System odniesienia punktów materiałowych mapy technologicznej. Ruch mechaniczny. Poruszający. Zapoznaj się z treścią dokumentu „Punkt materialny. Ramy Odniesienia."

Aby skorzystać z podglądu prezentacji utwórz konto Google i zaloguj się na nie: https://accounts.google.com

Podpisy slajdów:

PODSTAWY KINEMATYKI Lekcja 1. TEMAT: „ Punkt materialny. Układ odniesienia”

Mechanika to dział fizyki zajmujący się badaniem ruchu. Głównym zadaniem mechaniki jest określenie położenia ciała w przestrzeni w dowolnym momencie.

Kinematyka to dział mechaniki zajmujący się badaniem metod opisu ruchu oraz zależności pomiędzy wielkościami charakteryzującymi ten ruch. Dynamika to dział mechaniki zajmujący się badaniem przyczyn ruchu mechanicznego. Statyka bada prawa równowagi układu ciał.

Ruch mechaniczny– zmiana położenia ciała w przestrzeni w czasie względem innych ciał.

Ruch translacyjny to ruch, w którym wszystkie punkty ciała poruszają się jednakowo, z tą samą prędkością. Punkt materialny to ciało, którego wymiary można pominąć w warunkach rozwiązywania danego problemu. Ciało odniesienia to dowolne ciało umownie uznawane za nieruchome, względem którego rozważany jest ruch innych ciał.

Na przykład Ziemię często uważa się za punkt materialny, gdy bada się jej ruch wokół Słońca.

Na przykład, jeśli rozwiążemy problem związany z codzienną rotacją planet, wówczas musimy wziąć pod uwagę kształt i rozmiar planety. Na przykład, jeśli chcesz określić godzinę wschodu słońca w różnych miejscach na kuli ziemskiej.

Co to jest ruch do przodu? Ciało porusza się postępowo, jeśli wszystkie jego punkty poruszają się jednakowo. lub Ciało porusza się translacyjnie, jeśli linia prosta poprowadzona przez dwa punkty tego ciała, podczas jego ruchu, przesuwa się równolegle do swojego pierwotnego położenia.

Przykłady ruchu postępowego Kabina windy porusza się do przodu Kabina diabelskiego młyna porusza się do przodu

Aby określić położenie ciała (punktu materialnego) w przestrzeni należy: ustawić bryłę odniesienia; wybierz układ współrzędnych; mieć urządzenie do odmierzania czasu (zegar)

Obiekt referencyjny, związany z nim układ współrzędnych oraz zegar do odliczania czasu ruchu tworzą układ odniesienia.

Co to jest organ referencyjny? Ciało odniesienia to ciało, względem którego określa się położenie innych (poruszających się) ciał. Może to być na przykład drzewo, jeśli weźmiemy pod uwagę ruch autobusu, lub Ziemia, gdy obliczymy ruch rakiety

Układ współrzędnych Położenie ciała w przestrzeni można określić za pomocą 2 współrzędnych (dwuwymiarowy układ współrzędnych) Położenie ciała w przestrzeni można określić za pomocą 3 współrzędnych (trójwymiarowy układ współrzędnych)

Na prosty ruch ciała, wystarczy jedna oś współrzędnych

Trajektoria to linia, po której porusza się ciało.

Ścieżka to długość trajektorii. [L] Przemieszczenie to wektor narysowany od położenia początkowego punktu materialnego do jego położenia końcowego.

Na temat: rozwój metodologiczny, prezentacje i notatki

Dynamika. Inercyjne układy odniesienia. Pierwsze prawo Newtona.

Cele lekcji: sformułowanie koncepcji dotyczącej ISO; przestudiować pierwsze prawo Newtona; pokazać znaczenie takiej gałęzi fizyki, jak „Dynamika”; pielęgnuj poczucie szacunku dla różnych zawodów....

podsumowanie lekcji „Ruch. Punkt materialny. Układ odniesienia. Względność ruchu”.

Pracę tę można wykorzystać podczas studiowania tematu w klasie IX: „Kinematyka”. Materiał ma na celu powtórzenie i uogólnienie tematu. Praca może służyć jako powtórzenie materiału...

Cel lekcji:

Cele Lekcji:

edukacyjny:

rozwijanie:

edukacyjny:

Sprzęt:

Wyświetl zawartość dokumentu
„Punkt materialny. Ramy Odniesienia."

Lekcja 1/1

Temat: Punkt materialny. System referencyjny.

Cel lekcji: pojęcia formy: punkt materialny, układ odniesienia.

Cele Lekcji:

edukacyjny:

wprowadzenie pojęć: punkt materialny, układ odniesienia, trajektoria.

rozwijanie:

rozwój umiejętności podkreślania najważniejszej rzeczy, porównywania, uogólniania, wyciągania wniosków, argumentowania własnej opinii;

rozwój mowy uczniów poprzez organizację komunikacji dialogicznej w klasie,

rozwój pamięci ruchowej – uczniowie zapisują informacje w zeszytach,

rozwój pamięci słuchowej – wymawianie definicji;

rozwój pamięci wzrokowej – robienie notatek na tablicy;

edukacyjny:

estetyczny wygląd notatek w notesach i na tablicy.

