При рассмотрении движения тела в физике вводится несколько упрощений, которые позволяют выявить основные закономерности и описать их математически. Одно из таких упрощений - рассмотрение тела как точки. Это возможно в том случае, когда размеры тела пренебрежительно малы по сравнению с изменениями его пространственного положения.
Траектория движения точки (тела) - линия, которую описывает в пространстве точка во время движения. При неподвижной точке траектория движения сама превращается в точку.
Путь - это расстояние между двумя положениями точки, измеренное вдоль траектории ее движения.
Движение тела или точки может характеризоваться не только величиной, но и направлением. Такие характеристики называются векторными или просто векторами.
Перемещение - это вектор, соединяющий начальное и конечное положение точки. Направление и величина перемещения определяются отрезком прямой между начальной и конечной точками движения.
Скорость. Механическое движение характеризуется еще и тем, насколько быстро движется точка (тело). Эта характеристика называется скорость движения. Скорость - величина векторная. Для того, чтобы полностью задать ее, надо задать собственно величину скорости и направление, вдоль которого она измерена. Обычно рассматривается скорость тела вдоль траектории его движения. Тогда величина скорости определяется как путь, пройденный в единицу времени. Иначе говоря, для того, чтобы найти скорость вдоль траектории движения надо путь разделить на время, за которое он был пройден. Формулы для решения:
Пусть v - скорость, s - путь, t - время. Скорость измеряется вдоль траектории движения. Тогда:
Перемещение определяется как геометрическая сумма отрезков пути. Для простейшего случая, когда один участок пути направлен перпендикулярно другому решается прямоугольный треугольник:
Трение – один из видов взаимодействия тел. Оно возникает при соприкосновении двух тел. Трение, как и все другие виды взаимодействия, подчиняется третьему закону Ньютона: если на одно из тел действует сила трения, то такая же по модулю, но направленная в противоположную сторону сила действует и на второе тело. Силы трения, как и упругие силы, имеют электромагнитную природу. Они возникают вследствие взаимодействия между атомами и молекулами соприкасающихся тел.
Силами сухого трения называют силы, возникающие при соприкосновении двух твердых тел при отсутствии между ними жидкой или газообразной прослойки. Они всегда направлены по касательной к соприкасающимся поверхностям.
Сухое трение, возникающее при относительном покое тел, называют трением покоя. Сила трения покоя всегда равна по величине внешней силе и направлена в противоположную сторону .
Сила трения покоя (υ = 0). Сила трения покоя не может превышать некоторого максимального значения (Fтр) max. Если внешняя сила больше (Fтр) max, возникает относительное проскальзывание. Силу трения в этом случае называют силой трения скольжения. Она всегда направлена в сторону, противоположную направлению движения и, вообще говоря, зависит от относительной скорости тел. Однако, во многих случаях приближенно силу трения скольжения можно считать независящей от величины относительной скорости тел и равной максимальной силе трения покоя. Эта модель силы сухого трения применяется при решении многих простых физических задач . Опыт показывает, что сила трения скольжения пропорциональна силе нормального давления тела на опору, а следовательно, и силе реакции опоры Fтр = (Fтр) max = μN. Коэффициент пропорциональности μ называют коэффициентом трения скольжения.
Коэффициент трения μ – величина безразмерная. Обычно коэффициент трения меньше единицы. Он зависит от материалов соприкасающихся тел и от качества обработки поверхностей. При скольжении сила трения направлена по касательной к соприкасающимся поверхностям в сторону, противоположную относительной скорости (рис. 1.13.3). Рисунок 1.13.3. Силы трения при скольжении (υ ≠ 0). – сила реакции опоры, – вес тела, При движении твердого тела в жидкости или газе возникает силa вязкого трения. Сила вязкого трения значительно меньше силы сухого трения. Она также направлена в сторону, противоположную относительной скорости тела. При вязком трении нет трения покоя.
Сила вязкого трения сильно зависит от скорости тела. При достаточно малых скоростях Fтр ~ υ, при больших скоростях Fтр ~ υ2. При этом коэффициенты пропорциональности в этих соотношениях зависят от формы тела.
Силы трения возникают и при качении тела. Однако силы трения качения обычно достаточно малы. При решении простых задач этими силами пренебрегают.
При рассмотрении движения тела в физике вводится несколько упрощений, которые позволяют выявить основные закономерности и описать их математически. Одно из таких упрощений - рассмотрение тела как точки. Это возможно в том случае, когда размеры тела пренебрежительно малы по сравнению с изменениями его пространственного положения.
Траектория движения точки (тела) - линия, которую описывает в пространстве точка во время движения. При неподвижной точке траектория движения сама превращается в точку.
Путь - это расстояние между двумя положениями точки, измеренное вдоль траектории ее движения.
Движение тела или точки может характеризоваться не только величиной, но и направлением. Такие характеристики называются векторными или просто векторами.
Перемещение - это вектор, соединяющий начальное и конечное положение точки. Направление и величина перемещения определяются отрезком прямой между начальной и конечной точками движения.
Скорость. Механическое движение характеризуется еще и тем, насколько быстро движется точка (тело). Эта характеристика называется скорость движения. Скорость - величина векторная. Для того, чтобы полностью задать ее, надо задать собственно величину скорости и направление, вдоль которого она измерена. Обычно рассматривается скорость тела вдоль траектории его движения. Тогда величина скорости определяется как путь, пройденный в единицу времени. Иначе говоря, для того, чтобы найти скорость вдоль траектории движения надо путь разделить на время, за которое он был пройден.
Формулы для решения:
Пусть v - скорость, s - путь, t - время. Скорость измеряется вдоль траектории движения. Тогда:
Перемещение определяется как геометрическая сумма отрезков пути. Для простейшего случая, когда один участок пути направлен перпендикулярно другому решается прямоугольный треугольник: