Справочник по физике для поступающих в ВУЗы - Гаевой А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Чае|о при описании поступательного движения тела его размеры, и форма не играют роли. В таких случаях рассматривают движение материальной точки, т. е. тела, размерами и формой которого по условиям задачи пренебрегают. Так, рассматривая движение Земли вокруг Солнца, ее обычно принимают за материальную точку, так как можно пренебречь размерами нашей планеты по сравнению с расстоянием от нее до Солнца.
Линия, которую описывает движущаяся материальная точка в пространстве, называется траекторией этой точки. По виду траектории движения делятся на прямолинейные и криволинейные, а по характеру изменения скорости — на равномерные и неравномерные.
Глава I. КИНЕМАТИКА
Раздел механики, в котором изучаются Движения без исследования причин, нх вызвавших, называется кинематикой. Следовательно, задачей кинематики является описание изменения положения тела-в пространстве с течением времени, т. е. определение траектории его движения.
§ 2. Равномерное прямолинейное движение
Равномерным прямолинейным движением называется такое, движение, прн котором за любые равные промежутки времени тело проходит одинаковые пути. Движение одного тела отличается от движения другого тем, что они могут пройти за одинаковые промежутки времени различные пути, илц, иначе говоря, тем, что одинаковые пути могут быть пройдены телами за различные промежутки времени. Эти различия в движении тел характеризуются величиной, называемой скоростью теле.
§ 3. CjkopocTb и единицы ее измерения
Скорость — STo неличина, измеряемая длиной пути, пройденного равномерно движущимся' телом в единицу времени. Таи; если путь s, пройден телом, движущимся равномерно, за промежуток времени f, то его скорость V, согласно определению, равна
Положив в этой формуле S = IjKnt = I сек, получим единицу скорости в системе СИ:-1 MjceK — у-^—, т, е. эа единицу скорости.
¦рфкфо, 1 M/cf»t лринимретея скорость такого равномерного движения, ВрН КОТ»рОМ,.ЇЄіЛО За І! сек, ,проходит путь. В 1л*. . .
системе единиц СГС за единицу скорости принимается
* га-
Соотношение между этими единицами следующее:
1 м/сек = = = 100 см/сек.
' 1 сек 1 сек . '
Итак, размерность единицы скорости в системе единиц СИ изображается в внде дроби: м/сек (метр в секунду). Размерность производной единицы показывает, как зависит данная производная единиц» от основных.
Пользуясь понятием спорости, можно дать другое определение равномерного движений, а именно: равномерным движением называется движение с постоянной скоростью.
§ 4- Уравнение равномерного прямолинейного движения
Уравнение равномерного прямолинейного движения выводим из формулы скорости:
S** Vt.,
Это соотношение показывает, что в равномерном прямолинейном движении путь s пропорционален времени *, за которое он пройден.
Задача 1. Какое время должен находиться в полете самолет ТУ-144, чтобы без посадки пролететь расстояние 6500 км, если его скорость равна 2500 км/ч?
Решение.
S — 6500 км }fs 6506 км . V = 2500 км/ч I V 2500 км/ч ~~ ’ t>
Отве/Г. t — 2,6 ч.
Примечание. Решая задачи по физике, следует придерживаться приведенной формы записи условия. В дальнейшем обозначения физических величин в целях краткости приводятся в тексте задачи, а не выносятся в столбик слева.
' Задача 2. При равномерном движении двух тел навстречу друг другу расстояние между ними уменьшается иа s = 16 м за каж-
12
дые 10'CWbi При движении ЭТИХ ЖЄ ТЄЛ спре&нкмй *0 ВЄЇШ*ЙНЄ скоростями в одном направлении расстдяняе между «нмйувеличийа-ется на % = 3 ж~зй каждые = 5 сек. KSkdea скорость каждого тела?
Решение. Скорость движения одного тела относительно ДРУГОГО при движении навстречу друг другу
V = V1-I-Va,
-скорость второго; а при дви-
Решив систему двух уравнений с двумя неизвестными, полущш: — ц + ці Ц — uI
Значения и им, определяются по условию задачи из соотношение = 1,6 м/сек: U1 =
16 M____________________ _________
~ 5 сек
1,6 м/сек +?.6 м/сек
= 1.1 м/сек;
1,6 м/сек — 0,6 м/сек . _ *>
V2 = —-------------------1------0,5 м/сек.
Ответ. Ii1 = 1,1 м/сек Pa = 0,5 м/сек.
1.8. скорости и г
Величина, изменяющаяся в зависимости от изменения другой величины, называется функцией, а независимая переменная—аргументом. При равномерном движении скорость тела постоянна, а пройденный им путь зависит от времени движения (путь пропорционален времени движения); следовательно, путь -т- это функция, ере-' мя — аргумент, а уравнение равномерного прямолинейного движения 5= vt является аналитической записью функции s. •. ¦:
Функциональную зависимость двух величий можно изобразить на чертеже в виде некоторой линии, называемой графиком функции.
J3
- Для построения графика функции значения аргумента берутся ¦произвольно, а соответствующие нм значения функции определяются из уравнения. Получив несколько взаимосвязанных значений, обеих величин, откладывают их на взаимно перпендикулярных прямых, называемых осями координат. Обычно «а вертикальной ирямой (ось ординат) откладывают значение функции, а на горизонтальной прямой (ось абсцисс)—значения аргумента. Масштаб для каждой величины берется произвольный. Против делений на осях координат ставят числа, соответствующие откладываемым величинам, а Ba концах осей (у стрелок) — буквенные обозначения откладываемых величин с указанием единиц измерения. По найденным значениям функции и соответствующим им аргументам находят положение отдельных точек. Полученные точки соединяют плавной линией, являющейся графиком функции.