Īsi taisna un izliekta kustība. Taisnlīnija kustība un kustība pa materiāla punkta apkārtmēru

Kustība ir pozīcijas maiņa
ķermeņi telpā attiecībā pret citiem
ķermeņi laika gaitā. Kustības un
tiek raksturots kustības virziens
ieskaitot ātrumu. Izmaiņas
ātrums un pats kustības veids ir saistīts ar
spēka darbība. Ja tiek ietekmēts ķermenis
spēks, ķermenis maina ātrumu.

Ja spēks ir paralēls
ķermeņa kustība, vienā virzienā, tad šī
kustība būs taisna.

Šāda kustība būs izliekta,
kad ķermeņa ātrums un spēks pielikts uz
šis ķermenis ir vērsti viens pret otru
draugs kaut kādā leņķī. Šajā gadījumā
ātrums mainīsies
virziens.

Tātad, taisnvirziena
kustība, ātruma vektors ir vērsts uz to
tajā pašā pusē, uz kuru tiek pielikts spēks
ķermenis. Un izliekts
kustība ir kustība
kad ātruma vektors un spēks,
piestiprināts pie ķermeņa, atrodas zem
kāds leņķis viens pret otru.

centripetālais paātrinājums

CENTRIPEĀLS
PAĀCINĀJUMS
Apsveriet īpašu gadījumu
izliekta kustība, kad ķermenis
pārvietojas pa apli ar konstanti
ātruma modulis. Kad ķermenis kustas
ap apli ar nemainīgs ātrums, tad
mainās tikai ātruma virziens. Autors
modulo, tas paliek nemainīgs, un
mainās ātruma virziens. Tādas
ātruma maiņa noved pie
paātrinājuma ķermenis, kas
sauc par centripetālu.

Ja ķermeņa trajektorija ir
līkni, to var attēlot kā
kustību kopums pa lokiem
apļi, kā parādīts attēlā.
3.

Uz att. 4 parāda, kā mainās virziens
ātruma vektors. Šīs kustības ātrums
vērsta tangenciāli uz apli, pa loku
ko ķermenis kustina. Tādējādi viņa
virziens nemitīgi mainās. Pat
modulo ātrums paliek nemainīgs,
ātruma izmaiņas izraisa paātrinājuma parādīšanos:

Šajā gadījumā paātrinājums būs
vērsta uz apļa centru. Tātad
to sauc par centripetālu.
To var aprēķināt, izmantojot sekojošo
formula:

Leņķiskais ātrums. attiecības starp leņķisko un lineāro ātrumu

LEŅĶAIS ĀTRUMS. SAVIENOJUMS
STŪRIS UN LĪNIJA
ĀTRUMI
Dažas kustības īpašības
aprindās
Leņķisko ātrumu apzīmē ar grieķu valodu
ar burtu omega (w), tas norāda, kurš
leņķis pagriež ķermeni laika vienībā.
Tas ir loka lielums grādos,
kādu laiku pagājis garām ķermenim.
Ievērojiet, ja ciets griežas, tad
leņķiskais ātrums jebkuram šī ķermeņa punktam
būs nemainīga vērtība. tuvāks punkts
atrodas virzienā uz rotācijas centru vai tālāk -
nav nozīmes, t.i. nav atkarīgs no rādiusa.

Mērvienība šajā gadījumā būtu
vai nu grādi sekundē, vai radiāni
dod man mirklīti. Bieži vien vārds "radiāns" netiek rakstīts, bet gan
vienkārši rakstiet c-1. Piemēram, atradīsim
kāds ir zemes leņķiskais ātrums. Zeme
24 stundu laikā veic pilnu 360° pagriezienu, un
Šajā gadījumā tā var teikt
leņķiskais ātrums ir vienāds.

Ņemiet vērā arī leņķisko attiecību
ātrums un līnijas ātrums:
V = w. R.
Jāatzīmē, ka kustība
apļi ar nemainīgu ātrumu ir koeficients
kustības futrālis. Tomēr apļveida kustība
var būt arī nevienmērīga. ātrums var
mainīt ne tikai virzienā un palikt
ir identisks pēc moduļa, bet arī mainās savā veidā
nozīme, t.i., neatkarīgi no virziena maiņas,
ir arī izmaiņas ātruma modulī. V
Šajā gadījumā runa ir par t.s
paātrināta apļveida kustība.

Mēs zinām, ka visi ķermeņi ir piesaistīti viens otram. Jo īpaši Zeme piesaista, piemēram, Mēnesi. Bet rodas jautājums: ja Mēness tiek piesaistīts Zemei, kāpēc tas griežas ap to, nevis nokrīt uz Zemi?

Lai atbildētu uz šo jautājumu, ir jāapsver ķermeņu kustības veidi. Mēs jau zinām, ka kustība var būt vienmērīga un nevienmērīga, taču ir arī citas kustības īpašības. Jo īpaši, atkarībā no virziena, taisnvirziena un izliekta kustība.

Taisnvirziena kustība

Ir zināms, ka ķermenis pārvietojas, iedarbojoties uz to pieliktā spēka ietekmē. Varat veikt vienkāršu eksperimentu, parādot, kā ķermeņa kustības virziens būs atkarīgs no tam pieliktā spēka virziena. Tam būs nepieciešams patvaļīgs vienums mazs izmērs, gumijas aukla un horizontāls vai vertikāls atbalsts.

Piesiet auklu ar vienu galu pie balsta. Otrā auklas galā mēs salabojam savu objektu. Tagad, ja mēs pavelkam savu objektu noteiktā attālumā un pēc tam atlaidīsim to, mēs redzēsim, kā tas sāks kustēties atbalsta virzienā. Tās kustība ir saistīta ar auklas elastīgo spēku. Tā Zeme pievelk visus uz tās virsmas esošos ķermeņus, kā arī meteorītus, kas lido no kosmosa.

Tikai elastīgā spēka vietā ir pievilkšanās spēks. Un tagad paņemsim savu priekšmetu uz elastīgās lentes un virzīsim nevis virzienā uz/no balsta, bet gan pa to. Ja objekts nebūtu fiksēts, tas vienkārši aizlidotu uz sāniem. Bet, tā kā aukla to notur, bumba, virzoties uz sāniem, nedaudz izstiepj auklu, kas to velk atpakaļ, un bumba nedaudz maina virzienu uz balsta pusi.

Līklīnijas apļveida kustība

Tas notiek katrā laika momentā, kā rezultātā bumba kustas nevis pa sākotnējo trajektoriju, bet arī ne taisnā līnijā pret balstu. Bumba pārvietosies ap balstu pa apli. Tās kustības trajektorija būs izliekta. Šādi Mēness pārvietojas ap Zemi, uz tās nenokrītot.

Tādā veidā Zemes gravitācija notver meteorītus, kas lido tuvu Zemei, bet ne tieši uz tās. Šie meteorīti kļūst par Zemes pavadoņiem. Tajā pašā laikā tas, cik ilgi viņi paliks orbītā, ir atkarīgs no tā, kāds bija viņu sākotnējais kustības leņķis attiecībā pret Zemi. Ja to kustība bija perpendikulāra Zemei, tad viņi var palikt orbītā bezgalīgi. Ja leņķis bija mazāks par 90˚, tie kustēsies pa dilstošu spirāli un pakāpeniski joprojām nokritīs uz zemes.

Kustība pa apli ar nemainīgu modulo ātrumu

Vēl viens punkts, kas jāņem vērā, ir tas, ka līknes kustības ātrums ap apli mainās virzienā, bet ir vienāds pēc vērtības. Un tas nozīmē, ka kustība pa apli ar nemainīgu modulo ātrumu notiek vienmērīgi paātrināti.

Tā kā kustības virziens mainās, tas nozīmē, ka kustība notiek ar paātrinājumu. Un tā kā tas mainās vienādi katrā laika brīdī, tāpēc kustība tiks vienmērīgi paātrināta. Un pievilkšanās spēks ir spēks, kas izraisa pastāvīgu paātrinājumu.

Mēness pārvietojas ap Zemi tieši tāpēc, bet, ja pēkšņi Mēness kustība mainās, piemēram, tajā ietriecas ļoti liels meteorīts, tad tas var atstāt savu orbītu un nokrist uz Zemi. Mēs varam tikai cerēt, ka šis brīdis nekad nepienāks. Tā tas notiek.

https://accounts.google.com

Slaidu paraksti:

Padomā un atbildi! 1. Kādu kustību sauc par vienotu? 2. Ko sauc par ātrumu vienmērīga kustība? 3. Kādu kustību sauc par vienmērīgi paātrinātu? 4. Kas ir ķermeņa paātrinājums? 5. Kas ir pārvietošana? Kas ir trajektorija?

Nodarbības tēma: Taisnvirziena un līknes kustība. Ķermeņa kustība pa apli.

Mehāniskā kustība Taisnlīnija Līklīnija Elipses kustība Paraboliska kustība Hiperboliska kustība Apļveida kustība

Nodarbības mērķi: 1. Zināt līknes kustības galvenos raksturlielumus un attiecības starp tām. 2. Prast pielietot iegūtās zināšanas eksperimentālu uzdevumu risināšanā.

Tēmas apguves plāns Jauna materiāla apguve Taisnās un līknes kustības stāvoklis Ķermeņa ātruma virziens līknes kustības laikā Centripetālais paātrinājums Apgriezienu periods Apgriezienu biežums Centripetālais spēks Frontālo eksperimentālo uzdevumu veikšana Patstāvīgais darbs kontroldarbu veidā Summēšana

Atbilstoši trajektorijas veidam kustība ir: Līklīnija Taisnlīnija

Ķermeņu taisnvirziena un izliekuma kustības nosacījumi (eksperiments ar bumbu)

67. lpp. Atcerieties! Darbs ar mācību grāmatu

Apļveida kustība - īpašs izliekuma kustības gadījums

Priekšskatījums:

Lai izmantotu prezentāciju priekšskatījumu, izveidojiet Google kontu (kontu) un pierakstieties: https://accounts.google.com

Slaidu paraksti:

Kustības raksturlielumi - līknes kustības lineārais ātrums () - centripetālais paātrinājums () - apgriezienu periods () - apgriezienu biežums ()

Atcerieties. Daļiņu kustības virziens sakrīt ar apļa pieskari

Ar izliektu kustību ķermeņa ātrums tiek virzīts tangenciāli uz apli.Atceries.

Ar līknes kustību paātrinājums tiek virzīts uz apļa centru. Atcerieties.

Kāpēc paātrinājums ir vērsts uz apļa centru?

Ātruma definīcija - ātrums - apgriezienu periods r - apļa rādiuss

Ķermenim kustoties pa apli, ātruma vektora modulis var mainīties vai palikt nemainīgs, bet ātruma vektora virziens noteikti mainās. Tāpēc ātruma vektors ir mainīga vērtība. Tas nozīmē, ka kustība pa apli vienmēr notiek ar paātrinājumu. Atcerieties!

Priekšskatījums:

Tēma: Taisnlīnija un izliekta kustība. Ķermeņa kustība pa apli.

Mērķi: Pētīt līknes kustības pazīmes un jo īpaši kustību pa apli.

Iepazīstināt ar centripetālā paātrinājuma un centripetālā spēka jēdzienu.

Turpiniet būvēt galvenās kompetences studenti: spēju salīdzināt, analizēt, izdarīt secinājumus no novērojumiem, vispārināt eksperimentālos datus, pamatojoties uz esošajām zināšanām par ķermeņa kustību, veidot spēju izmantot ķermeņa kustības pamatjēdzienus, formulas un fiziskos likumus, pārvietojoties pa apli.

Izkopt neatkarību, iemācīt bērniem sadarboties, audzināt cieņu pret citu viedokli, modināt zinātkāri un vērot.

Nodarbības aprīkojums:dators, multimediju projektors, ekrāns, bumba uz elastīgās lentes, bumba uz vītnes, lineāls, metronoms, augšdaļa.

Reģistrācija: "Mēs esam patiesi brīvi, ja esam saglabājuši spēju spriest par sevi." Caceron.

Nodarbības veids: stunda, kurā apgūst jaunu materiālu.

Nodarbību laikā:

Organizācijas laiks:

Problēmas izklāsts: kādus kustību veidus mēs esam pētījuši?

(Atbilde: Taisns vienāds, taisnstūris vienmērīgi paātrināts.)

Nodarbības plāns:

1. Atjaunināt pamatzināšanas (fiziskā iesildīšanās) (5 min)

1. Ko sauc par vienmērīgu kustību?
2. Kāds ir vienmērīgas kustības ātrums?
3. Kādu kustību sauc par vienmērīgi paātrinātu?
4. Kas ir ķermeņa paātrinājums?
5. Kas ir kustība? Kas ir trajektorija?

1. Galvenā daļa. Jauna materiāla apgūšana. (11 min)

1. Problēmas formulējums:

Uzdevums studentiem:Apsveriet augšdaļas rotāciju, bumbiņas griešanos uz vītnes (pieredzes demonstrēšana). Kā jūs varat raksturot viņu kustības? Kas kopīgs viņu kustībām?

Skolotājs: Tātad, mūsu uzdevums šodienas nodarbībā ir iepazīstināt ar taisnas un līknes kustības jēdzienu. Ķermeņa kustības pa apli.

(nodarbības tēmas ierakstīšana kladēs).

1. Nodarbības tēma.

2. slaids.

Skolotājs: Lai izvirzītu mērķus, piedāvāju analizēt mehāniskās kustības shēmu.(kustību veidi, zinātniskais raksturs)

3. slaids.

1. Kādi ir mūsu tēmas mērķi?

4. slaids.

1. Es iesaku izpētīt šo tēmu par sekojošo plāns . (Atlasīt galveno)

Vai tu piekrīti?

5. slaids.

1. Paskatieties uz attēlu. Apsveriet dabā un tehnoloģijā sastopamo trajektoriju veidu piemērus.

6. slaids.

1. Spēka iedarbība uz ķermeni dažos gadījumos var izraisīt tikai šī ķermeņa ātruma vektora moduļa izmaiņas, bet citos - ātruma virziena izmaiņas. Parādīsim to eksperimentos.

(Eksperimentēšana ar bumbu uz elastīgās lentes)

7. slaids

1. Izdariet secinājumu kas nosaka trajektorijas veidu.

(Atbilde)

Tagad salīdzināsim šī definīcija ar to, kas norādīts jūsu mācību grāmatā 67. lpp

8. slaids.

1. Apsveriet zīmējumu. Kā jūs varat saistīt izliektu kustību ar apļveida kustību.

(Atbilde)

Tas ir, izliektu līniju var pārkārtot kā dažāda diametra apļu loku kopu.

Secinam:...

(Ierakstiet piezīmju grāmatiņā)

9. slaids.

1. Apsveriet, kuras fizikālie lielumi raksturo apļveida kustību.

10. slaids.

1. Apsveriet piemēru, kad automašīna pārvietojas. Kas izlido no riteņu apakšas? Kā viņa kustas? Kā tiek virzītas daļiņas? Kā jūs pasargāt sevi no šīm daļiņām?

(Atbilde)

Izdarīsim secinājumu : ... (par daļiņu kustības būtību)

11. slaids

1. Apskatīsim, kā tiek virzīts ātrums, ķermenim pārvietojoties pa apli. (Animācija ar zirgu.)

Secinam:…( ātruma virziens.)

12. slaids.

1. Noskaidrosim, kā tiek virzīts paātrinājums līknes kustības laikā, kas šeit parādās sakarā ar to, ka notiek ātruma izmaiņas virzienā.

(Animācija ar motociklistu.)

Secinam:…( paātrinājuma virziens)

Pierakstīsim formula piezīmju grāmatiņā.

13. slaids.

1. Apsveriet zīmējumu. Tagad mēs noskaidrosim, kāpēc paātrinājums ir vērsts uz apļa centru.

(skolotāja skaidrojums)

14. slaids.

Kādus secinājumus var izdarīt par ātruma un paātrinājuma virzienu?

1. Ir arī citas līknes kustības pazīmes. Tie ietver ķermeņa apļa rotācijas periodu un biežumu. Ātrumu un periodu saista sakarība, kuru noteiksim matemātiski:

(Skolotājs raksta uz tāfeles, skolēni raksta kladēs)

Tas ir zināms, labi, tad.

Kopš tā laika

15. slaids.

1. Kas vispārējs secinājums mono darīt par kustības raksturu aplī?

(Atbilde)

16. slaids,

1. Saskaņā ar otro Ņūtona likumu paātrinājums vienmēr ir virzīts kopā ar spēku, kura rezultātā tas rodas. Tas attiecas arī uz centripetālo paātrinājumu.

Secinam : Kā spēks tiek virzīts katrā trajektorijas punktā?

(atbilde)

Šo spēku sauc par centripetālu.

Pierakstīsim formula piezīmju grāmatiņā.

(Skolotājs raksta uz tāfeles, skolēni raksta kladēs)

Centrpetālo spēku rada visi dabas spēki.

Sniedziet piemērus centripetālo spēku iedarbībai pēc to rakstura:

• elastības spēks (akmens uz virves);
• gravitācija (planētas ap sauli);
• berzes spēks (griešanās).

17. slaids.

1. Lai labotu, es ierosinu veikt eksperimentu. Lai to izdarītu, mēs izveidosim trīs grupas.

I grupa noteiks ātruma atkarību no apļa rādiusa.

II grupa mērīs paātrinājumu, pārvietojoties pa apli.

III grupa noteiks centripetālā paātrinājuma atkarību no apgriezienu skaita laika vienībā.

18. slaids.

Apkopojot. Kā ātrums un paātrinājums ir atkarīgi no apļa rādiusa?

1. Veiksim dažas sākotnējās pārbaudes. (7 min)

19. slaids.

1. Novērtējiet savu darbu klasē. Turpiniet teikumus uz lapiņām.

(Pārdomas. Studenti skaļi izsaka atsevišķas atbildes.)

20. slaids.

1. Mājas darbs: §18-19,

Piem. 18 (1, 2)

Turklāt ex. 18(5)

(skolotāja komentāri)

21. slaids.

Spēka iedarbība uz ķermeni dažos gadījumos var izraisīt izmaiņas tikai šī ķermeņa ātruma vektora modulī, bet citos - ātruma virziena izmaiņas. Parādīsim to ar piemēriem.

34. attēlā a attēlota bumbiņa, kas atrodas uz galda punktā A. Bumba ir piesieta pie viena no gumijas auklas galiem. Auklas otrais gals ir piestiprināts pie galda punktā O. Ja bumbiņa tiek pārvietota uz punktu B, aukla izstiepsies. Šajā gadījumā tajā parādīsies elastīgs spēks F, kas iedarbosies uz bumbu un tiecas atgriezt to sākotnējā stāvoklī.

Ja tagad atlaižam lodi, tad spēka F iedarbībā tā paātrinās virzienā uz punktu A. Šajā gadījumā lodes ātrums jebkurā trajektorijas punktā (piemēram, punktā C) tiek virzīts līdzās elastīgais spēks un paātrinājums, kas rodas šī spēka darbības rezultātā. Šajā gadījumā mainās tikai lodes ātruma vektora modulis, bet ātruma vektora virziens paliek nemainīgs, un bumba kustas pa taisnu līniju.

Rīsi. 34. Ja ķermeņa ātrums un spēks, kas iedarbojas uz to, ir vērsti pa vienu taisni, tad ķermenis pārvietojas taisni, un, ja tie ir vērsti pa krustojošām līnijām, ķermenis pārvietojas līkni.

Tagad apsveriet piemēru, kurā, iedarbojoties elastīgam spēkam, bumba kustas līkni (t.i., tās kustības trajektorija ir izliekta līnija). Attēlā 34, b parādīta tā pati bumbiņa uz gumijas auklas, kas atrodas punktā A. Stumsim lodi uz punktu B, t.i., iedosim. sākotnējais ātrums, kas vērsts perpendikulāri segmentam O A. Ja uz lodi neiedarbotos nekādi spēki, tad tā saglabātu iegūtā ātruma lielumu un virzienu (atcerieties inerces fenomenu). Bet, virzoties uz punktu B, bumbiņa attālinās no punkta O un nedaudz izstiepj auklu. Tāpēc auklā rodas elastīgs spēks F, kas cenšas to saīsināt līdz sākotnējam garumam un vienlaikus tuvināt lodi punktam O. Šī spēka rezultātā lodes ātruma virziens katrā tās momentā. kustība nedaudz mainās, tāpēc tā pārvietojas pa līknes trajektoriju AC. Jebkurā trajektorijas punktā (piemēram, punktā C) lodes ātrums v un spēks F ir vērsti pa krustojošām līnijām: ātrums ir tangenciāls trajektorijai, un spēks ir vērsts uz punktu O.

Aplūkotie piemēri parāda, ka spēka iedarbība uz ķermeni var novest pie dažādiem rezultātiem atkarībā no ātruma virziena un spēka vektoriem.

Ja ķermeņa ātrums un spēks, kas iedarbojas uz to, ir vērsti pa vienu taisni, tad ķermenis kustas taisni, un, ja tie ir vērsti pa krustojošām līnijām, tad ķermenis kustas līkni.

Patiess ir arī apgrieztais apgalvojums: ja ķermenis pārvietojas līkni, tad tas nozīmē, ka uz to iedarbojas kāds spēks, mainot ātruma virzienu, un katrā punktā spēks un ātrums ir vērsti pa krustojošām taisnēm.

Ir neskaitāmas dažādas līknes trajektorijas. Bet bieži vien izliektas līnijas, piemēram, līniju ABCDEF (35. att.), var attēlot kā dažādu rādiusu loku kopu.

Rīsi. 35. Trajektoriju ABCDEF var attēlot kā dažādu rādiusu loku kopu

Tāpēc daudzos gadījumos ķermeņa izliekuma kustības izpēte tiek reducēta uz tā kustības apli izpēti.

Jautājumi

1. Apskatiet 34. attēlu un atbildiet uz jautājumiem: kāda spēka ietekmē bumba iegūst ātrumu un pārvietojas no punkta B uz punktu A? Kas izraisīja šo spēku? Kāds ir paātrinājuma virziens, lodes ātrums un spēks, kas uz to iedarbojas? Kāda ir bumbas trajektorija?
2. Apsveriet 34. attēlu, C atbildiet uz jautājumiem: kāpēc auklā radās elastīgais spēks un kā tas ir vērsts attiecībā pret pašu auklu? Ko var teikt par lodes ātruma virzienu un auklas elastīgo spēku, kas uz to iedarbojas? Kā bumba kustas - taisni vai izliekti?
3. Kādos apstākļos ķermenis kustas taisnā līnijā spēka iedarbībā, un kādos apstākļos tas kustas līknes virzienā?

17. vingrinājums