Sprzęt: Statyw ze złączem i stopą, rowkiem, kulą, korpusem na gwint.

Podczas zajęć:

1. Wstęp.

Wprowadzenie do podręcznika.

Zasady bezpieczeństwa w gabinecie i podczas wykonywania prac laboratoryjnych.

Przybory dydaktyczne potrzebne na lekcji.

2. Aktualizowanie wiedzy.

Odpowiedz na pytania:

W czym rzecz? ( definicja).

Co to jest ruch mechaniczny? ( definicja).

3. Studiowanie nowego materiału.

Fizyka to nauka, która uczy się najwięcej właściwości ogólneŚwiat wokół nas. To jest nauka eksperymentalna.

Znajdź najbardziej ogólne prawa natury

Wyjaśnij konkretne procesy poprzez działanie tych ogólnych praw.

Główne działy fizyki:

Mechanika

Termodynamika

Elektrodynamika

Mechanika to nauka o ruchu i interakcji ciał makroskopowych.

Mechanika klasyczna składa się z trzech części:

Kinematyka bada sposób poruszania się ciała.

Dynamika wyjaśnia przyczyny ruchu ciała.

Statyka wyjaśnia powody, dla których ciało znajduje się w spoczynku.

Do opisu ruchu w kinematyce wprowadza się pojęcia specjalne: punkt materialny, układ odniesienia, trajektorię oraz wielkości: droga, przemieszczenie, prędkość, przyspieszenie, które są istotne nie tylko w kinematyce, ale także w innych gałęziach fizyki.

Pierwszą rzeczą, która rzuca się w oczy podczas obserwacji otaczającego Cię świata, jest jego zmienność.

Odpowiedz na pytania:

Jakie zmiany zauważasz?

Konkluzja: częste odpowiedzi wiążą się ze zmianami położenia ciał względem siebie.

Zmiana położenia ciała w przestrzeni względem innych ciał w czasiezwany ruchem mechanicznym.

Demonstracja:

toczenie piłki po zsypie,

oscylacje wahadła.

Względność ruchu. (przykłady animacja ruchu )

Punkt materialny to ciało, którego wielkość i kształt można pominąć w danych warunkach.

Kryteria zastąpienia ciała punktem materialnym:

a) droga, którą przebyło ciało, jest znacznie większa niż rozmiar poruszającego się ciała.

b) ciało porusza się translacyjnie. (przykłady animacji kropki mata)

Odpowiedz na pytania:

Jak określić pozycję ciała?

Wymagana jest jednostka referencyjna i system referencyjny.

Układ odniesienia: obiekt odniesienia, układ współrzędnych, zegar.

Układem odniesienia może być:

Jednowymiarowy, gdy położenie ciała wyznacza jedna współrzędna

Dwuwymiarowy, gdy położenie ciała wyznaczają dwie współrzędne

Trójwymiarowy, gdy położenie ciała wyznaczają trzy współrzędne.

4. Zabezpiecz materiał.

Odpowiedz na pytania:

1. W jakim przypadku ciało jest materialnym ciałem punktowym:
a) dysk sportowy wykonany jest na maszynie;
b) ten sam dysk po rzuceniu przez zawodnika leci na odległość 55 m.

2. Jaki układ współrzędnych (jednowymiarowy, dwuwymiarowy, trójwymiarowy) wybrać do określenia położenia ciał:
- ciągnik na polu;
- helikopter na niebie;
- pociąg;
- figura szachowa.

Niezależna praca: skopiuj i uzupełnij puste miejsca.

Każde ciało można uznać za punkt materialny w przypadkach, gdy odległości, punkty zadowalające ciała są bardzo duże w porównaniu do...

Ruch nazywamy translacyjnym, jeśli wszystkie punkty ciała poruszają się w dowolnym momencie...

Ciało, którego wielkość i kształt można w rozpatrywanym przypadku pominąć, nazywa się...

Razem: a) ciało odniesienia, b) układ współrzędnych, c) urządzenie do wyznaczania czasu - forma...

Kiedy ciało porusza się po linii prostej, jego położenie wyznaczane jest przez... współrzędną(-y).

5.Odbicie.

Praca domowa: § 1.

Lekcja 1

Temat. Ruch mechaniczny i jego rodzaje. Główny problem mechaniki i metody jego rozwiązywania w kinematyce. Ciało fizyczne i punkt materialny. System referencyjny

Cel: scharakteryzowanie celów studiowania części „Kinematyka”, zapoznanie się ze strukturą podręcznika; dać pojęcie o ruchu mechanicznym, główny problem mechaniki i metody jego rozwiązywania w kinematyce; tworzą koncepcję ruchu translacyjnego ciał, punktu materialnego, układu odniesienia; pokazać rolę wiedzy w mechanice w innych naukach, w technologii; pokazują, że ruch mechaniczny jest jedną z form istnienia materii, jednym z wielu rodzajów zmian w przyrodzie, a punkt materialny jest modelem, idealnym obiektem mechaniki klasycznej.

Typ lekcji: lekcja dotycząca uczenia się nowego materiału edukacyjnego.

Wizualne: demonstracja ruchu translacyjnego ciała, przypadki, w których ciało można (i nie można) uznać za punkt materialny, kadra dydaktyczna „Fizyka-9” z „Kvazar-Micro”.

Oczekiwane rezultaty. Po lekcji uczniowie:

Rozróżniać ciało fizyczne od punktu materialnego, ruch prostoliniowy i krzywoliniowy punktu materialnego;

Będą potrafili uzasadnić treść głównego (bezpośredniego) zadania mechaniki;

Nauczą się wyjaśniać istotę idealizacji fizycznych – punkt materialny i układ odniesienia.

II. Ogłoszenie tematu i celu lekcji

Tworzenie nowych koncepcji. Podczas rozmowy z wykorzystaniem eksperymentu demonstracyjnego z kadrą nauczycielską Fizyki-9 z Kvazar-Micro rozważ następujące pytania:

Ruch mechaniczny i jego rodzaje;

Główny problem mechaniki i metody jego rozwiązywania w kinematyce;

Co bada kinematyka?

Ciało fizyczne i punkt materialny, układ odniesienia.

Często nazywamy niektóre ciała ruchomymi, inne nieruchomymi.

Drzewa, różne budynki, mosty, brzegi rzek stoją w bezruchu. Woda w rzece, samoloty na niebie, samochody jadące drogą poruszają się.

Na jakiej podstawie możemy podzielić ciała na ruchome i nieruchome? Czym się od siebie różnią?

Kiedy mówimy o samochodzie, który jest w ruchu, mamy na myśli to, że w pewnym momencie był on obok nas, a w innym momencie zmieniała się odległość między nami a samochodem. Ciała nieruchome nie zmieniają swojego położenia względem obserwatora przez cały czas obserwacji.

Doświadczenie. Połóżmy pionowe drążki na stole w pewnej odległości od siebie wzdłuż jednej linii prostej. Przy pierwszym z nich postawmy wózek z nitką i zacznijmy go ciągnąć. Najpierw przemieszcza się z pierwszego słupa na drugi, potem na trzeci itd. Oznacza to, że wózek zmieni swoje położenie względem wież.

Ruch mechaniczny to zmiana położenia ciała względem innych ciał lub niektórych jego części względem innych. Przykłady ruchu mechanicznego: ruch gwiazd i planet, samolotów i samochodów, pocisków artyleryjskich i rakiet, mężczyzna idzie względem Ziemi, ruch ramion względem ciała.

Inne przykłady ruchu mechanicznego pokazano na ryc. 1.

Ruchy mechaniczne otaczających ciał dzielimy na: translacyjne, obrotowe i oscylacyjne (układ okresowo powraca do położenia równowagi, np. drgania liści na drzewie pod wpływem wiatru) (ryc. 2).

Cechy ruchu do przodu (ruch pasażerów wraz ze schodami ruchomymi, ruch tokarki itp.):

Dowolna linia prosta w ciele pozostaje równoległa do siebie;

Wszystkie punkty mają te same trajektorie, prędkości i przyspieszenia.

Warunki te nie są spełnione w przypadku ruchu obrotowego ciała (ruch koła samochodowego, diabelskiego młyna, Ziemi wokół Słońca i jej osi itp.).

Ruch mechaniczny jest często częścią bardziej złożonych procesów niemechanicznych, takich jak procesy termiczne. Dział fizyki zwany mechaniką zajmuje się badaniem ruchu mechanicznego.

Mechaniczną formę ruchu materii bada sekcja fizyki „Mechanika”. Głównym zadaniem mechaniki jest określenie położenia ciała w przestrzeni w dowolnym momencie. Ruch mechaniczny zachodzi w przestrzeni i czasie. Pojęcia przestrzeni i czasu są pojęciami podstawowymi, których nie da się zdefiniować za pomocą prostszych pojęć. Aby badać ruch mechaniczny zachodzący w przestrzeni i czasie, trzeba przede wszystkim umieć mierzyć odstępy czasu i odległości. Szczególnym przypadkiem ruchu jest spoczynek, dlatego mechanika uwzględnia także warunki, w jakich ciała znajdują się w spoczynku (warunki te nazywane są warunkami równowagi).

Aby sformułować prawa mechaniki i nauczyć się je stosować, trzeba najpierw nauczyć się opisywać położenie ciała i jego ruch. Opis ruchu jest treścią działu mechaniki zwanego kinematyką.

Do opisu ruchu mechanicznego, a także innych procesów fizycznych zachodzących w przestrzeni i czasie, stosuje się układ odniesienia. Układ odniesienia to połączenie obiektu odniesienia, powiązanego z nim układu współrzędnych (kartezjańskiego lub innego) oraz urządzenia do liczenia czasu (rys. 3).

Układ odniesienia w kinematyce jest wybierany wyłącznie na podstawie rozważań o tym, jak najwygodniej jest matematycznie opisać ruch. Pod względem kinematyki jeden system nie ma przewagi nad drugim. Ze względu na złożoność świat fizyczny Rzeczywiste zjawisko, które jest badane, zawsze musi zostać uproszczone i należy wziąć pod uwagę wyidealizowany model, a nie samo zjawisko. Zatem dla uproszczenia w warunkach pewnych problemów można pominąć rozmiary ciał. Abstrakcyjne pojęcie, które zastępuje rzeczywiste ciało, które porusza się translacyjnie i którego wymiary można pominąć w warunkach rzeczywistego problemu, nazywa się punktem materialnym. W kinematyce przy rozwiązywaniu problemu na ogół nie bierze się pod uwagę kwestii, co dokładnie się porusza, gdzie się porusza i dlaczego porusza się w ten sposób. Najważniejsze jest to, jak porusza się ciało.

III. Konsolidacja zdobytej wiedzy. Rozwiązywanie problemów

1. Samodzielna praca nad materiałem dydaktycznym „Fizyka-9” z „Kvazar-Micro”, podczas której studenci sporządzają podsumowanie uzupełniające.

IV. Praca domowa

1. Zapoznaj się z notatkami z lekcji; odpowiedni akapit podręcznika.

2. Rozwiąż problemy:

Małemu dziecku wydaje się, że wskazówka sekundowa zegara się porusza, podczas gdy wskazówki minutowe i godzinowe są nieruchome. Jak udowodnić dziecku, że się myli?

Podaj przykłady problemów, w których Księżyc: a) można uznać za punkt materialny; b) nie może być uznana za punkt materialny.

3. Zadanie dodatkowe: przygotowanie prezentacji.

Komunalny instytucja edukacyjna

„Średnia Razumenskiej Szkoła ogólnokształcąca nr 2"

Rejon Biełgorod, obwód Biełgordzki

Notatki z lekcji fizyki
w 9 klasie

« »

przygotowany

nauczyciel matematyki i fizyki

Elsukova Olga Andreevna

Biełgorod

2013

Temat: Prawa oddziaływania i ruchu ciał.

Temat lekcji: Punkt materialny. System referencyjny.

Forma szkolenia:lekcja

Typ: I + II(lekcja studiowania wiedzy i metod działania)

Miejsce lekcji w dziale:1

Cele i zadania:

zapewnić uczniom percepcję, zrozumienie i pierwotne zapamiętywanie pojęć punktu materialnego, ruchu translacyjnego, układu odniesienia;

organizować zajęcia studenckie mające na celu reprodukcję studiowanego materiału;

uogólniać wiedzę na temat pojęcia „punktu materialnego”;

sprawdzić praktyczne zastosowanie badanego materiału;

rozwijać niezależność poznawczą i zdolności twórcze studenci;

rozwijać umiejętności twórczego przyswajania i stosowania wiedzy;

rozwijać umiejętności komunikacyjne studenci;

rozwijać Mowa ustna studenci;

Wyposażenie lekcji: tablica, kreda, podręcznik.

Podczas zajęć:

Organizacja rozpoczęcia sesji szkoleniowej:

Powitaj uczniów;

Sprawdź stan sanitarno-higieniczny sali lekcyjnej ( Czy sala lekcyjna jest wentylowana, czy tablica jest umyta, czy jest na niej kreda?), w przypadku niezgodności z normami sanitarno-higienicznymi, poproś uczniów o ich skorygowanie wspólnie z nauczycielem.

Poznaj uczniów, zwróć uwagę na nieobecnych na lekcji;

Przygotowanie uczniów do aktywnego działania:

Dziś na lekcji musimy wrócić do badania zjawisk mechanicznych. W 7 klasie zetknąłeś się już ze zjawiskami mechanicznymi i zanim zaczniesz uczyć się nowego materiału, pamiętajmy:

Co to jest ruch mechaniczny?

Ruch mechaniczny– nazywa się zmianą położenia ciała w przestrzeni w czasie.

Co to jest jednostajny ruch mechaniczny?

Jednolity ruch mechaniczny- To jest ruch ze stałą prędkością.

Co to jest prędkość?

Prędkość- Ten wielkość fizyczna, co charakteryzuje prędkość ruchu ciała, liczbowo równy stosunkowi ruchów w krótkim okresie czasu do wartości tego przedziału.

Jaka jest średnia prędkość?

Średnia prędkość- Jest to stosunek całej przebytej drogi do całego czasu.

Jak określić prędkość, jeśli znamy drogę i czas?

W siódmej klasie zdecydowałeś wystarczająco dużo proste zadania znaleźć ścieżkę, czas lub prędkość ruchu. W tym roku przyjrzymy się bliżej, jakie rodzaje ruchu mechanicznego istnieją, jak opisać każdy rodzaj ruchu mechanicznego, co zrobić, jeśli prędkość zmieni się podczas ruchu itp.

Dziś zapoznamy się z podstawowymi pojęciami, które pomagają opisać zarówno ilościowo, jak i jakościowo ruch mechaniczny. Koncepcje te są bardzo przydatnymi narzędziami przy rozważaniu dowolnego rodzaju ruchu mechanicznego.

Nauka nowego materiału:

W otaczającym nas świecie wszystko jest w ciągłym ruchu. Co oznacza słowo „Ruch”?

