Je mehansko gibanje relativno? Problem z zakonom seštevanja hitrosti. Mehansko gibanje prebivalstva

« Fizika - 10. razred"

Glede na naravo problemov, ki se rešujejo, se mehanika deli na kinematika in dinamika.

Kinematika opisuje gibanje teles brez ugotavljanja vzrokov, ki povzročajo to gibanje.

Prva stvar, ki pade v oči pri opazovanju sveta okoli nas, je njegova spremenljivost. Svet ni zamrznjen, statičen. Spremembe v njem so zelo raznolike. Če pa vas vprašamo, katere spremembe opazite najpogosteje, bo odgovor verjetno jasen: položaj predmetov se spremeni(ali telesa, kot pravijo fiziki) glede na tla in med seboj skozi čas.

Ne glede na to, ali pes teče ali avto dirka, se z njimi zgodi enak proces: njihov položaj glede na tla in glede na vas se sčasoma spreminja. Premikajo se. Vzmet se stisne, deska, na kateri ste sedeli, se upogne, položaj se spremeni razne dele telesa drug glede na drugega.

Imenuje se sprememba položaja telesa ali delov telesa v prostoru glede na druga telesa skozi čas mehansko gibanje.

Definicija mehanskega gibanja je videti preprosta, vendar je ta preprostost varljiva. Še enkrat preberi definicijo in pomisli, če so ti vse besede jasne: prostor, čas, glede na druga telesa. Najverjetneje te besede zahtevajo pojasnilo.

Prostor in čas.

Prostor in čas sta največ splošni pojmi fizika in... najmanj jasno.

Nimamo celovitih informacij o prostoru in času. Nemogoče pa je predstaviti rezultate, ki so bili danes pridobljeni na samem začetku študija fizike.

Običajno je povsem dovolj, da lahko z ravnilom izmerimo razdaljo med dvema točkama v prostoru, z uro pa časovne intervale. Ravnilo in ura sta najpomembnejši napravi za merjenje v mehaniki in vsakdanjem življenju. Z razdaljami in časovnimi intervali se je treba ukvarjati pri preučevanju številnih pojavov na vseh področjih znanosti.

"...Glede drugih teles."

Če je ta del definicije mehanskega gibanja ušel vaši pozornosti, potem tvegate, da ne boste razumeli najpomembnejše stvari. Na primer, v predalu v kočiji je na mizi jabolko. Med odhodom vlaka morata dva opazovalca (potnik in spremljevalec) odgovoriti na vprašanje: ali se jabolko premika ali ne?

Vsak opazovalec oceni položaj jabolka glede na sebe. Potnik vidi, da je jabolko od njega oddaljeno 1 m in ta razdalja skozi čas ostaja enaka. Oseba, ki vas pospremi na ploščad, vidi, kako se razdalja od njega do jabolka sčasoma povečuje.

Potnik odgovori, da se jabolko ne premika mehansko - je negibno; spremljevalec pravi, da se jabolko premika.

Zakon relativnosti gibanja:
Narava gibanja telesa je odvisna od tega, v zvezi s katerimi telesi to gibanje obravnavamo.

Začnimo preučevati mehansko gibanje. Človeštvo je potrebovalo približno dva tisoč let, da je doseglo prava pot, ki je dosegel vrhunec v odkritju zakonov mehanskega gibanja.

Poskusi starodavnih filozofov, da bi razložili vzroke gibanja, vključno z mehanskimi, so bili plod čiste fantazije. Tako kot, so razmišljali, utrujen popotnik pospeši korake, ko se približuje svojemu domu, se začne padajoči kamen premikati hitreje in hitreje, ko se približuje materi zemlji. Gibanje živih organizmov, kot so mačke, se je v tistih časih zdelo veliko bolj preprosto in razumljivo kot padec kamna. Bilo pa je nekaj sijajnih spoznanj. Tako je grški filozof Anaksagora rekel, da bi Luna, če se ne bi premaknila, padla na Zemljo, kot bi padel kamen iz frače.

Pravi razvoj znanosti o mehanskem gibanju pa se je začel z deli velikega italijanskega fizika G. Galileija.

Kinematika je veja mehanike, ki preučuje metode opisovanja gibanj in odnos med količinami, ki označujejo ta gibanja.

Opis gibanja telesa pomeni navesti način za določitev njegovega položaja v prostoru v katerem koli trenutku.

Že na prvi pogled se zdi naloga opisa zelo težka. Pravzaprav poglejte vrtinčaste oblake, zibajoče se liste na drevesni veji. Predstavljajte si, kaj kompleksno gibanje ki ga naredijo bati avtomobila, ki drvi po avtocesti. Kako začeti opisovati gibanje?

Najenostavneje (in v fiziki gremo vedno od preprostega k zapletenemu) je naučiti se opisati gibanje točke. Piko lahko na primer razumemo kot majhno oznako na premikajočem se predmetu - nogometna žoga, kolo traktorja itd. Če vemo, kako se premika vsaka taka točka (vsak zelo majhen odsek) telesa, potem bomo vedeli, kako se premika celotno telo.

Ko pa rečete, da ste presmučali 10 km, vam nihče ne bo navedel, kateri del telesa je pretekel razdaljo 10 km, čeprav nikakor niste točka. V tem primeru nima pomembnega pomena.

Uvedimo pojem materialna točka – prvi fizični model realnih teles.

Materialna točka- telo, katerega velikost in obliko je mogoče zanemariti v pogojih obravnavanega problema.

Referenčni sistem.

Gibanje katerega koli telesa je, kot že vemo, relativno gibanje. To pomeni, da gibanje dano telo se lahko razlikujejo glede na druge organe. Pri preučevanju gibanja telesa, ki nas zanima, moramo navesti, glede na katero telo to gibanje obravnavamo.

Telo, glede na katerega obravnavamo gibanje, se imenuje referenčno telo.

Če želite izračunati položaj točke (telesa) glede na izbrano referenčno telo v odvisnosti od časa, ji morate ne samo povezati koordinatni sistem, ampak tudi znati meriti čas. Čas se meri z uro. Sodobne ure so kompleksne naprave. Omogočajo vam merjenje časa v sekundah natančno na trinajsto decimalno mesto. Seveda nobena mehanska ura ne more zagotoviti takšne natančnosti. Torej, eden najbolj natančnih v državi mehanska ura na stolpu Spasskaya v Kremlju so desettisočkrat manj točni od državnega časovnega standarda. Če referenčna ura ni nastavljena, bo pobegnila za eno sekundo ali zaostala tristo tisoč let. Jasno je, da v vsakdanjem življenju ni potrebe po merjenju časa z zelo visoko natančnostjo. Toda za fizične raziskave, astronavtiko, geodezijo, radioastronomijo in nadzor zračnega prometa je visoka natančnost merjenja časa preprosto potrebna. Od točnosti merjenja časa je odvisna natančnost, s katero lahko izračunamo položaj telesa v katerem koli trenutku.

Množica referenčnega telesa, pripadajočega koordinatnega sistema in ure se imenuje referenčni sistem.

Na sliki je prikazan referenčni okvir, izbran za upoštevanje leta vržene žoge. V tem primeru je referenčno telo hiša, koordinatne osi so izbrane tako, da žoga leti v ravnini XOY, za določanje časa pa se uporablja štoparica.

Organizacija razreda za lekcijo

Predstavitev načrta lekcije, artikulacija namena in ciljev lekcije.

Posodabljanje znanja

"Danes se bomo v lekciji seznanili z gibanjem, njegovimi vrstami, pa tudi s koncepti trajektorije, poti, gibanja."

Brainstorm

Situacija za razpravo v parih

Če govorimo o odprtem polju, kjer se premika avto.

Torej lahko povemo, kam ali kam gre?

Vzorci pravilnih odgovorov učencev

Ne moremo reči zagotovo

Ni mejnikov, po katerih bi lahko rekli: "prihaja z mostu ali se bliža mestu."

Upoštevanje primerov mehanskega gibanja (diapozitiv št. 5)

Razprava o tem, kar smo videli

Zaključek:

Da, glede na drevo, deček, avto, letalo spremenijo svojo lokacijo, to pomeni, da lahko rečemo, da se deček, avto, letalo premikajo glede na drevo.

Opredelitev mehanskega gibanja

Spremembo položaja telesa glede na druga telesa skozi čas imenujemo mehansko gibanje.(zapiši v zvezek)

Da bi razumeli pomen te definicije, moramo uvesti koncept referenčnega telesa in relativnost gibanja

Oglejmo si video " Mehansko gibanje. Referenčno telo"

Zaključek:

Referenčno telo - to telo, glede na katerega je določen položaj drugega telo. Ponavadi kot referenčna telesa izbrana je zemlja, lahko pa je tudi predmet, ki se premika glede na zemljo: avto, čoln, letalo itd.

Učenci podajo primere mehanskega gibanja teles

Kaj lahko rečete o telesnih velikostih, ki sodelujejo pri gibanju?

Približen pravilen odgovor - Vsi so različnih velikosti

Ko govorimo o velikostih, moramo sprejeti nekatere pogoje.

V ta namen predlagam ogled videa “Material Point”

Materialna točka je telo, katerega velikost in obliko pod danimi pogoji lahko zanemarimo.

Kriteriji za zamenjavo telesa z materialno točko:

a) pot, ki jo opravi telo, je veliko večja od velikosti gibajočega se telesa.

b) telo se giblje translacijsko.

Opredelitev translacijskega gibanja

To je gibanje, pri katerem odsek ravne črte, ki povezuje kateri koli dve točki tega telesa, katerega oblika in dimenzije se med gibanjem ne spremenijo, ostane vzporeden s svojim položajem v katerem koli prejšnjem trenutku.

Vprašanje za študente

Kako določiti položaj telesa? (razprava v parih)

Sklep po razpravi

Referenčni sistem: referenčno telo, koordinatni sistem, ura.

Referenčni sistem je lahko:

Enodimenzionalni, ko je položaj telesa določen z eno koordinato

Dvodimenzionalni, ko je položaj telesa določen z dvema koordinatama

Tridimenzionalni, ko je položaj telesa določen s tremi koordinatami.

Demonstracija.

Na mizi imam igračo avto na navijanje.

Pokažimo njegovo gibanje

Miselni eksperiment

Predstavljajmo si zdaj, da avto zapusti vas (točka A) v mesto (točka B). Še več, cesta, po kateri se premika, ima naslednji pogled(na tablo nariše namišljeno črto). Ta črta se imenuje trajektorija.

Pot je črta, po kateri se premika telo.

Pot je lahko

In če izmerimo najkrajšo razdaljo med dvema točkama, potem dobimo premik.

Dolžino poti, po kateri se telo giblje v določenem časovnem obdobju, imenujemo pot.

Vidite, da sta gibanje in pot označena s črko S.

Tako gibanje kot pot se merita v kilometrih, metrih, centimetrih, decimetrih. Osnovna enota SI za razdaljo je meter.

1 mm = 0,001 m, 1 dm = 0,1 m, 1 cm = 0,01 m, 1 km = 1000 m.

Preverjanje razumevanja

Formativno ocenjevanje (vrstniško ocenjevanje)

Vsaka naloga traja 4 minute za ocenjevanje, en učenec prebere svoj odgovor, ostali so ocenjeni z zeleno (strinjam se) in rdečo (ne strinjam se) barvo semaforja.

Dodatek 1

dPriloga 2 (materialna točka, pot, gibanje)

Razmisli in odgovori

1. Ali je pri izračunu razdalje od Zemlje do Lune mogoče upoštevati Luno kot materialno točko; pri merjenju njegovega premera; pri izračunu gibanja satelita okoli Lune; ob pristanku vesoljska ladja na njegovi površini; pri določanju hitrosti njegovega gibanja okoli Zemlje?

A) človek hodi od doma do službe;

b) oseba opravlja gimnastične vaje;

c) oseba potuje na ladji;

d) pri merjenju višine osebe?

a) steče s sredine igrišča proti nasprotnikovemu golu;

b) vzame žogo nasprotniku;

c) podaja drugemu igralcu;

d) se prepira s sodnikom;

d) mu zdravnik pomaga?

4. Ali plačamo potovanje ali prevoz, ko potujemo s taksijem, letalom, ladjo, vlakom?

5. Fant je vrgel žogo in jo spet ujel. Ob predpostavki, da se je žogica dvignila na višino 2,5 m, poiščite pot in premik žogice.

Utrjevanje Pojma "pot" in "gibanje"

Dodatek 2

Mehansko gibanje

1.Mehansko gibanje je ...

1) Premikanje mehaniziranih naprav

2) Gibanje avtomobilov in letal

3) Sprememba položaja telesa glede na druga telesa skozi čas

4) Premikanje poljubnih teles

2.Kaj je trajektorija?

Izberite eno od 3 možnosti odgovora:

1) To je črta, ki označuje smer gibanja telesa

2) To je črta, po kateri se telo giblje

3) To je pot, ki jo telo prevozi med gibanjem

3.Primeri mehanskega gibanja so...

Izberite več od 4 možnosti odgovora:

1) Tekači človek

2) Padajoči kamen

3) Tok, ki teče skozi žice

4) Mešanje plasti tekočine med procesom vrenja

4.V katerih enotah je prevožena razdalja Mednarodni sistem(SI)?

Izberite eno izmed 4 možnosti odgovora:

1) V kilometrih

2) V metrih

3) V centimetrih

4) V hektometrih

Povzetek lekcije

Učitelj: Danes smo si pri pouku ogledali mehansko gibanje in njegove fizikalne značilnosti

Danes bomo govorili o sistematičnem študiju fizike in njenem prvem delu - mehaniki. Študij fizike različne vrste spremembe oziroma procesi, ki se dogajajo v naravi in ​​kateri procesi so predvsem zanimali naše prednike? Seveda so to procesi, povezani z gibanjem. Spraševali so se, ali bo kopje, ki so ga vrgli, doseglo mamuta; spraševali so se, ali bo sel s pomembnimi novicami imel čas doseči sosednjo jamo pred sončnim zahodom. Vse te vrste gibanja in mehansko gibanje na splošno preučuje oddelek, imenovan mehanika.

Kamor koli pogledamo, okoli nas je veliko primerov mehanskega gibanja: nekaj se vrti, nekaj skače gor in dol, nekaj se premika naprej in nazaj, druga telesa pa lahko mirujejo, kar je tudi primer mehanskega gibanja, katerega hitrost je nič.

Opredelitev

Mehansko gibanje se imenuje sprememba položaja teles v prostoru glede na druga telesa skozi čas (slika 1).

riž. 1. Mehansko gibanje

Tako kot je fizika razdeljena na več sklopov, ima mehanika svoje sklope. Prvi od njih se imenuje kinematika. Sekcija mehanike kinematika odgovarja na vprašanje, kako se telo giblje. Preden začnete delati na študiju mehanskega gibanja, je potrebno definirati in se naučiti osnovnih pojmov, tako imenovane ABC kinematike. V tej lekciji se bomo naučili:

Izberite referenčni sistem za preučevanje gibanja telesa;

Poenostavite naloge z miselno zamenjavo telesa z materialno točko;

Določite pot gibanja, poiščite pot;

Razlikovati vrste gibanja.

V definiciji mehanskega gibanja poseben pomen ima izraz glede na druga telesa. Vedno moramo izbrati tako imenovano referenčno telo, to je telo, glede na katerega bomo upoštevali gibanje predmeta, ki ga preučujemo. Preprost primer: premakni roko in povej, če se premakne? Ja, seveda, glede na glavo, ampak glede na gumb na tvoji srajci se ne bo premaknil. Zato je izbira referenčne točke zelo pomembna, saj glede na nekatera telesa prihaja do gibanja, glede na druga telesa pa do gibanja ne. Najpogosteje je za referenčno telo izbrano telo, ki je vedno pri roki ali bolje rečeno pod nogami - to je naša Zemlja, ki je v večini primerov referenčno telo.

Znanstveniki že dolgo razpravljajo o tem, ali se Zemlja vrti okoli Sonca ali Sonce okoli Zemlje. Pravzaprav je to z vidika fizike, z vidika mehanskega gibanja le spor o referenčnem telesu. Če za referenčno telo štejemo Zemljo, potem ja - Sonce se vrti okoli Zemlje, če za referenčno telo štejemo Sonce - potem se Zemlja vrti okoli Sonca. Zato je referenčno telo pomemben koncept.

Kako opisati spremembo položaja telesa?

Za natančno določitev položaja telesa, ki nas zanima glede na referenčno telo, je potrebno referenčnemu telesu povezati koordinatni sistem (slika 2).

Ko se telo premika, se koordinate spreminjajo in za opis njihove spremembe potrebujemo napravo za merjenje časa. Za opis gibanja morate imeti:

Referenčno telo;

koordinatni sistem, povezan z referenčnim telesom;

Naprava za merjenje časa (ura).

Vsi ti predmeti skupaj tvorijo referenčni okvir. Dokler ne izberemo referenčnega okvira, nima smisla opisovati mehanskega gibanja - ne bomo prepričani, kako se telo giblje. Preprost primer: kovček, ki leži na polici v vlaku, ki se premika, za potnika preprosto miruje, za osebo, ki stoji na peronu, pa se premika. Kot vidimo, se isto telo giblje in miruje, vsa težava je v tem, da sta referenčna sistema različna (slika 3).

riž. 3. Različni sistemi poročanja

Odvisnost trajektorije od izbire referenčnega sistema

Odgovorimo na zanimivo in pomembno vprašanje: ali sta oblika tirnice in pot, ki jo opravi telo, odvisni od izbire referenčnega sistema. Razmislite o situaciji, ko je potnik na vlaku, poleg katerega je na mizi kozarec vode. Kakšna bo pot stekla v sistemu poročanja, povezanem s potnikom (referenčno telo je potnik)?

Seveda je steklo glede na potnika nepremično. To pomeni, da je trajektorija točka, premik pa enak (slika 4).

riž. 4. Pot stekla glede na potnika na vlaku

Kakšna bo pot stekla glede na potnika, ki čaka na vlak na peronu? Za tega potnika se bo zdelo, da se kozarec premika v ravni liniji in ima različno pot (slika 5).

riž. 5. Pot stekla glede na potnika na ploščadi

Iz navedenega lahko sklepamo, da sta tirnica in pot odvisni od izbire referenčnega sistema.

Za opis mehanskega gibanja se je treba najprej odločiti za referenčni sistem.

Proučujemo gibanje, da bi predvideli, kje bo ta ali oni predmet v želenem trenutku. Glavna naloga mehanika- kadar koli določite položaj telesa. Kaj pomeni opisati gibanje telesa?

Poglejmo si primer: avtobus vozi iz Moskve v Sankt Peterburg (slika 6). Ali nas zanima velikost avtobusa v primerjavi z razdaljo, ki jo bo prevozil?

riž. 6. Avtobusno gibanje iz Moskve v Sankt Peterburg

Seveda lahko velikost avtobusa v tem primeru zanemarimo. Avtobus lahko opišemo kot eno gibljivo točko, drugače ga imenujemo materialna točka.

Opredelitev

Telo, katerega mere lahko pri tem problemu zanemarimo, imenujemo materialna točka.

Isto telo, odvisno od pogojev problema, je lahko materialna točka ali pa tudi ne. Pri premikanju avtobusa iz Moskve v Sankt Peterburg lahko avtobus štejemo za materialno točko, saj njegove dimenzije niso primerljive z razdaljo med mesti. Če pa je muha priletela v avtobus in želimo preučiti njeno gibanje, potem so v tem primeru za nas pomembne dimenzije avtobusa in ne bo več materialna točka.

Najpogosteje bomo v mehaniki preučevali gibanje materialne točke. Pri gibanju materialna točka zaporedno prečka položaj vzdolž določene premice.

Opredelitev

Premica, po kateri se giblje telo (ali snovna točka), se imenuje pot gibanja telesa ( riž. 7).

riž. 7. Trajektorija točke

Včasih opazujemo trajektorijo (na primer proces ocenjevanja lekcije), največkrat pa je trajektorija nekakšna namišljena črta. Če imamo merilne instrumente, lahko izmerimo dolžino poti, po kateri se je telo gibalo, in določimo količino, imenovano pot(slika 8).

Opredelitev

Pot ki ga telo čez nekaj časa prehodi, je dolžina odseka trajektorije.

riž. 8. Pot

Obstajata dve glavni vrsti gibanja - premočrtno in krivočrtno gibanje.

Če je pot telesa ravna črta, se gibanje imenuje premočrtno. Če se telo giblje po paraboli ali po kakšni drugi krivulji, govorimo o krivuljnem gibanju. Pri obravnavanju gibanja ne le materialne točke, ampak gibanja realnega telesa, ločimo še dve vrsti gibanja: translacijsko gibanje in rotacijsko gibanje.

Translacijsko in rotacijsko gibanje. Primer

Katera gibanja imenujemo translacijska in katera rotacijska? Razmislimo o tem vprašanju na primeru panoramskega kolesa. Kako se premika kabina panoramskega kolesa? Označimo dve poljubni točki kabine in ju povežimo z ravno črto. Kolo se vrti. Po določenem času označite iste točke in jih povežite. Nastale črte bodo ležale na vzporednih črtah (slika 9).

riž. 9. Premik kabine panoramskega kolesa naprej

Če premica, narisana skozi kateri koli dve točki telesa, med gibanjem ostane vzporedna sama s seboj, potem gibanje klical progresivno.

V nasprotnem primeru imamo opravka z rotacijskim gibanjem. Če premica ne bi bila vzporedna z vami, bi potnik najverjetneje padel iz kolesnice (slika 10).

riž. 10. Rotacijsko gibanje kolesa kabine

Rotacijski je gibanje telesa, pri katerem njegove točke opisujejo kroge, ki ležijo v vzporednih ravninah. Ravna črta, ki povezuje središča krogov, se imenuje vrtilna os.

Zelo pogosto imamo opraviti s kombinacijo translacijskega in rotacijskega gibanja, tako imenovanega translacijsko-rotacijskega gibanja. Najenostavnejši primer takšnega gibanja je premikanje skakalca v vodo (slika 11). Izvaja rotacijo (salto), hkrati pa se njegovo središče mase premakne naprej v smeri vode.

riž. 11. Translacijsko-rotacijsko gibanje

Danes smo preučevali ABC kinematike, torej osnovne, najpomembnejše pojme, ki nam bodo kasneje omogočili prehod na reševanje glavna naloga mehanika - določanje položaja telesa v vsakem trenutku.

Reference

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizika (osnovna raven) - M.: Mnemosyne, 2012.
2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizika 10. razred. - M.: Mnemosyne, 2014.
3. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizika - 9, Moskva, Izobraževanje, 1990.

1. Internetni portal “Av-physics.narod.ru” ().
2. Internetni portal “Rushkolnik.ru” ().
3. Internetni portal "Testent.ru" ().

domača naloga

Pomislite, kaj je referenčno telo, ko rečemo:

• knjiga nepremično leži na mizi v kupeju premikajočega se vlaka;
• stevardesa se po vzletu sprehodi skozi potniško kabino letala;
• Zemlja se vrti okoli svoje osi.

Mehansko gibanje je sprememba položaja telesa v prostoru glede na druga telesa.

Na primer, avto se premika po cesti. V avtu so ljudje. Ljudje se premikajo skupaj z avtomobilom po cesti. To pomeni, da se ljudje gibljejo v prostoru glede na cesto. Toda glede na sam avto se ljudje ne premikajo. To kaže relativnost mehanskega gibanja. Nato bomo na kratko razmislili Glavne vrste mehanskega gibanja.

Gibanje naprej- to je gibanje telesa, pri katerem se vse njegove točke premikajo enako.

Na primer, isti avto se premika naprej po cesti. Natančneje, translacijsko gibanje izvaja samo telo avtomobila, njegova kolesa pa rotacijsko.

Rotacijsko gibanje je gibanje telesa okoli določene osi. Pri takem gibanju se vse točke telesa gibljejo v krožnicah, katerih središče je ta os.

Kolesa, ki smo jih omenili, izvajajo rotacijsko gibanje okoli svojih osi, hkrati pa se kolesa translacijsko gibljejo skupaj s karoserijo. To pomeni, da kolo naredi rotacijsko gibanje glede na os in translacijsko gibanje glede na cesto.

Nihajno gibanje- To je periodično gibanje, ki se pojavlja izmenično v dveh nasprotnih smereh.

Na primer, nihalo v uri izvaja nihajno gibanje.

Translacijskih in rotacijskih gibanj je največ enostavne vrste mehansko gibanje.

Relativnost mehanskega gibanja

Vsa telesa v vesolju se gibljejo, zato ni teles, ki bi popolnoma mirovala. Iz istega razloga je mogoče ugotoviti, ali se telo giblje ali ne le relativno glede na drugo telo.

Na primer, avto se premika po cesti. Cesta se nahaja na planetu Zemlja. Cesta miruje. Zato je mogoče izmeriti hitrost avtomobila glede na mirujočo cesto. Toda cesta glede na Zemljo miruje. Vendar se Zemlja sama vrti okoli Sonca. Posledično se tudi cesta skupaj z avtomobilom vrti okoli Sonca. Posledično se avtomobil ne giblje le translacijsko, ampak tudi rotacijsko (glede na Sonce). Toda glede na Zemljo se avtomobil giblje le translacijsko. To kaže relativnost mehanskega gibanja.

Relativnost mehanskega gibanja– to je odvisnost trajektorije telesa, prevožene razdalje, gibanja in hitrosti od izbire referenčni sistemi.

Materialna točka

V mnogih primerih lahko velikost telesa zanemarimo, saj so dimenzije tega telesa majhne v primerjavi z razdaljo, ki jo to telo premakne, ali v primerjavi z razdaljo med tem telesom in drugimi telesi. Za poenostavitev izračunov lahko takšno telo običajno štejemo za materialno točko, ki ima maso tega telesa.

Materialna točka je telo, katerega mere lahko v danih pogojih zanemarimo.

Avto, ki smo ga že večkrat omenili, lahko vzamemo kot materialno točko glede na Zemljo. Če pa se človek giblje znotraj tega avtomobila, potem ni več mogoče zanemariti velikosti avtomobila.

Pri reševanju problemov v fiziki gibanje telesa praviloma obravnavamo kot gibanje materialne točke, in operirajo s pojmi, kot so hitrost materialne točke, pospešek materialne točke, zagon materialne točke, vztrajnost materialne točke itd.

Referenčni okvir

Materialna točka se giblje glede na druga telesa. Telo, glede na katerega se to mehansko gibanje obravnava, se imenuje referenčno telo. Referenčno telo so izbrani poljubno glede na naloge, ki jih je treba rešiti.

Povezan z referenčnim telesom koordinatni sistem, ki je referenčna točka (izhodišče). Koordinatni sistem ima 1, 2 ali 3 osi, odvisno od pogojev vožnje. Položaj točke na premici (1 os), ravnini (2 osi) ali v prostoru (3 osi) je določen z eno, dvema ali tremi koordinatami. Za določitev položaja telesa v prostoru v katerem koli trenutku je treba nastaviti tudi začetek štetja časa.

Referenčni okvir je koordinatni sistem, referenčno telo, s katerim je koordinatni sistem povezan, in naprava za merjenje časa. Gibanje telesa se obravnava glede na referenčni sistem. Isto telo glede na različna referenčna telesa v različnih koordinatnih sistemih ima lahko popolnoma različne koordinate.

Trajektorija gibanja odvisno tudi od izbire referenčnega sistema.

Vrste referenčnih sistemov lahko različni, na primer fiksni referenčni sistem, gibljivi referenčni sistem, inercialni referenčni sistem, neinercialni referenčni sistem.

članek povzet s strani av-physics.narod.ru

Kot mehanik preučuje interakcijo in gibanje teles. Glavna lastnost gibanja je gibanje v prostoru. Toda samo gibanje bo za različne opazovalce različno – to je relativnost mehanskega gibanja. Ko stojimo ob cesti in opazujemo premikajoči se avtomobil, vidimo, da se nam približuje ali oddaljuje, odvisno od smeri gibanja.

Z opazovanjem gibanja avtomobila ugotavljamo, kako se spreminja razdalja med opazovalcem in avtomobilom. Hkrati, če sedimo v avtu in se drug avto premika pred nami z enako hitrostjo, potem bo sprednji zaznan kot stoječ, ker razdalja med avtomobili se ne spreminja. Z vidika opazovalca, ki stoji ob cesti, se avtomobil premika; z vidika sopotnika avtomobil miruje.

Iz tega sledi, da vsak opazovalec ocenjuje gibanje na svoj način, tj. relativnost je določena s točko, s katere se opazuje. Zato za natančna definicija gibanje telesa, je treba izbrati točko (telo), s katere se bo gibanje ocenjevalo. Tu se nehote pojavi misel, da tak pristop k preučevanju gibanja otežuje razumevanje. Želeli bi najti neko točko, opazovano od katere bi bilo gibanje »absolutno« in ne relativno.

Študij fizike in fiziki so poskušali najti rešitev tega problema. Znanstveniki so z uporabo konceptov, kot sta "ravnomerno enakomerno gibanje" in "hitrost gibanja telesa", poskušali ugotoviti, kako bi se to telo gibalo glede na opazovalce drugačna hitrost. Posledično je bilo ugotovljeno, da je rezultat opazovanja odvisen od razmerja med hitrostmi gibanja telesa in opazovalcev drug glede na drugega. Če je hitrost telesa večja, se oddaljuje, če je manjša, se približuje.

Za vse izračune so bile uporabljene formule klasična mehanika, povezovalna hitrost, prevožena razdalja in čas med enakomernim gibanjem. Naslednji očiten zaključek je: relativnost mehanskega gibanja je koncept, ki implicira enak potek časa za vsakega opazovalca. Formule, ki so jih pridobili znanstveniki, se imenujejo Bil je prvi v klasični mehaniki, ki je oblikoval koncept relativnosti gibanja.

Fizični pomen Galilejeve transformacije so izjemno globoke. Po klasični mehaniki njegove formule ne veljajo le za Zemljo, ampak za celotno vesolje. Naslednji sklep iz tega je, da je prostor povsod enak (homogen). In ker je gibanje enako v vseh smereh, ima prostor lastnosti izotropije, tj. njegove lastnosti so enake v vseh smereh.

Tako se izkaže, da iz najenostavnejšega premočrtnega enakomernega gibanja in koncepta relativnosti mehanskega gibanja izhaja izjemno pomemben zaključek (ali hipoteza): koncept "časa" je za vse enak, tj. je univerzalen. Iz tega tudi sledi, da je prostor izotropen in homogen, Galilejeve transformacije pa veljajo v celotnem vesolju.

Te nekoliko nenavadne ugotovitve izhajajo iz opazovanja mimo vozečih avtomobilov s strani ceste, pa tudi iz poskusov iskanja razlag za videno s formulami klasične mehanike, ki povezujejo hitrost, pot in čas. Izkazalo se je, da preprost koncept "relativnosti mehanskega gibanja" lahko vodi do globalnih zaključkov, ki vplivajo na osnove razumevanja vesolja.

Gradivo zadeva vprašanja klasična fizika. Obravnavana so vprašanja, povezana z relativnostjo mehanskega gibanja in sklepi, ki izhajajo iz tega koncepta.