Untuk menggunakan pratinjau presentasi, buat akun Google dan masuk ke akun tersebut: https://accounts.google.com
Keterangan slide:
DASAR-DASAR KINEMATIK Pelajaran 1. TOPIK : “ Poin materi. Sistem referensi"
Mekanika adalah salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari gerak. Tugas utama mekanika adalah menentukan posisi suatu benda di ruang angkasa pada setiap saat.
Kinematika adalah cabang ilmu mekanika yang mempelajari metode mendeskripsikan gerak dan hubungan antara besaran yang menjadi ciri gerak tersebut. Dinamika adalah salah satu cabang ilmu mekanika yang mempelajari sebab-sebab terjadinya gerak mekanis. Statika mempelajari hukum keseimbangan suatu sistem benda.
Gerakan mekanis– perubahan posisi suatu benda dalam ruang terhadap waktu relatif terhadap benda lain.
Gerak translasi adalah gerak yang semua titik pada benda bergerak sama besar, dengan kecepatan yang sama. Titik material adalah benda yang dimensinya dapat diabaikan jika masalah tertentu diselesaikan. Benda acuan adalah benda apa pun yang secara konvensional dianggap tidak bergerak, yang relatif terhadap pergerakan benda lain.
Misalnya, Bumi sering dianggap sebagai titik material ketika geraknya mengelilingi Matahari dipelajari.
Misalnya, jika kita menyelesaikan soal yang berkaitan dengan rotasi harian planet, maka kita harus memperhitungkan bentuk dan ukuran planet tersebut. Misalnya, jika Anda perlu menentukan waktu matahari terbit di berbagai tempat di dunia.
Apa itu gerak maju? Suatu benda bergerak secara translasi jika semua titiknya bergerak sama beratnya. atau Suatu benda bergerak translasi jika suatu garis lurus yang melalui dua titik pada benda tersebut, pada saat bergerak, bergeser sejajar dengan kedudukan semula.
Contoh gerak translasi Kabin elevator bergerak maju Kabin bianglala bergerak maju
Untuk menentukan posisi suatu benda (titik material) dalam ruang, Anda perlu: menetapkan benda acuan; pilih sistem koordinat; mempunyai alat untuk mencatat waktu (jam)
Badan acuan, sistem koordinat yang terkait dengannya, dan jam untuk menghitung waktu pergerakan membentuk sistem acuan.
Apa itu badan referensi? Badan acuan adalah suatu benda yang relatif terhadap mana posisi benda lain (yang bergerak) ditentukan. Misalnya, bisa berupa pohon saat kita memperhitungkan pergerakan bus, atau Bumi saat menghitung pergerakan roket
Sistem koordinat Posisi suatu benda dalam ruang dapat ditentukan dengan menggunakan 2 koordinat (sistem koordinat dua dimensi) Posisi suatu benda dalam ruang dapat ditentukan dengan menggunakan 3 koordinat (sistem koordinat tiga dimensi)
Pada gerak lurus tubuh, satu sumbu koordinat sudah cukup
Lintasan adalah garis yang dilalui suatu benda.
Path adalah panjang lintasan. [L] Perpindahan adalah vektor yang ditarik dari posisi awal suatu titik material ke posisi akhirnya.
Pada topik: perkembangan metodologi, presentasi dan catatan
Dinamika. Sistem referensi inersia. hukum pertama Newton.
Tujuan pembelajaran: membentuk konsep tentang ISO; mempelajari hukum pertama Newton; menunjukkan pentingnya cabang fisika seperti “Dinamika”; menumbuhkan rasa hormat terhadap berbagai profesi....
ringkasan pelajaran "Gerakan. Titik materi. Kerangka acuan. Relativitas gerak."
Karya ini dapat digunakan ketika mempelajari topik di kelas 9: “Kinematika”. Materi dimaksudkan untuk mengulang dan menggeneralisasi topik. Karya tersebut dapat digunakan sebagai pengulangan materi...
Tujuan pelajaran:
Tujuan pelajaran:
pendidikan:
mengembangkan:
pendidikan:
Peralatan:
Lihat isi dokumen
“Poin materi. Kerangka acuan.”
Pelajaran 1/1
Topik: Poin materi. Sistem referensi.
Tujuan pelajaran: konsep bentuk: titik material, sistem referensi.
Tujuan pelajaran:
pendidikan:
pengenalan konsep: titik material, kerangka acuan, lintasan.
mengembangkan:
pengembangan keterampilan menonjolkan hal yang pokok, membandingkan, menggeneralisasi, menarik kesimpulan, memperdebatkan pendapat sendiri;
pengembangan pidato siswa melalui organisasi komunikasi dialogis di kelas,
pengembangan memori motorik - siswa mencatat informasi di buku catatan,
pengembangan memori pendengaran - pengucapan definisi;
pengembangan memori visual - membuat catatan di papan tulis;
pendidikan:
desain estetika catatan di buku catatan dan di papan tulis.
Peralatan: Tripod dengan kopling dan kaki, alur, bola, badan di atas benang.
Selama kelas:
1. Perkenalan.
Pengantar buku teks.
Tindakan pencegahan keselamatan di kantor dan saat melakukan pekerjaan laboratorium.
Perlengkapan pengajaran yang dibutuhkan untuk pelajaran.