Ruch to każda zmiana zachodząca w otaczającym nas świecie.

Bardzo prosty widok ruch jest już nam znanym ruchem mechanicznym.

Rozwiązując problemy dotyczące ruchu mechanicznego, konieczna jest umiejętność opisania tego ruchu. Oznacza to, że musisz określić: trajektorię ruchu; prędkość ruchu; droga przebyta przez ciało; pozycja ciała w przestrzeni w dowolnym momencie itp.

Przykładowo podczas ćwiczeń w Republice Armenii, aby wystrzelić pocisk, trzeba znać tor lotu i odległość, na jaką spadnie.

Z kursu matematyki wiemy, że położenie punktu w przestrzeni określa się za pomocą układu współrzędnych. Powiedzmy, że musimy opisać położenie nie punktu, ale całego ciała, które jak wiemy składa się z wielu punktów, a każdy punkt ma swój własny układ współrzędnych.

Opisując ruch ciała mającego wymiary, pojawiają się inne pytania. Na przykład, jak opisać ruch ciała, jeśli podczas ruchu ciało również się obraca własną oś. W takim przypadku oprócz własnej współrzędnej każdy punkt danego ciała posiada własny kierunek ruchu i własny moduł prędkości.

Jako przykład można wykorzystać dowolną planetę. Gdy planeta się obraca, przeciwne punkty na powierzchni mają przeciwne kierunki ruchu. Co więcej, im bliżej środka planety, tym mniejsza jest prędkość punktów.

Jak więc? Jak opisać ruch ciała, które ma rozmiar?

Aby to zrobić, możesz użyć koncepcji, która zakłada, że ​​rozmiar ciało wydaje się znikać, ale masa ciała pozostaje. Pojęcie to nazywa się punktem materialnym.

Zapiszmy definicję:

Nazywa się punkt materialny ciało, którego wymiary można pominąć w warunkach rozwiązywanego problemu.

Punkty materialne nie istnieją w przyrodzie. Punkt materialny jest modelem ciało fizyczne . Za pomocą punktu materialnego wystarczy rozwiązać duża liczba zadania. Ale nie zawsze można zastąpić ciało punktem materialnym.

Jeżeli w warunkach rozwiązywanego problemu rozmiar ciała nie ma specjalnego wpływu na ruch, można dokonać takiej wymiany. Ale jeśli rozmiar ciała zacznie wpływać na ruch ciała, wymiana będzie niemożliwa.

Na przykład piłka nożna. Jeśli leci i porusza się szybko po boisku, to jest to punkt materialny, ale jeśli leży na półce sklepu sportowego, to to ciało nie jest punktem materialnym. Samolot leci po niebie – materialny punkt, wylądował – jego wielkości nie można już lekceważyć.

Czasami za punkt materialny można uznać ciała o porównywalnych rozmiarach. Na przykład osoba wchodzi po schodach ruchomych. Po prostu tam stoi, ale każdy jego punkt porusza się w tym samym kierunku i z tą samą prędkością co człowiek.

Ten ruch nazywa się translacyjnym. Zapiszmy definicję.

Ruch do przodu – Jest to ruch ciała, w którym wszystkie jego punkty poruszają się jednakowo. Na przykład ten sam samochód porusza się do przodu po drodze. Dokładniej, ruch postępowy wykonuje tylko nadwozie samochodu, natomiast koła wykonują ruch obrotowy.

Ale za pomocą jednego punktu materialnego nie jesteśmy w stanie opisać ruchu ciała. Dlatego wprowadzamy koncepcję układu odniesienia.

Każdy układ odniesienia składa się z trzech elementów:

1) Z samej definicji ruchu mechanicznego wynika pierwszy element dowolnego układu odniesienia. „Ruch ciała względem innych ciał”. Kluczowe sformułowanie dotyczy innych ciał. Organ referencyjny – Ten ciało, względem którego rozważany jest ruch

2) Ponownie drugi element układu odniesienia wynika z definicji ruchu mechanicznego. Kluczowym zwrotem jest czas. Oznacza to, że aby opisać ruch, musimy od początku wyznaczyć czas ruchu w każdym punkcie trajektorii. I odliczać czas, którego potrzebujemy oglądać.

3) I już na samym początku lekcji wyraziliśmy trzeci element. Aby ustalić pozycję ciała w przestrzeni, potrzebujemy system współrzędnych.

Zatem, Układ odniesienia to układ składający się z obiektu odniesienia, układu współrzędnych i powiązanego z nim zegara.

Układy odniesienia Będziemy posługiwać się dwoma rodzajami układów kartezjańskich: jednowymiarowym i dwuwymiarowym.

Temat tej lekcji brzmi: „Punkt materialny. Układ odniesienia”, zapoznamy się z definicją punktu materialnego, rozważymy definicję położenia różne ciała za pomocą współrzędnych. Ponadto zastanowimy się, czym jest system odniesienia i dlaczego jest potrzebny.

Wyobraź sobie, że siedzisz w domu, w swoim pokoju i zostajesz zapytany: „Gdzie jesteś?” Jak na to odpowiesz? Możesz odpowiedzieć „w domu” i to będzie prawidłowa odpowiedź. Możesz odpowiedzieć „w swoim pokoju, przy stole”, podać nazwę miasta lub powiedzieć, że jesteś w Rosji. Odpowiedź na pytanie „gdzie jesteś?” zostaną podane, wszystkie te opcje są prawidłowe.

Jak zatem wybrać, na co odpowiedzieć? Zależy od tego, jak dokładnie chcesz znać lokalizację. Jeśli matka, która weszła do mieszkania, zapyta, chce wiedzieć, w którym pokoju jesteś. Jeśli znajomy z innego miasta poprosi przez telefon o spotkanie, to nie obchodzi go, czy jesteś w swoim pokoju, czy w kuchni, a tym bardziej, która część twoich nóg jest pod stołem, a która twoje ręce są na stole. Musi tylko wiedzieć, czy opuściłeś miasto.

Odpowiadając na proste pytanie, odrzuciliśmy wszystko, co niepotrzebne, uprościliśmy i udzieliliśmy odpowiedzi tak dokładnie, jak jest to wymagane w każdym konkretnym przypadku.

Na każdym kroku stosujemy uproszczenia, opisując obiekty czy procesy z perspektywy tego, co nas interesuje.

Jeszcze jeden przykład - Mapy geograficzne(patrz ryc. 1).

Ryż. 1. Mapa geograficzna

Można by umieścić w atlasach zdjęcia satelitarne okolicy, ale nikt tego nie robi. Studiując geografię nie ma dla nas znaczenia jak wygląda każdy obiekt i nie wszystkie nas interesują, dlatego przy sporządzaniu map odrzucamy to, co niepotrzebne. NA Mapa fizyczna pozostała ulga i zbiorniki (patrz ryc. 2), dalej Mapa polityczna- granice państw i Największe miasta(patrz rys. 3)

A jak pokazujesz swoją pozycję na mapie? Postaw punkt, który w rzeczywistości nie ma z tobą nic wspólnego, ale opisuje twoją pozycję, a patrząc na punkt na mapie, wszystko zrozumiesz (patrz ryc. 4).

Ryż. 4. Oznaczenie na mapie

W fizyce także będziemy stosować uproszczenia.

Nazywa się uproszczoną ideą czegoś, co musimy przestudiować lub opisać z określonym stopniem zgodności z rzeczywistością Model.

Człowiek myśli modelami. Wyobraź sobie rower. Teraz spróbuj narysować to tak dokładnie, jak to możliwe.

Zaskakujące jest, że wielu z Was napotka trudności, ale każdy wie, jak wygląda rower i każdy przedstawił go z łatwością. Ale wyimaginowany obraz jest dość przybliżony: dwa koła, kierownica, pedały, siedzenie, te części są połączone ramą, ale nie myślimy o tym, jak dokładnie są połączone, jaki mają kształt i jaki kolor.

Które szczegóły pomijamy, a na które zwracamy uwagę? W Życie codzienne- według własnego uznania, w zależności od potrzeb. W nauce potrzebna jest dokładność i pewność, dlatego w fizyce jasno zdefiniujemy modele, które będziemy badać i które z daną dokładnością będą odpowiadać rzeczywistości.

Model

Kiedy w fizyce mówimy słowo „model”, mamy najczęściej na myśli pomniejszoną kopię czegoś, jakiś obraz obiektu, jego opis słowny lub matematyczny. Taka kopia nie jest oryginałem, ale daje o niej uproszczone wyobrażenie. Stopień uproszczenia może się różnić w zależności od tego, jakich informacji mamy wystarczająco dużo. Weźmy model samochodu. Niektórzy kolekcjonują modele, które wyglądają jak prawdziwe, czyli dają wyobrażenie o wyglądzie samochodu (patrz ryc. 5). Ryż. 5. Model samochodu Co więcej, taki model nie pokaże budowy silnika, ale dla naszych celów wystarczy wygląd. Jeśli opowiadasz znajomemu o tym, jak wyprzedził Cię inny samochód, nie musisz posiadać kolekcjonerskich modeli tych samochodów, nie obchodzi Cię to wygląd, ruch i lokalizacja samochodów są dla Ciebie ważne. Wystarczy wziąć dwa prostokątne przedmioty, na przykład telefony komórkowe, i zasymulować wyprzedzanie na stole (patrz ryc. 6). Ryż. 6. Wyprzedzanie samochodów Inny przykład: proszą Cię o zakup chleba. Pojęcie „chleb” jest modelem uproszczonym, w zdaniu „Kup chleb” nie ma informacji o fabryce chleba, składzie ani dokładnej wadze bochenka. Wyjaśnimy tylko, czy kupić biały czy czarny, pominiemy wszystkie inne szczegóły. Jeśli jakieś szczegóły są ważne, zostaniemy poproszeni o „Kup mały bochenek białego chleba”. Będzie to kolejny, dokładniejszy model: będzie już określał wielkość bułki i rodzaj chleba, ale pominie też wszystko inne. Cały czas korzystamy z modeli – wybierając dokładność wydobycia lub przekazania informacji, już modelujemy rzeczywistość.

Będziemy badać ruch mechaniczny. Ruch to ruch ciał w czasie.

Interesuje nas fakt, że ciało znajdowało się w jednym miejscu, a po pewnym czasie znalazło się w innym. Jakbyś to opisał? Na przykład samochód był rano na parkingu, a następnie podjechał pod dom. Patrząc przez okno, wskażesz palcem miejsce, w którym był rano, a następnie pokażesz, gdzie stoi teraz (patrz ryc. 7).

Ryż. 7. Pozycja pojazdu

Jak narysować na papierze drogę do domu ze szkoły? Po zaznaczeniu szkoły, domu i kilku kluczowych obiektów, np. przystanku autobusowego, stacji metra, skrzyżowania, na którym skręcasz, zaznaczasz kropkami: najpierw tu jestem, potem tu idę i przychodzę tutaj (patrz rys. 8).

Ryż. 8. Droga ze szkoły do ​​domu

Należy zauważyć, że w tych przykładach, podobnie jak w wielu innych przypadkach, nie musimy zwracać uwagi na wielkość i kształt poruszających się ciał. Niezależnie od tego, czy uczeń wychodzi ze szkoły, jedzie samochód, czy biegnie słoń - zaznaczymy to na papierze tymi samymi kropkami. Jest to bardzo wygodne i będziemy korzystać z tego modelu tam, gdzie to możliwe.

Ten model nazywa się punkt materialny- model ciała, którego wielkość i kształt można w tym zadaniu pominąć.

Inne modele w kinematyce

W mechanice modelem fizycznym poruszającego się ciała może być punkt materialny, którego wymiary można w danym zadaniu pominąć, lub ciało posiadające kształt i wymiary, jeśli są one dla nas istotne w tym zadaniu (patrz rys. 9). Ryż. 9. Wzorce ruchowe Modele ruchu, którymi będziemy się posługiwać, to ruch jednostajny po linii prostej, ruch jednostajnie przyspieszony w linii prostej i równomiernym ruchem po okręgu. Każdy, kto próbował jeździć na rowerze po wąskiej prostej ścieżce lub poprzeczce, wie, jak trudno jest trzymać się idealnie prostej trajektorii, trajektoria jest zawsze zakrzywiona, ale takie niedokładności możemy ignorować, nie możemy brać pod uwagę ruchu w górę i w dół po nierównościach i możemy zredukować ruch do jednego z badanych modeli.

Należy zrozumieć, że każdy model ma swoje ograniczenia zastosowania i nie wszystkie ciała można uznać za punkty materialne i nie we wszystkich przypadkach. Ten sam samochód, jeśli weźmiemy pod uwagę jego przejazd z parkingu do domu, można uznać za punkt materialny, jego wymiary nie są istotne (patrz ryc. 10).

Ryż. 10. Samochód to punkt materialny

Jeśli jednak zastanawiamy się, jak zmieści się na parkingu pomiędzy dwoma sąsiednimi samochodami, należy wziąć pod uwagę jego rozmiar i kształt.

Będziemy badać ruch punktu materialnego. Ruch to zmiana pozycji w czasie. Jak opisać sytuację?

Wybierz przedmiot w swoim pokoju i teraz powiedz mi, gdzie on się znajduje. Załóżmy, że wybrałeś filiżankę, z której niedawno piłeś herbatę i nie zabrałeś jej jeszcze do kuchni. Powiesz coś w stylu „stoi na stole pół metra na lewo od klawiatury” lub „jest bezpośrednio przed pamiętnikiem” (patrz ryc. 11).

Ryż. 11. Pozycja filiżanki na stole

Teraz spróbuj wskazać jego położenie, nie wspominając o innych obiektach, takich jak klawiatura czy pamiętnik. Nie będzie działać. Opisując położenie bryły lub punktu, należy wybrać inną bryłę i określić położenie względem niej, czyli współrzędne.

Współrzędne- jest to sposób na dokładne wskazanie miejsca, adresu tego miejsca. Adres ten powinien nie tylko identyfikować miejsce, ale także pomagać w jego odnalezieniu, wskazywać jego położenie w uporządkowanym szeregu podobnych punktów (termin „współrzędna” pochodzi od słowa ordinare, co oznacza „zamawiać”, z przedrostkiem współ- , co oznacza „razem, razem, uzgodnione”).

Właściwości liczb

Np. współrzędną domu przy ulicy jest jego numer, który liczy się od krawędzi ulicy przyjmowanej za początek. Numer domu nie tylko wskazuje który idzie do domu mowy (mniej więcej ten sam np. pięciopiętrowy budynek, z salonem fryzjerskim na parterze), ale także podpowiada, gdzie go można znaleźć: jeśli mijaliśmy domy nr 8 i nr 10, to dom nr 16 powinien znajdować się gdzieś z przodu (patrz ryc. 12).

Ryż. 12. Numer domu

Natomiast nazwa ulicy często ją jedynie identyfikuje (słyszymy o ulicy Puszkinskiej i rozumiemy, jaka to ulica), ale nie zawiera informacji o jej położeniu wśród innych ulic (nie ma porządku).

W kinie numer rzędu i numer miejsca są współrzędnymi miejsca: wiemy, gdzie jest początek (zwykle po lewej stronie ekranu), więc jeśli widzimy piąty rząd, wiemy, gdzie szukać większego rzędu liczby. Podobnie jest z siedzeniami: jeśli szukamy miejsca nr 13, idziemy od razu na koniec rzędu, a kiedy widzimy miejsce nr 11, rozumiemy, że jesteśmy blisko (patrz rys. 13).

Ryż. 13. Wymarzone miejsce w kinie

Numer to nie tylko nazwa (napis na krześle), ale także punkt odniesienia w poszukiwaniach (porządek).

Wszyscy, którzy grali bitwa morska, wiedzą, że położenie komórki można jednoznacznie określić za pomocą pary parametrów: w tym przypadku litery wskazującej kolumnę i liczby wskazującej wiersz, a kolumny i wiersze liczone są od lewego górnego rogu pola ( patrz rys. 14).

Ryż. 14. Gra „Pancernik”

Możesz określić pozycję, określając kierunek i odległość, na przykład 50 kilometrów od miasta na północny wschód (patrz ryc. 15).

Ryż. 15. Wykrywanie pozycji

Przykłady układów współrzędnych

W każdym razie, gdy ustalamy położenie czegoś, używamy jego współrzędnych w takiej czy innej formie. Na przykład: - na zdjęciu piszą „Iwanow jest drugi od lewej w pierwszym rzędzie” (patrz ryc. 16). Współrzędne to rząd i miejsce w nim; Ryż. 16. Pozycja osoby na zdjęciu: Iwanow drugi od lewej — na biletach zapisany jest numer rzędu i numer miejsca: współrzędne rzędu i miejsca (patrz rys. 17); Ryż. 17. Bilet - ulica, numer domu - współrzędne: ulica i numery; — „wyjdziesz ze stacji metra „takie i takie”, skręć w lewo i idź 100 m; — Położenie ciała na powierzchni Ziemi można określić na różne sposoby: — 30 ​​km na północ od Moskwy, 40 km na wschód. W tym przypadku współrzędne to para liczb: odległość na wschód/zachód i północ/południe; — 50 km na północny wschód. Tutaj współrzędnymi są kąt kierunku względem osi wschód/zachód + długość wektora promienia (patrz rys. 18). Ryż. 18. Pozycja na mapie świata

W mechanice najczęściej będziemy używać prostokątnego (lub kartezjańskiego) układu współrzędnych. Określa się w nim położenie punktu na płaszczyźnie w następujący sposób. Istnieje punkt odniesienia, czyli początek współrzędnych i są dwa wzajemnie prostopadłe kierunki. Położenie punktu określa odległość, jaką należy pokonać od początku współrzędnych w jednym i drugim kierunku, aby dostać się do tego punktu (patrz rys. 19), jak w kinie podczas poruszania się po rzędach i miejscami wzdłuż rzędu.

Opisujemy więc ruch punktu materialnego. Aby to opisać potrzebujemy obiektu odniesienia, względem którego będziemy ustalać położenie punktu. Do dokładnego i jednoznacznego ustalenia pozycji potrzebny jest układ współrzędnych (patrz rys. 20).

Ryż. 20. Układ odniesienia

Ale ruch to ruch w czasie, więc nadal musisz zdecydować się na pomiar czasu. Wydawać by się mogło, że sekunda na zegarku każdego człowieka trwa tyle samo, z wyjątkiem zegarków wadliwych, więc jaki jest problem z mierzeniem czasu? Wyobraź sobie: jeśli początek ruchu wykryje zegar, który wskazuje 14:40, a koniec wykryje stoper, który zatrzymuje się na 02:36:41 i nie wiadomo, kiedy się zaczął. Dlatego też musimy zdecydować się również na urządzenie do pomiaru czasu i moment rozpoczęcia pomiaru, podobnie jak określamy obiekt odniesienia i układ współrzędnych.

Teraz mamy wszystkie narzędzia potrzebne do opisu ruchu: ciało odniesienia, układ współrzędnych i urządzenie do pomiaru czasu. Razem tworzą układu odniesienia.

Rozwiązując problemy, samodzielnie wybierzemy układ odniesienia, w którym najwygodniej będzie nam rozważyć proces opisany w zadaniu.

Na tym kończymy naszą lekcję, dziękujemy za uwagę.

Bibliografia

1. Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. Fizyka: podręcznik z przykładami rozwiązywania problemów. - Podział drugiej edycji. - X.: Vesta: Wydawnictwo Ranok, 2005. - 464 s.

2. Peryshkin A.V., Gutnik E.M. Fizyka. Klasa 9: podręcznik. dla edukacji ogólnej instytucje - wyd. XIV, stereotypowe. - M.: Drop, 2009. - 300 s.

Praca domowa

1. Podaj definicję punktu materialnego.

2. Co to jest układ odniesienia?

3. Co to jest model?

4. Określ współrzędne trzech punktów: