-->
|
|
|
Ãëàâà 1. Êèíåìàòèêà òî÷êè è òâ¸ðäîãî òåëà § 1. Ìåõàíè÷åñêîå äâèæåíèå. Ñèñòåìà îòñ÷¸òà (îêîí÷àíèå)
Îïèñàòü äâèæåíèå òåëà — ýòî çíà÷èò óêàçàòü ñïîñîá îïðåäåëåíèÿ åãî ïîëîæåíèÿ â ïðîñòðàíñòâå â ëþáîé ìîìåíò âðåìåíè. Óæå íà ïåðâûé âçãëÿä çàäà÷à îïèñàíèÿ êàæåòñÿ î÷åíü ñëîæíîé.  ñàìîì äåëå, âçãëÿíèòå íà êëóáÿùèåñÿ îáëàêà, êîëûøóùèåñÿ ëèñòüÿ íà âåòêå äåðåâà. Ïðåäñòàâüòå ñåáå, êàêîå ñëîæíîå äâèæåíèå ñîâåðøàþò ïîðøíè àâòîìîáèëÿ, ì÷àùåãîñÿ ïî øîññå. Êàê æå ïðèñòóïèòü ê îïèñàíèþ äâèæåíèÿ? Ñàìîå ïðîñòîå (à â ôèçèêå âñåãäà èäóò îò ïðîñòîãî ê ñëîæíîìó) — ýòî íàó÷èòüñÿ îïèñûâàòü äâèæåíèå òî÷êè. Ïîä òî÷êîé ìîæíî ïîíèìàòü, íàïðèìåð, ìàëåíüêóþ îòìåòêó, íàíåñ¸ííóþ íà äâèæóùèéñÿ ïðåäìåò — ôóòáîëüíûé ìÿ÷ (ðèñ. 1.1), êîëåñî òðàêòîðà è ò. ä. Åñëè ìû áóäåì çíàòü, êàê ïðîèñõîäèò äâèæåíèå êàæäîé òàêîé òî÷êè (êàæäîãî î÷åíü ìàëåíüêîãî ó÷àñòêà) òåëà, òî ìû áóäåì çíàòü, êàê äâèæåòñÿ âñ¸ òåëî. Îäíàêî êîãäà âû ãîâîðèòå, ÷òî ïðîáåæàëè íà ëûæàõ 10 êì, òî íèêòî íå ñòàíåò óòî÷íÿòü, êàêàÿ èìåííî ÷àñòü âàøåãî òåëà ïðåîäîëåëà ðàññòîÿíèå â 10 êì, õîòÿ âû îòíþäü íå òî÷êà.  äàííîì ñëó÷àå ýòî íå èìååò ñêîëüêî- íèáóäü ñóùåñòâåííîãî çíà÷åíèÿ. Ââåä¸ì ïîíÿòèå ìàòåðèàëüíîé òî÷êè — ïåðâîé ôèçè÷åñêîé ìî äåëè ðåàëüíûõ òåë.
Ñèñòåìà îòñ÷¸òà. Äâèæåíèå ëþáîãî òåëà, êàê ìû óæå çíàåì, åñòü äâèæåíèå îòíîñèòåëüíîå. Ýòî çíà÷èò, ÷òî äâèæåíèå äàííîãî òåëà ìîæåò áûòü ðàçëè÷íûì ïî îòíîøåíèþ ê äðóãèì òåëàì. Èçó÷àÿ äâèæåíèå èíòåðåñóþùåãî íàñ òåëà, ìû îáÿçàòåëüíî äîëæíû óêàçàòü, îòíîñèòåëüíî êàêîãî òåëà ýòî äâèæåíèå ðàññìàòðèâàåòñÿ.
×òîáû ðàññ÷èòàòü ïîëîæåíèå òî÷êè (òåëà) îòíîñèòåëüíî âûáðàííîãî òåëà îòñ÷¸òà â çàâèñèìîñòè îò âðåìåíè, íàäî íå òîëüêî ñâÿçàòü ñ íèì ñèñòåìó êîîðäèíàò, íî è ñóìåòü èçìåðèòü âðåìÿ. Âðåìÿ èçìåðÿþò ñ ïîìîùüþ ÷àñîâ. Ñîâðåìåííûå ÷àñû — ýòî ñëîæíûå óñòðîéñòâà. Îíè ïîçâîëÿþò èçìåðÿòü âðåìÿ â ñåêóíäàõ ñ òî÷íîñòüþ äî òðèíàäöàòîãî çíàêà ïîñëå çàïÿòîé. Åñòåñòâåííî, íè îäíè ìåõàíè÷åñêèå ÷àñû òàêîé òî÷íîñòè îáåñïå÷èòü íå ìîãóò. Òàê, îäíè èç ñàìûõ òî÷íûõ â ñòðàíå ìåõàíè÷åñêèõ ÷àñîâ íà Ñïàññêîé áàøíå Êðåìëÿ â äåñÿòü òûñÿ÷ ðàç ìåíåå òî÷íû, ÷åì Ãîñóäàðñòâåííûé ýòàëîí âðåìåíè. Åñëè ýòàëîííûå ÷àñû íå êîððåêòèðîâàòü, òî íà îäíó ñåêóíäó îíè óáåãóò èëè îòñòàíóò çà òðèñòà òûñÿ÷ ëåò. Ïîíÿòíî, ÷òî â áûòó íåò íåîáõîäèìîñòè èçìåðÿòü âðåìÿ ñ î÷åíü áîëüøîé òî÷íîñòüþ. Íî äëÿ ôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé, êîñìîíàâòèêè, ãåîäåçèè, ðàäèîàñòðîíîìèè, óïðàâëåíèÿ âîçäóøíûì òðàíñïîðòîì âûñîêàÿ òî÷íîñòü â èçìåðåíèè âðåìåíè ïðîñòî íåîáõîäèìà. Îò òî÷íîñòè èçìåðåíèÿ âðåìåíè çàâèñèò òî÷íîñòü, ñ êîòîðîé ìû ñóìååì ðàññ÷èòàòü ïîëîæåíèå òåëà â êàêîé-ëèáî ìîìåíò âðåìåíè.
Íà ðèñóíêå 1.2 ïîêàçàíà ñèñòåìà îòñ÷¸òà, âûáðàííàÿ äëÿ ðàññìîòðåíèÿ ïîë¸òà áðîøåííîãî ìÿ÷à.  äàííîì ñëó÷àå òåëîì îòñ÷¸òà ÿâëÿåòñÿ äîì, îñè êîîðäèíàò âûáðàíû òàê, ÷òî ìÿ÷ ëåòèò â ïëîñêîñòè XOY, äëÿ îïðåäåëåíèÿ âðåìåíè áåð¸òñÿ ñåêóíäîìåð.
Âîïðîñû ê ïàðàãðàôó 1. ×òî íàçûâàåòñÿ òåëîì îòñ÷¸òà? 2. ×òî ñîñòàâëÿåò ñèñòåìó îòñ÷¸òà? 3. Êàêèå ñïîñîáû îòñ÷¸òà âðåìåíè âàì èçâåñòíû?
<<< Ê íà÷àëó Ñëåäóþùàÿ ñòðàíèöà >>>
|
|
|