2. Memperbarui pengetahuan.
Jawablah pertanyaan:
Ada apa? ( definisi).
Apa itu gerak mekanis? ( definisi).
3. Mempelajari materi baru.
Fisika merupakan ilmu yang paling banyak dipelajari properti Umum dunia sekitar kita. Ini adalah ilmu eksperimental.
Temukan hukum alam yang paling umum
Jelaskan proses spesifik melalui tindakan hukum umum ini.
Bagian utama fisika:
Mekanika
Termodinamika
Elektrodinamika
Mekanika adalah ilmu tentang gerak dan interaksi benda makroskopis.
Mekanika klasik terdiri dari tiga bagian:
Kinematika mempelajari bagaimana tubuh bergerak.
Dinamika menjelaskan alasan terjadinya gerakan tubuh.
Statika menjelaskan alasan mengapa tubuh dalam keadaan istirahat.
Untuk mendeskripsikan gerak dalam kinematika, konsep khusus diperkenalkan: titik material, sistem referensi, lintasan dan besaran: lintasan, perpindahan, kecepatan, percepatan, yang penting tidak hanya dalam kinematika, tetapi juga dalam cabang fisika lainnya.
Hal pertama yang menarik perhatian Anda ketika mengamati dunia sekitar adalah variabilitasnya.
Jawablah pertanyaan:
Perubahan apa yang Anda perhatikan?
Intinya: jawaban yang sering dikaitkan dengan perubahan posisi benda relatif satu sama lain.
Perubahan posisi suatu benda di ruang angkasa relatif terhadap benda lain seiring waktudisebut gerak mekanis.
Demonstrasi:
menggulirkan bola ke saluran,
osilasi pendulum.
Relativitas gerak. (contoh animasi rel gerak )
Titik material adalah benda yang ukuran dan bentuknya dapat diabaikan dalam kondisi tertentu.
Kriteria penggantian benda dengan benda material:
a) jarak yang ditempuh benda jauh lebih besar daripada ukuran benda yang bergerak.
b) benda bergerak secara translasi. (contoh animasi skakmat titik)
Jawablah pertanyaan:
Bagaimana cara menentukan posisi tubuh?
Diperlukan badan referensi dan sistem referensi.
Sistem referensi: badan referensi, sistem koordinat, jam.
Sistem referensinya dapat berupa:
Satu dimensi, bila posisi suatu benda ditentukan oleh satu koordinat
Dua dimensi, bila posisi benda ditentukan oleh dua koordinat
Tiga dimensi, bila posisi benda ditentukan oleh tiga koordinat.
4. Amankan bahannya.
Jawablah pertanyaan:
1. Dalam hal apa benda tersebut merupakan benda titik material:
a) cakram olahraga dibuat dengan mesin;
b) piringan yang sama, setelah dilempar oleh atlet, terbang sejauh 55 m.
2. Sistem koordinat manakah (satu dimensi, dua dimensi, tiga dimensi) yang harus dipilih untuk menentukan posisi benda:
- traktor di lapangan;
- helikopter di langit;
- kereta;
- sosok catur.
Pekerjaan mandiri: salin dan isi bagian yang kosong.
Benda apa pun dapat dianggap sebagai titik material jika jarak, poin yang lumayan badannya sangat besar dibandingkan...
Gerakan disebut translasi jika semua titik tubuh bergerak pada suatu saat...
Benda yang ukuran dan bentuknya dapat diabaikan dalam kasus ini disebut...
Secara keseluruhan: a) badan acuan, b) sistem koordinat, c) alat untuk menentukan waktu - bentuk...
Ketika suatu benda bergerak lurus, posisi benda tersebut ditentukan oleh ... koordinat.
5.Refleksi.
Pekerjaan rumah: § 1.
Pelajaran 1
Subjek. Gerakan mekanis dan jenis-jenisnya. Masalah utama mekanika dan metode penyelesaiannya dalam kinematika. Tubuh fisik dan titik material. Sistem referensi
Tujuan: untuk mengkarakterisasi tujuan mempelajari bagian “Kinematika”, untuk membiasakan dengan struktur buku teks; memberikan gambaran tentang gerak mekanik, masalah pokok mekanika dan cara penyelesaiannya dalam kinematika; membentuk konsep gerak translasi benda, titik material, sistem acuan; menunjukkan peran ilmu mekanika dalam ilmu-ilmu lain, dalam teknologi; menunjukkan bahwa gerak mekanis adalah salah satu wujud keberadaan materi, salah satu dari sekian banyak jenis perubahan di alam, dan titik material adalah model, objek ideal mekanika klasik.
Jenis pelajaran: pelajaran mempelajari materi pendidikan baru.
Visual: demonstrasi gerak translasi suatu benda, kasus ketika suatu benda dapat (dan tidak dapat) dianggap sebagai titik material, staf pengajar “Fisika-9” dari “Kvazar-Micro”.
Hasil yang diharapkan. Setelah pelajaran, siswa:
Membedakan antara benda fisik dan titik material, gerak lurus dan lengkung suatu titik material;
Mereka akan mampu membenarkan isi tugas utama (langsung) mekanika;
Mereka akan belajar menjelaskan esensi idealisasi fisik - titik material dan sistem referensi.
II. Mengumumkan topik dan tujuan pelajaran
Pembentukan konsep baru. Selama percakapan menggunakan eksperimen demonstrasi dan staf pengajar Fisika-9 dari Kvazar-Micro, pertimbangkan pertanyaan-pertanyaan berikut:
Gerak mekanik dan jenis-jenisnya;
Masalah pokok mekanika dan metode penyelesaiannya dalam kinematika;
Apa yang dipelajari kinematika?
Tubuh fisik dan titik material, sistem referensi.
Kita sering menyebut ada benda yang bergerak, ada pula yang tidak bergerak.
Pepohonan, berbagai bangunan, jembatan, tepian sungai tak bergerak. Air di sungai, pesawat di langit, mobil yang melaju di jalan raya sedang bergerak.
Apa yang memberi kita dasar untuk membagi benda menjadi bergerak dan tidak bergerak? Apa perbedaannya satu sama lain?
Ketika kita berbicara tentang sebuah mobil yang sedang bergerak, yang kita maksudkan adalah pada saat tertentu mobil tersebut berada di samping kita, dan pada saat lain jarak antara kita dan mobil tersebut berubah. Benda diam tidak mengubah posisinya relatif terhadap pengamat selama seluruh pengamatan.
Pengalaman. Mari kita letakkan tiang-tiang vertikal di atas meja agak jauh satu sama lain sepanjang satu garis lurus. Mari kita letakkan kereta dengan benang di dekat yang pertama dan mulai menariknya. Pertama, ia berpindah dari tiang pertama ke tiang kedua, lalu ke tiang ketiga, dan seterusnya. Artinya, kereta akan mengubah posisinya relatif terhadap menara.
Gerak mekanis adalah perubahan kedudukan suatu benda terhadap benda lain atau beberapa bagiannya terhadap bagian lain. Contoh gerak mekanis: pergerakan bintang dan planet, pesawat terbang dan mobil, peluru artileri dan roket, pria berjalan relatif terhadap Bumi, gerakan lengan relatif terhadap tubuh.
Contoh lain dari gerakan mekanis ditunjukkan pada Gambar. 1.
Gerakan mekanis benda di sekitarnya dibagi menjadi: gerakan translasi, rotasi, dan osilasi (sistem secara berkala kembali ke posisi setimbang, misalnya getaran daun pada pohon di bawah pengaruh angin) (Gbr. 2).
Ciri-ciri gerak maju (pergerakan penumpang bersama eskalator, pergerakan pemotong bubut, dll):
Garis lurus sembarang pada benda tetap sejajar dengan dirinya sendiri;
Semua titik mempunyai lintasan, kecepatan, dan percepatan yang sama.
Kondisi ini tidak terpenuhi untuk gerak rotasi suatu benda (gerakan roda mobil, bianglala, Bumi mengelilingi Matahari dan porosnya, dll).
Gerak mekanis seringkali merupakan bagian dari proses non-mekanis yang lebih kompleks, seperti proses termal. Cabang fisika yang disebut mekanika berkaitan dengan studi tentang gerak mekanis.
Bentuk mekanis dari pergerakan materi dipelajari di bagian fisika “Mekanika”. Tugas utama mekanika adalah menemukan posisi suatu benda di ruang angkasa pada setiap saat. Gerakan mekanis terjadi dalam ruang dan waktu. Konsep ruang dan waktu merupakan konsep fundamental yang tidak dapat didefinisikan melalui konsep yang lebih sederhana. Untuk mempelajari gerak mekanis yang terjadi dalam ruang dan waktu, pertama-tama Anda harus mampu mengukur interval waktu dan jarak. Kasus khusus gerak adalah diam, sehingga mekanika juga mempertimbangkan kondisi di mana benda berada dalam keadaan diam (kondisi ini disebut kondisi keseimbangan).
Untuk merumuskan hukum-hukum mekanika dan belajar menerapkannya, pertama-tama Anda harus belajar menggambarkan kedudukan suatu benda dan geraknya. Uraian tentang gerak merupakan isi dari bagian mekanika yang disebut kinematika.
Untuk menggambarkan gerak mekanis, serta proses fisik lainnya yang terjadi dalam ruang dan waktu, digunakan sistem referensi. Sistem referensi adalah kombinasi dari badan referensi, sistem koordinat terkait (Cartesian atau lainnya) dan perangkat untuk menghitung waktu (Gbr. 3).
Kerangka acuan dalam kinematika dipilih hanya berdasarkan pertimbangan tentang cara yang paling nyaman untuk menggambarkan gerak secara matematis. Tidak ada kelebihan suatu sistem dibandingkan sistem lainnya dalam kinematika. Karena kerumitannya dunia fisik fenomena nyata yang sedang dipelajari harus selalu disederhanakan dan model yang diidealkan harus dipertimbangkan daripada fenomena itu sendiri. Jadi, untuk mempermudah, dalam kondisi masalah tertentu, ukuran benda dapat diabaikan. Suatu konsep abstrak yang menggantikan benda nyata yang bergerak translasi dan dimensinya dapat diabaikan dalam kondisi masalah nyata disebut titik material. Dalam kinematika, ketika menyelesaikan suatu masalah, pertanyaan tentang apa sebenarnya yang bergerak, ke mana ia bergerak, dan mengapa ia bergerak seperti itu umumnya tidak dipertimbangkan. Yang penting adalah bagaimana tubuh bergerak.
AKU AKU AKU. Konsolidasi dari apa yang telah dipelajari. Penyelesaian masalah
1. Kerja mandiri pada bahan ajar “Fisika-9” dari “Kvazar-Micro”, di mana siswa menyusun ringkasan pendukung.
IV. Pekerjaan rumah
1. Pelajari catatan pelajaran; paragraf buku teks yang sesuai.
2. Memecahkan masalah:
Bagi anak kecil, jarum detik pada jam terlihat bergerak, namun jarum menit dan jam tidak bergerak. Bagaimana cara membuktikan kepada seorang anak bahwa dia salah?
Berikan contoh soal yang mana Bulan: a) dapat dianggap sebagai titik material; b) tidak dapat dianggap sebagai suatu hal yang material.
3. Tugas tambahan: menyiapkan presentasi.
Kota lembaga pendidikan
"Rata-rata Razumenskaya sekolah yang komprehensif No.2"
Distrik Belgorod, wilayah Belgord
Catatan pelajaran fisika
di kelas 9
« »
siap
guru matematika dan fisika
Elsukova Olga Andreevna
Belgorod
2013
Subjek: Hukum interaksi dan pergerakan benda.
Topik pelajaran: Poin materi. Sistem referensi.
Bentuk sesi pelatihan:pelajaran
Jenis: SAYA + II(pelajaran mempelajari pengetahuan dan metode kegiatan)
Tempat pelajaran di bagian:1
Tujuan dan sasaran:
menjamin persepsi, pemahaman, dan hafalan awal siswa terhadap konsep titik materi, gerak translasi, kerangka acuan;
mengatur kegiatan siswa untuk mereproduksi materi yang dipelajari;
menggeneralisasi pengetahuan tentang konsep "titik material";
memeriksa penerapan praktis dari materi yang dipelajari;
mengembangkan kemandirian kognitif dan kemampuan kreatif siswa;
mengembangkan keterampilan asimilasi kreatif dan penerapan pengetahuan;
mengembangkan kemampuan berkomunikasi siswa;
mengembangkan pidato lisan siswa;
Perlengkapan pelajaran: papan tulis, kapur, buku teks.
Selama kelas:
Organisasi awal sesi pelatihan:
Menyapa siswa;
Periksa kondisi sanitasi dan higienis kelas ( Apakah ruang kelas berventilasi, apakah papan tulis dicuci, apakah ada kapur?), jika terdapat ketidaksesuaian dengan standar sanitasi dan higienis, mintalah siswa untuk memperbaikinya bersama-sama dengan guru.
Mengenal siswa, mencatat yang tidak hadir dalam pelajaran;
Mempersiapkan siswa untuk kegiatan aktif:
Hari ini dalam pelajaran kita harus kembali mempelajari fenomena mekanik. Di kelas 7 kalian pasti pernah menjumpai fenomena mekanik, dan sebelum mulai mempelajari materi baru, ingatlah:
Apa itu gerak mekanis?
Gerakan mekanis– disebut perubahan posisi suatu benda dalam ruang terhadap waktu.
Apa yang dimaksud dengan gerak mekanik beraturan?
Gerakan mekanis seragam- Ini adalah gerakan dengan kecepatan konstan.
Apa itu kecepatan?
Kecepatan- Ini kuantitas fisik, yang menjadi ciri kecepatan gerak tubuh, secara numerik sama dengan rasionya pergerakan dalam periode waktu singkat dengan nilai interval ini.
Berapa kecepatan rata-rata?
kecepatan rata-rata- Ini adalah rasio seluruh jarak yang ditempuh terhadap seluruh waktu.
Bagaimana cara menentukan kecepatan jika kita mengetahui jarak dan waktu?
Di kelas 7 kamu sudah cukup memutuskan tugas-tugas sederhana untuk menemukan jalur, waktu atau kecepatan gerakan. Tahun ini kita akan melihat lebih dekat apa saja jenis-jenis gerak mekanis yang ada, bagaimana menggambarkan gerak mekanis apa pun, apa yang harus dilakukan jika kecepatan berubah selama gerak, dll.
Hari ini kita akan mengenal konsep dasar yang membantu mendeskripsikan gerak mekanis baik secara kuantitatif maupun kualitatif. Konsep-konsep ini merupakan alat yang sangat berguna ketika mempertimbangkan segala jenis gerakan mekanis.
Mempelajari materi baru:
Di dunia sekitar kita, segala sesuatu terus bergerak. Apa yang dimaksud dengan kata “Gerakan”?
Gerakan adalah setiap perubahan yang terjadi di dunia sekitar.
Paling tampilan sederhana gerak adalah gerak mekanis yang sudah kita kenal.
Dalam menyelesaikan permasalahan apa pun yang berkaitan dengan gerak mekanis, kita harus mampu mendeskripsikan gerak tersebut. Artinya, Anda perlu menentukan: lintasan pergerakan; kecepatan pergerakan; jalur yang dilalui tubuh; posisi tubuh di ruang angkasa kapan saja, dll.
Misalnya, selama latihan di Republik Armenia, untuk meluncurkan proyektil, Anda perlu mengetahui jalur penerbangan dan seberapa jauh jatuhnya.
