، صيغة التسارعسيكون على النحو التالي:
أ (متجه) = v (متجه) -v0 (متجه) / t
من هنا صيغة سرعة موحدةفي أي وقت:
v (متجه) = v 0 (متجه) + a (متجه) t
إذا كان الجسم يتحرك بشكل مستقيم على طول محور OX لنظام الإحداثيات الديكارتية المستقيم الذي يتزامن في الاتجاه مع مسار الجسم ، فإن إسقاط متجه السرعة على هذا المحور يتم تحديده من خلال الصيغة:
v x = v 0x ± a x t
تشير علامة "-" (ناقص) الموجودة أمام إسقاط متجه التسارع إلى الحركة البطيئة المنتظمة. تتم كتابة معادلات إسقاط متجه السرعة على محاور إحداثيات أخرى بالمثل.
نظرًا لأن التسارع ثابت (a \ u003d const) مع حركة متغيرة بشكل موحد ، فإن مخطط التسارع هو خط مستقيم موازٍ للمحور 0t (محور الوقت ، الشكل 1.15).
أرز. 1.15. الاعتماد على تسارع الجسم في الوقت المحدد.
السرعة مقابل الوقتهي دالة خطية ، مخططها البياني عبارة عن خط مستقيم (الشكل 1.16).
أرز. 1.16 اعتماد سرعة الجسم على الوقت.
رسم بياني للسرعة مقابل الوقت(الشكل 1.16) يوضح ذلك
في هذه الحالة ، فإن الإزاحة تساوي عدديًا مساحة الشكل 0abc (الشكل 1.16).
مساحة شبه منحرف تساوي نصف مجموع أطوال قاعدته مضروبة في الارتفاع. قواعد شبه المنحرف 0abc متساوية عدديًا:
ارتفاع شبه منحرف t. وبالتالي ، فإن مساحة شبه المنحرف ، وبالتالي إسقاط الإزاحة على محور OX ، تساوي:
في حالة الحركة البطيئة المنتظمة ، يكون إسقاط العجلة سالبًا ، وفي صيغة إسقاط الإزاحة ، توضع العلامة "-" (ناقص) أمام العجلة.
الصيغة العامة لتحديد إسقاط الإزاحة هي:
يظهر الرسم البياني لاعتماد سرعة الجسم في الوقت المحدد بتسارع مختلف في الشكل. 1.17. يظهر الرسم البياني لاعتماد الإزاحة في الوقت المناسب عند v0 = 0 في الشكل. 1.18
أرز. 1.17. الاعتماد على سرعة الجسم في الوقت المناسب لقيم مختلفة من التسارع.
أرز. 1.18 الاعتماد على إزاحة الجسم في الوقت المناسب.
سرعة الجسم في وقت معين t 1 تساوي ظل زاوية الميل بين ظل الرسم البياني ومحور الوقت v \ u003d tg α ، ويتم تحديد الحركة بالصيغة:
إذا كان وقت حركة الجسم غير معروف ، يمكنك استخدام صيغة إزاحة أخرى عن طريق حل نظام من معادلتين:
معادلة الضرب المختصر لفرق المربعاتسيساعدنا في اشتقاق معادلة إسقاط الإزاحة:
نظرًا لأن تنسيق الجسم في أي لحظة يتحدد بمجموع الإحداثي الأولي وإسقاط الإزاحة ، إذن معادلة حركة الجسمسيبدو هكذا:
الرسم البياني للإحداثي x (t) هو أيضًا قطع مكافئ (مثل الرسم البياني للإزاحة) ، لكن رأس القطع المكافئ عمومًا لا يتطابق مع الأصل. ل x< 0 и х 0 = 0 ветви параболы направлены вниз (рис. 1.18).