|
Ãëàâà 1. Êèíåìàòèêà òî÷êè è òâ¸ðäîãî òåëà
§ 3. Òðàåêòîðèÿ. Ïóòü. Ïåðåìåùåíèå
Ñ êàêèìè âåêòîðíûìè âåëè÷èíàìè âû âñòðå÷àëèñü íà óðîêàõ ôèçèêè?
×åì îòëè÷àþòñÿ âåêòîðíûå âåëè÷èíû îò ñêàëÿðíûõ?
|
Çàïîìíè
Ëèíèÿ, ïî êîòîðîé äâèæåòñÿ òî÷êà â ïðîñòðàíñòâå, íàçûâàåòñÿ òðàåêòîðèåé.
|
 çàâèñèìîñòè îò ôîðìû òðàåêòîðèè âñå äâèæåíèÿ òî÷êè äåëÿòñÿ íà ïðÿìîëèíåéíûå è êðèâîëèíåéíûå.
|
Çàïîìíè
Åñëè òðàåêòîðèåé ÿâëÿåòñÿ ïðÿìàÿ ëèíèÿ, äâèæåíèå òî÷êè íàçûâàåòñÿ ïðÿìîëèíåéíûì, à åñëè êðèâàÿ — êðèâîëèíåéíûì.
|
|
Ñ âåðõíåé ïîëêè âàãîíà ïîåçäà, äâèæóùåãîñÿ ïðÿìîëèíåéíî, óðîíèëè ïðåäìåò. Ìîæíî ëè ñ÷èòàòü äâèæåíèå ïðåäìåòà ïðÿìîëèíåéíûì â ñèñòåìå îòñ÷¸òà, ñâÿçàííîé ñ âàãîíîì? â ñèñòåìå îòñ÷¸òà, ñâÿçàííîé ñ çåìë¸é?
|
Ïóñòü â êàêîé-òî ìîìåíò âðåìåíè äâèæóùàÿñÿ òî÷êà çàíèìàåò ïîëîæåíèå Ì1 (ðèñ. 1.7, à). Êàê íàéòè å¸ ïîëîæåíèå ñïóñòÿ íåêîòîðûé ïðîìåæóòîê âðåìåíè ïîñëå ýòîãî ìîìåíòà?
Äîïóñòèì, èçâåñòíî, ÷òî òî÷êà íàõîäèòñÿ íà ðàññòîÿíèè l îòíîñèòåëüíî ñâîåãî íà÷àëüíîãî ïîëîæåíèÿ. Ñìîæåì ëè ìû â ýòîì ñëó÷àå îäíîçíà÷íî îïðåäåëèòü íîâîå ïîëîæåíèå òî÷êè? Î÷åâèäíî, íåò, ïîñêîëüêó åñòü áåñ÷èñëåííîå ìíîæåñòâî òî÷åê, êîòîðûå óäàëåíû îò òî÷êè Ì1 íà ðàññòîÿíèå l. ×òîáû îäíîçíà÷íî îïðåäåëèòü íîâîå ïîëîæåíèå òî÷êè, íàäî åù¸ çíàòü, â êàêîì íàïðàâëåíèè îò òî÷êè Ì1 ñëåäóåò îòëîæèòü îòðåçîê äëèíîé l.
Òàêèì îáðàçîì, åñëè èçâåñòíî ïîëîæåíèå òî÷êè â êàêîé-òî ìîìåíò âðåìåíè, òî íàéòè å¸ íîâîå ïîëîæåíèå ìîæíî ñ ïîìîùüþ îïðåäåë¸ííîãî âåêòîðà (ðèñ. 1.7, á).
|
Çàïîìíè
Âåêòîð, ïðîâåä¸ííûé èç íà÷àëüíîãî ïîëîæåíèÿ òî÷êè â å¸ êîíå÷íîå ïîëîæåíèå, íàçûâàåòñÿ âåêòîðîì ïåðåìåùåíèÿ èëè ïðîñòî ïåðåìåùåíèåì òî÷êè.
|
Ïîñêîëüêó ïåðåìåùåíèå — âåëè÷èíà âåêòîðíàÿ, òî ïåðåìåùåíèå, ïîêàçàííîå íà ðèñóíêå (1.7, á), ìîæíî îáîçíà÷èòü
Ïîêàæåì, ÷òî ïðè âåêòîðíîì ñïîñîáå çàäàíèÿ äâèæåíèÿ ïåðåìåùåíèå ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê èçìåíåíèå ðàäèóñ-âåêòîðà äâèæóùåéñÿ òî÷êè.
Ïóñòü ðàäèóñ-âåêòîð 1 çàäà¸ò ïîëîæåíèå òî÷êè â ìîìåíò âðåìåíè t1, à ðàäèóñ-âåêòîð 2 — â ìîìåíò âðåìåíè t2 (ðèñ. 1.8). ×òîáû íàéòè èçìåíåíèå ðàäèóñ-âåêòîðà çà ïðîìåæóòîê âðåìåíè Δt = t2 - t1, íàäî èç êîíå÷íîãî âåêòîðà 2 âû÷åñòü íà÷àëüíûé âåêòîð 1. Èç ðèñóíêà 1.8 âèäíî, ÷òî ïåðåìåùåíèå, ñîâåðø¸ííîå òî÷êîé çà ïðîìåæóòîê âðåìåíè Δt, åñòü èçìåíåíèå å¸ ðàäèóñ-âåêòîðà çà ýòî âðåìÿ. Ñëåäîâàòåëüíî, îáîçíà÷èâ èçìåíåíèå ðàäèóñ-âåêòîðà ÷åðåç Δ , ìîæíî çàïèñàòü: Δ = 1 - 2.
|
Ïîíàáëþäàéòå çà äâèæåíèåì ðàçëè÷íûõ òåë è êëàññèôèöèðóéòå âèäû èõ äâèæåíèÿ.
|
|
Çàïîìíè
Ïóòü s — äëèíà òðàåêòîðèè ïðè ïåðåìåùåíèè òî÷êè èç ïîëîæåíèÿ Ì1 â ïîëîæåíèå Ì2.
|
|
Âàæíî
Ìîäóëü ïåðåìåùåíèÿ ìîæåò áûòü íå ðàâåí ïóòè, ïðîéäåííîìó òî÷êîé.
|
Íàïðèìåð, íà ðèñóíêå 1.8 äëèíà ëèíèè, ñîåäèíÿþùåé òî÷êè Ì1 è Ì2, áîëüøå ìîäóëÿ ïåðåìåùåíèÿ: s > |Δ |. Ïóòü ðàâåí ïåðåìåùåíèþ òîëüêî â ñëó÷àå ïðÿìîëèíåéíîãî îäíîíàïðàâëåííîãî äâèæåíèÿ.
Ïåðåìåùåíèå òåëà Δ — âåêòîð, ïóòü s — ñêàëÿð, |Δ | ≤ s.
|
Êëþ÷åâûå ñëîâà äëÿ ïîèñêà èíôîðìàöèè ïî òåìå ïàðàãðàôà.
Òðàåêòîðèÿ. Ïóòü. Ïåðåìåùåíèå
|
Âîïðîñû ê ïàðàãðàôó
1. ×òî íàçûâàåòñÿ ïåðåìåùåíèåì òî÷êè?
2.  êàêîì ñëó÷àå ìîäóëü ïåðåìåùåíèÿ òî÷êè çà êàêîå-òî âðåìÿ ðàâåí ïóòè, ïðîéäåííîìó åþ çà òî æå âðåìÿ?
|
Îáðàçöû çàäàíèé ÅÃÝ
A1. Âåðòîë¸ò ïîäíèìàåòñÿ âåðòèêàëüíî ââåðõ. Êàêóþ ôîðìó èìååò òðàåêòîðèÿ äâèæåíèÿ òî÷êè íà êîíöå ëîïàñòè âèíòà âåðòîë¸òà â ñèñòåìå îòñ÷¸òà, ñâÿçàííîé ñ çåìë¸é?
A2. Äâà òåëà, áðîøåííûå ñ ïîâåðõíîñòè Çåìëè âåðòèêàëüíî ââåðõ, äîñòèãëè âûñîò 10 ì è 20 ì è óïàëè íà Çåìëþ. Ïóòè, ïðîéäåííûå ýòèìè òåëàìè, îòëè÷àþòñÿ íà
|
1) 5 ì
|
2) 20 ì
|
3) 10 ì
|
4) 30 ì
|
A3. ×åëîâåê îáîø¸ë êðóãëîå îçåðî äèàìåòðîì 1 êì. Î ïóòè, ïðîéäåííîì ÷åëîâåêîì, è ìîäóëå åãî ïåðåìåùåíèÿ ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî
1) ïóòü ðàâåí 3,14 êì, ìîäóëü ïåðåìåùåíèÿ ðàâåí 1 êì
2) ïóòü ðàâåí 3,14 êì, ìîäóëü ïåðåìåùåíèÿ ðàâåí íóëþ
3) ïóòü ðàâåí íóëþ, ìîäóëü ïåðåìåùåíèÿ ðàâåí íóëþ
4) ïóòü ðàâåí íóëþ, ìîäóëü ïåðåìåùåíèÿ ðàâåí 3,14 êì
A4. Òî÷êà íà÷èíàåò äâèæåíèå ïî îêðóæíîñòè ðàäèóñîì 2 ì, è êîãäà å¸ ïåðåìåùåíèå ðàâíî ïî ìîäóëþ äèàìåòðó, ïóòü, ïðîéäåííûé åþ, ðàâåí
|
1) 2 ì
|
2) 4 ì
|
3) 6,28 ì
|
4) 12,56 ì
|
|
|