Dari mata kuliah matematika kita mengetahui bahwa kedudukan suatu titik dalam ruang ditentukan dengan menggunakan sistem koordinat. Katakanlah kita perlu mendeskripsikan posisi bukan suatu titik, tetapi seluruh benda, yang seperti kita ketahui terdiri dari banyak titik, dan setiap titik memiliki kumpulan koordinatnya sendiri.
Saat mendeskripsikan gerak suatu benda yang berdimensi, muncul pertanyaan lain. Misalnya bagaimana menggambarkan gerak suatu benda jika pada saat bergerak benda tersebut juga ikut berputar porosnya sendiri. Dalam kasus seperti itu, selain koordinatnya sendiri, setiap titik pada suatu benda memiliki arah pergerakan dan modul kecepatannya sendiri.
Planet mana pun bisa dijadikan contoh. Saat planet berputar, titik-titik yang berlawanan di permukaan memiliki arah gerak yang berlawanan. Selain itu, semakin dekat ke pusat planet, semakin rendah kecepatan titik-titik tersebut.
Lalu bagaimana? Bagaimana cara menggambarkan gerak suatu benda yang mempunyai ukuran?
Untuk melakukan ini, Anda dapat menggunakan konsep yang menyiratkan ukuran badannya seakan hilang, tapi berat badannya tetap ada. Konsep ini disebut titik material.
Mari kita tuliskan definisinya:
Suatu titik material disebut suatu benda yang dimensinya dapat diabaikan dalam kondisi masalah yang dipecahkan.
Poin material tidak ada di alam. Poin material adalah model tubuh fisik . Dengan bantuan poin materi, itu sudah cukup untuk menyelesaikannya sejumlah besar tugas. Namun tidak selalu mungkin untuk mengganti tubuh dengan benda material.
Jika, dalam kondisi masalah yang dipecahkan, ukuran tubuh tidak mempunyai pengaruh khusus terhadap pergerakan, maka penggantian tersebut dapat dilakukan. Namun jika ukuran bodi mulai mempengaruhi pergerakan bodi, maka penggantian tidak mungkin dilakukan.
Misalnya saja bola sepak. Jika ia terbang dan bergerak cepat melintasi lapangan sepak bola, maka ia merupakan benda material, tetapi jika terletak di rak-rak toko olah raga, maka benda tersebut bukanlah benda material. Sebuah pesawat terbang di langit - suatu titik material, telah mendarat - ukurannya tidak dapat lagi diabaikan.
Terkadang benda yang ukurannya sebanding dapat dianggap sebagai titik material. Misalnya, seseorang menaiki eskalator. Dia hanya berdiri di sana, tetapi setiap titik di tubuhnya bergerak ke arah dan kecepatan yang sama dengan manusia.
Gerakan ini disebut translasi. Mari kita tuliskan definisinya.
Gerakan ke depan – Ini adalah gerak suatu benda yang semua titiknya bergerak sama beratnya. Misalnya, mobil yang sama bergerak maju di sepanjang jalan. Lebih tepatnya, hanya bodi mobil yang melakukan gerak translasi, sedangkan rodanya melakukan gerak rotasi.
Tetapi dengan bantuan satu titik material kita tidak dapat menggambarkan pergerakan suatu benda. Oleh karena itu, kami memperkenalkan konsep sistem referensi.
Setiap sistem referensi terdiri dari tiga elemen:
1) Dari definisi gerak mekanis, elemen pertama dari kerangka acuan apa pun mengikuti. "Gerakan suatu benda relatif terhadap benda lain." Ungkapan kuncinya adalah mengenai badan lain. Badan referensi – ini tubuh relatif terhadap gerakan yang dianggap
2) Sekali lagi, elemen kedua dari kerangka acuan mengikuti definisi gerak mekanis. Kata kuncinya adalah seiring berjalannya waktu. Artinya untuk menggambarkan suatu gerak kita perlu menentukan waktu gerak dari awal pada setiap titik lintasan. Dan untuk menghitung mundur waktu yang kita perlukan jam tangan.
3) Dan elemen ketiga sudah kita suarakan di awal pelajaran. Untuk mengatur posisi tubuh dalam ruang kita memerlukannya sistem koordinasi.
Dengan demikian, Sistem referensi adalah suatu sistem yang terdiri dari badan referensi, sistem koordinat dan jam yang terkait dengannya.
Sistem Referensi Kita akan menggunakan dua jenis sistem Cartesian: satu dimensi dan dua dimensi.
Dalam pelajaran ini topiknya adalah: “Poin materi. Sistem Referensi”, kita akan mengenal pengertian titik material, perhatikan pengertian kedudukan tubuh yang berbeda menggunakan koordinat. Selain itu, kami akan mempertimbangkan apa itu sistem referensi dan mengapa diperlukan.
Bayangkan Anda sedang duduk di rumah, di kamar Anda, dan Anda ditanyai pertanyaan: “Di mana Anda?” Bagaimana Anda akan menjawabnya? Anda bisa menjawab “di rumah” dan itu akan menjadi jawaban yang benar. Anda dapat menjawab “di kamar Anda, di meja”, atau menyebutkan kotanya, atau mengatakan bahwa Anda berada di Rusia. Jawaban atas pertanyaan “di mana kamu?” akan diberikan, semua opsi ini benar.
Lalu, bagaimana kita memilih apa yang harus ditanggapi? Tergantung seberapa akurat Anda perlu mengetahui lokasinya. Jika ibu yang masuk ke apartemen bertanya, dia ingin tahu kamu berada di kamar yang mana. Jika seorang kenalan dari kota lain meminta untuk bertemu dengan Anda melalui telepon, maka dia tidak peduli apakah Anda berada di kamar atau di dapur, terlebih lagi, bagian kaki mana yang ada di bawah meja dan bagian mana darinya. tanganmu ada di atas meja. Dia hanya perlu tahu apakah Anda sudah meninggalkan kota.
Menjawab pertanyaan sederhana, kami membuang semua yang tidak perlu, menyederhanakannya, dan menjawab seakurat yang diperlukan dalam setiap kasus tertentu.
Kami menggunakan penyederhanaan di setiap langkah, mendeskripsikan objek atau proses dari sudut pandang yang menarik minat kami.
Satu contoh lagi - peta geografis(lihat Gambar 1).
Beras. 1. Peta geografis
Dimungkinkan untuk menempatkan foto satelit di wilayah tersebut dalam atlas, tetapi tidak ada yang melakukan hal ini. Saat mempelajari geografi, tidak masalah bagi kita seperti apa bentuk setiap objek, dan tidak semua objek menarik bagi kita, jadi saat menggambar peta, hal-hal yang tidak perlu dibuang. Pada peta fisik relief dan waduk tetap ada (lihat Gambar 2), di peta politik- perbatasan negara bagian dan Kota terbesar(lihat Gambar 3)
Dan bagaimana cara menunjukkan posisi Anda di peta? Letakkan sebuah titik yang tidak memiliki kesamaan dengan Anda pada kenyataannya, tetapi menggambarkan posisi Anda, dan, dengan melihat titik di peta, Anda memahami segalanya (lihat Gambar 4).
Beras. 4. Penunjukan pada peta
Dalam fisika kita juga akan menggunakan penyederhanaan.
Gagasan yang disederhanakan tentang sesuatu yang perlu kita pelajari atau gambarkan dengan tingkat kesesuaian tertentu dengan kenyataan disebut model.
Seseorang berpikir dalam model. Bayangkan sebuah sepeda. Sekarang cobalah menggambarnya seakurat mungkin.
Mengejutkan bahwa banyak dari Anda akan menghadapi kesulitan, tapi semua orang tahu seperti apa sepeda itu, dan semua orang menyajikannya dengan mudah. Namun gambaran imajinernya cukup mendekati: dua roda, setir, pedal, tempat duduk, bagian-bagian ini dihubungkan dengan sebuah bingkai, namun kita tidak memikirkan bagaimana sebenarnya keterhubungannya, apa bentuknya dan apa warnanya.
Detail mana yang kita hilangkan dan mana yang kita perhatikan? DI DALAM Kehidupan sehari-hari- atas kebijaksanaan Anda sendiri, tergantung kebutuhan Anda. Dalam sains dibutuhkan ketelitian dan kepastian, maka dalam fisika kita akan mendefinisikan secara jelas model-model yang akan kita pelajari dan mana yang sesuai dengan kenyataan dengan ketelitian tertentu.
Model
|
Ketika kita mengucapkan kata "model" dalam fisika, yang paling sering kita maksudkan adalah salinan kecil dari sesuatu, gambaran suatu objek, deskripsinya, verbal atau matematis. Salinan seperti itu bukanlah yang asli, tetapi memberikan gambaran yang disederhanakan. Tingkat penyederhanaan dapat bervariasi tergantung pada informasi yang cukup yang kita miliki. Mari kita ambil model mobil. Beberapa orang mengoleksi model yang terlihat seperti asli, yaitu memberikan gambaran tentang tampilan mobil (lihat Gambar 5).
Beras. 5. Model mobil Selain itu, model seperti itu tidak akan memperlihatkan struktur mesin, tetapi untuk tujuan kami tampilannya sudah cukup. Jika Anda memberi tahu teman tentang bagaimana mobil lain menyalip Anda, Anda tidak harus memiliki model koleksi mobil tersebut, Anda tidak peduli. penampilan, pergerakan dan lokasi mobil penting bagi Anda. Anda hanya perlu mengambil dua benda berbentuk persegi panjang, misalnya ponsel, dan melakukan simulasi menyalip di atas meja (lihat Gambar 6). Beras. 6. Menyalip mobil Contoh lain: Anda diminta membeli roti. Konsep “roti” merupakan model yang disederhanakan, pada kalimat “Beli roti” tidak terdapat informasi mengenai pabrik roti, komposisi, atau berat pasti roti tersebut. Kami hanya akan mengklarifikasi apakah akan membeli putih atau hitam, kami akan menghilangkan semua detail lainnya. Jika beberapa detail penting, maka kita akan diminta untuk “Beli sepotong kecil roti putih.” Ini akan menjadi model lain yang lebih akurat: model ini sudah menentukan ukuran roti dan jenis roti, tetapi juga akan menghilangkan semua hal lainnya. Kami menggunakan model sepanjang waktu - dengan memilih keakuratan ekstraksi atau transmisi informasi, kami sudah memodelkan kenyataan. |
Kita akan mempelajari gerak mekanik. Gerakan adalah pergerakan tubuh dalam waktu.
Kami tertarik pada fakta bahwa mayat itu berada di satu tempat, dan setelah beberapa waktu berakhir di tempat lain. Bagaimana Anda menjelaskan hal itu? Misalnya, sebuah mobil berada di tempat parkir pada pagi hari, lalu melaju hingga ke rumah. Melihat ke luar jendela, Anda akan menunjukkan dengan jari Anda di mana dia berada di pagi hari, dan kemudian menunjukkan di mana dia berdiri sekarang (lihat Gambar 7).
Beras. 7. Posisi kendaraan
Bagaimana cara menggambar jalan pulang dari sekolah di atas kertas? Setelah Anda menandai sekolah, rumah dan beberapa objek penting, misalnya halte bus, stasiun kereta bawah tanah, persimpangan tempat Anda berbelok, Anda menandai dengan titik-titik: pertama saya di sini, lalu saya berjalan ke sini, dan saya datang ke sini (lihat Gambar 8) .
Beras. 8. Perjalanan pulang sekolah
Perhatikan bahwa dalam contoh ini, seperti dalam banyak kasus lainnya, kita tidak perlu memperhatikan ukuran dan bentuk benda yang bergerak. Apakah seorang siswa atau siswa lainnya meninggalkan sekolah, mobil sedang mengemudi atau seekor gajah sedang berlari - kami akan menandainya di atas kertas dengan titik yang sama. Ini sangat mudah, dan kami akan menggunakan model ini jika memungkinkan.
Model ini disebut poin materi- model benda yang ukuran dan bentuknya dapat diabaikan dalam soal ini.
Model lain dalam kinematika
|
Dalam mekanika, model fisik benda yang bergerak dapat berupa titik material, yang dimensinya dapat diabaikan dalam suatu soal tertentu, atau benda yang memiliki bentuk dan dimensi, jika penting bagi kita dalam soal ini (lihat Gambar. 9).
Beras. 9. Pola pergerakan Model gerak yang akan kita gunakan adalah gerak beraturan lurus, gerak dipercepat beraturan dalam gerak lurus dan beraturan dalam lingkaran. Siapapun yang pernah mencoba mengendarai sepeda di jalan lurus yang sempit atau palang pasti tahu betapa sulitnya untuk tetap pada lintasan lurus sempurna, lintasannya selalu melengkung, tapi ketidakakuratan seperti itu bisa kita abaikan, kita tidak bisa memperhitungkan pergerakannya. naik turun melewati gundukan sama sekali, dan kita dapat mengurangi pergerakan ke salah satu model yang sedang dipelajari. |
Perlu dipahami bahwa model apa pun memiliki batasan penerapannya dan tidak semua benda dapat dianggap sebagai poin material dan tidak di semua kasus. Mobil yang sama, jika kita mempertimbangkan pergerakannya dari tempat parkir ke rumah, dapat dianggap sebagai titik material, dimensinya tidak penting (lihat Gambar 10).
Beras. 10. Mobil adalah benda material
Namun jika kita mempertimbangkan bagaimana mobil tersebut akan muat di tempat parkir di antara dua mobil yang berdekatan, ukuran dan bentuknya perlu diperhitungkan.
Kita akan mempelajari gerak suatu titik material. Gerakan adalah perubahan posisi seiring waktu. Bagaimana cara menggambarkan situasinya?
Pilih sebuah benda di kamarmu, dan sekarang beri tahu aku di mana benda itu berada. Katakanlah Anda memilih cangkir yang baru saja Anda minum teh dan belum membawanya ke dapur. Anda akan mengatakan sesuatu seperti “dia berdiri di atas meja setengah meter di sebelah kiri keyboard” atau “dia tepat di depan buku harian” (lihat Gambar 11).
Beras. 11. Posisi cangkir di atas meja
Sekarang coba tunjukkan posisinya tanpa menyebutkan objek lain, seperti keyboard atau buku harian. Tidak akan bekerja. Saat mendeskripsikan posisi suatu benda atau titik, Anda perlu memilih benda lain dan menentukan posisi relatif terhadapnya, yaitu koordinat.
Koordinat- ini adalah cara untuk menunjukkan suatu tempat secara akurat, alamat tempat ini. Alamat ini seharusnya tidak hanya mengidentifikasi suatu tempat, tetapi juga membantu menemukannya, menunjukkan posisinya dalam rangkaian titik-titik serupa yang berurutan (istilah "koordinat" berasal dari kata ordinare yang berarti "mengurutkan", dengan awalan co- , yang artinya “bersama, bersama, disepakati”).
Sifat-sifat bilangan
Misalnya koordinat suatu rumah di jalan adalah bilangannya, yang dihitung dari tepi jalan yang diambil sebagai permulaan. Nomor rumah tidak hanya menunjukkan yang mana menuju rumah pidato (hampir sama, misalnya gedung berlantai lima, dengan penata rambut di lantai dasar), tetapi juga menyarankan di mana letaknya: jika kita melewati rumah No. 8 dan No. 10, maka rumah No. 16 harus berada di suatu tempat di depan (lihat Gambar 12).
Beras. 12. Nomor rumah
Padahal nama suatu jalan seringkali hanya sekedar identitas saja (kita mendengar tentang Jalan Pushkinskaya dan memahami jenis jalan tersebut), tetapi tidak memuat informasi posisinya di antara jalan-jalan lain (tidak ada urutannya).
Di bioskop, nomor baris dan nomor tempat duduk adalah koordinat tempat duduknya: kita tahu di mana asalnya (biasanya di sebelah kiri layar), jadi jika kita melihat baris kelima, kita tahu di mana mencari baris yang lebih besar. angka. Begitu pula dengan kursi: jika kita mencari kursi No. 13, kita langsung menuju ke ujung baris, dan ketika kita melihat kursi No. 11, kita mengerti bahwa kita sudah dekat (lihat Gambar 13).
Beras. 13. Tempat yang diinginkan di bioskop
Nomor bukan hanya sekedar nama (tulisan di kursi), tetapi juga menjadi acuan dalam pencarian (ketertiban).
Setiap orang yang bermain pertempuran laut, mereka mengetahui bahwa posisi sel dapat ditentukan secara unik melalui sepasang parameter: dalam hal ini, huruf yang menunjukkan kolom dan angka yang menunjukkan baris, serta kolom dan baris dihitung dari sudut kiri atas bidang ( lihat Gambar 14).
Beras. 14. Permainan "Kapal Perang"
Anda dapat menentukan posisinya dengan menentukan arah dan jarak, misalnya 50 kilometer dari kota ke arah timur laut (lihat Gambar 15).
Beras. 15. Deteksi posisi
Contoh sistem koordinat
|
Bagaimanapun, ketika kita menentukan posisi sesuatu, kita menggunakan koordinatnya dalam satu atau lain bentuk. Misalnya: - di foto mereka menulis “Ivanov berada di urutan kedua dari kiri di baris pertama” (lihat Gambar 16). Koordinatnya adalah baris dan tempat di dalamnya;
Beras. 16. Posisi orang di foto: Ivanov kedua dari kiri — nomor baris dan nomor tempat duduk tertulis pada tiket: koordinat baris dan tempat duduk (lihat Gambar 17);
Beras. 17. Tiket - jalan, nomor rumah - koordinat: jalan dan nomor; — “Anda akan keluar dari stasiun metro “ini dan itu”, belok kiri dan berjalan 100 m; — Posisi suatu benda di permukaan bumi dapat ditentukan dengan berbagai cara: — 30 km utara Moskow, 40 km timur. Dalam hal ini koordinatnya berupa sepasang angka: jarak ke timur/barat dan utara/selatan; — 50 km ke timur laut. Di sini koordinatnya adalah sudut arah relatif terhadap sumbu timur/barat + vektor panjang jari-jari (lihat Gambar 18).
Beras. 18. Posisi di peta dunia |
Dalam mekanika, kita paling sering menggunakan sistem koordinat persegi panjang (atau Cartesian). Di dalamnya, posisi suatu titik pada bidang ditentukan sebagai berikut. Ada titik acuan yaitu titik asal koordinat, dan ada dua arah yang saling tegak lurus. Kedudukan suatu titik ditentukan oleh jarak yang harus ditempuh dari titik asal koordinat dalam arah satu dan kedua untuk sampai ke titik tersebut (lihat Gambar 19), seperti di bioskop ketika bergerak sepanjang barisan dan sepanjang baris di beberapa tempat.
Jadi, kami menggambarkan pergerakan suatu titik material. Untuk mendeskripsikannya, kita memerlukan badan referensi yang relatif untuk menentukan posisi titik. Sistem koordinat diperlukan untuk mengatur posisi secara akurat dan jelas (lihat Gambar 20).
Beras. 20. Kerangka acuan
Namun pergerakan adalah pergerakan seiring berjalannya waktu, jadi Anda tetap perlu menentukan ukuran waktunya. Tampaknya satu detik pada jam tangan semua orang berlangsung sama, kecuali jam tangan yang rusak, lalu apa masalahnya dengan mengukur waktu? Bayangkan: jika awal suatu gerakan terdeteksi oleh jam yang menunjukkan pukul 14:40, dan berakhirnya terdeteksi oleh stopwatch yang berhenti pada pukul 02:36:41, dan tidak diketahui kapan dimulainya. Oleh karena itu, kita juga perlu menentukan alat untuk mengukur waktu dan momen dimulainya pengukuran, seperti halnya kita menentukan badan acuan dan sistem koordinat.
Sekarang kita memiliki semua alat yang kita perlukan untuk mendeskripsikan gerak: benda acuan, sistem koordinat, dan alat pengukur waktu. Bersama-sama mereka berbaikan sistem referensi.
Saat memecahkan masalah, kami akan secara mandiri memilih sistem referensi yang paling nyaman bagi kami untuk mempertimbangkan proses yang dijelaskan dalam masalah.
Demikianlah pembelajaran kita, terima kasih atas perhatiannya.
Bibliografi
1. Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. Fisika: Buku referensi dengan contoh pemecahan masalah. - partisi ulang edisi ke-2. - X.: Vesta: Ranok Publishing House, 2005. - 464 hal.
2. Peryshkin A.V., Gutnik E.M. Fisika. kelas 9: buku teks. untuk pendidikan umum institusi - edisi ke-14, stereotip. - M.: Bustard, 2009. - 300 hal.
Pekerjaan rumah
1. Berikan definisi tentang suatu hal yang material.
2. Apa yang dimaksud dengan kerangka acuan?
3. Apa yang dimaksud dengan model?
4. Tentukan koordinat tiga titik:
