Механическое движение

 

 

 

 

 

 

Реферат

На тему: Механическое движение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                 Выполнил: студент группы СЭС1-11

Сабитов Ильдар

 

Казань 2012

Механическое  движение

Когда шар или тележка, находящиеся  на столе, изменяют свое положение по отношению к столу, то мы говорим, что они движутся. Точно так  же мы говорим, что автомобиль движется, если он изменяет свое положение по отношению к дороге.

Изменение положения данного тела по отношению к каким-либо другим телам называется механическим движением.

В мировом пространстве механические движения совершают Земля, Луна и  другие планеты, кометы, Солнце, звезды, туманности. На Земле мы наблюдаем  механические движения облаков, воды в  реках и океанах, животных и птиц; механические движения совершают и  построенные человеком корабли, автомобили, поезда и самолеты; части  машин, станков и приборов; пули, снаряды, авиабомбы и мины, и т. д.

Изучением механических движений занимается раздел физики, называемый механикой. Слово «механика» произошло от греческого слова «механз», что значит машина, приспособление. Известно, что уже древние египтяне, а затем греки, римляне и другие народы строили различные машины, употреблявшиеся для транспорта, в строительном и военном деле, во время действия этих машин в них происходило движение (перемещение) различных частей: рычагов, колес, грузов и т.д. Изучение перемещения частей этих машин привело к созданию науки о движениях тел — механики.

Движение данного тела может  носить совершенно различный характер в зависимости от того, по отношению  к каким телам наблюдается  изменение его положения.

Например, яблоко, лежащее на столике  движущегося вагона, находится в  покое по отношению к столику  и всем другим предметам в вагоне; но оно находится в движении по отношению к предметам, расположенным  на земле, вне вагона поезда. В безветренную погоду струи дождя представляются вертикальными, если за ними следить  из окна вагона, стоящего на станции; при  этом капли оставляют на оконном  стекле вертикальные следы. Но по отношению  к движущемуся вагону струи дождя  представятся косыми: дождевые капли  будут оставлять на стекле наклонные  следы, причем наклон будет тем больше, чем больше скорость вагона.

Зависимость характера движения от выбора тел, к которым движение относится, называется относительностью движения. Всякое движение и, в частности, покой  являются относительными.

Таким образом, давая ответ на вопрос, покоится ли тело или движется и  как оно движется, мы должны указать, относительно каких тел рассматривается  движение интересующего нас тела. В тех случаях, когда это не указывается прямо, мы всегда подразумеваем  такие тела. Так, говоря просто о падении камня, движении автомобиля или самолета, мы всегда подразумеваем, что дело идет о движении по отношению к Земле; говоря о движении Земли в целом, мы обычно имеем в виду движение относительно Солнца или звезд, и т. д.

Приступая к изучению движения отдельных  тел, мы можем сначала не задавать себе вопроса о тех причинах, которыми вызываются эти движения. Например, мы можем следить за движением  облака, совсем не обращая внимания на ветер, который его гонит; мы видим, как движется автомобиль по шоссе, и, описывая его движение, можем не обращать внимания на работу его мотора.

Отдел механики, в котором описываются  и изучаются движения без исследования причин, их вызывающих, называется кинематикой.

Для описания движения тела нужно, вообще говоря, указать, как изменяется положение  различных точек тела со временем. При движении тела всякая его точка  описывает некоторую линию, которая  называется траекторией движения этой точки.

Проводя мелом по доске, мы оставляем  на ней след — траекторию движения кончика мела относительно доски. Светящийся след метеора представляет собой траекторию его движения. Светящийся след трассирующей пули показывает стрелку ее траекторию и облегчает пристрелку.

Траектории движения разных точек  тела могут быть, вообще говоря, совершено  различны. Это можно показать, например, быстро двигая в темной комнате тлеющую с двух концов лучнику. Благодаря свойству глаза сохранять зрительное впечатление мы увидим траектории тлеющих концов и сможем легко сравнить обе траектории.

Итак, траектории разных точек движущегося  тела могут быть различны, Поэтому  для описания движения тела необходимо указать, как движутся различные  его точки. Указав, например, что  один конец лучины движется по прямой линии, мы не дадим полного описания движения, потому что еще не известно, как движутся другие ее точки, например второй конец лучины.

Наиболее простым является такое  движение тела, при котором все  его точки движутся одинаково — описывают одинаковые траектории. Такое движение называется поступательным. Легко воспроизвести этот тип движения.

Будем двигать нашу лучинку так, чтобы она все время оставалась параллельной самой себе.

Мы увидим, что при этом ее концы  опишут одинаковые траектории. Это  могут быть прямые или кривые линии. Можно доказать, что при поступательном движении любая прямая, проведенная в теле, остается параллельной самой себе.

Этим признаком удобно пользоваться, чтобы ответить на вопрос, является ли движение данного тела поступательным. Например, при скатывании цилиндра по наклонной плоскости прямые, пересекающие ось, не остаются параллельными сами себе, следовательно, качение цилиндра- не есть поступательное движение. Но при соскальзывании по плоскости бруска с плоскими гранями любая прямая, проведенная в нем, останется параллельной самой себе,— соскальзывание бруска есть поступательное движение. Поступательным движением является движение иглы в швейной машине, движение поршня в цилиндре паровой машины или в цилиндре мотора, движение гвоздя, забиваемого в стенку, движение кабинок «чертова колеса». Приблизительно поступательным является движение напильника при опиловке плоскости,  движение кузова автомашины при езде по прямой дороге и т. д.

Другим распространенным типом  движения является вращательное движение тела. При вращательном движении все точки тела описывают окружности, центры которых лежат на прямой ,называемой осью вращения. Окружности эти расположены в параллельных плоскостях, перпендикулярных к оси вращения. Точки оси остаются при этом неподвижными. Всякая прямая, проходящая под углом к оси вращения, не остается при движении параллельной самой себе. Таким образом, вращение не является поступательным движением. Вращательное движение весьма широко применяется в технике; движения колес, блоков, валов и осей различных механизмов, пропеллера и т. п. являются примерами вращательного движения. Суточное движение Земли есть также вращательное движение.

Мы видели, что для описания движения тела нужно, вообще говоря, знать, как  движутся различные точки тела. Но если тело движется поступательно, то все точки его движутся одинаково. Поэтому для описания поступательного  движения тела достаточно описать движение какой-нибудь одной точки тела. Например, описывая поступательное не движение автомобиля, достаточно указать, как  движется конец флажка на радиаторе  или любая другая точка на его  кузове.

Таким образом, в ряде случаев описание движения тела сводится к описанию движения точки. Поэтому мы начнем изучение движений с изучения движения отдельной  точки.

Движения точки, прежде всего, различаются  по виду описываемой ею траектории. Если траектория, которую описывает  точка, представляет собой прямую линию, то ее движение называется прямолинейным. Если траектория движения есть кривая, то движение называется криволинейным.

Поскольку разные точки тела могут  двигаться по-разному, понятие прямолинейного (или криволинейного) движения относится  к движению отдельных точек, а  не всего тела в целом. Так, прямолинейность  движения одной или нескольких точек  тела вовсе не означает прямолинейного движения всех других точек тела. Например, при скатывании цилиндра все точки, лежащие на оси цилиндра, движутся прямолинейно тогда, как другие точки цилиндра описывают криволинейные траектории. Только при поступательном движении тела, когда все его точки движутся одинаково, можно говорить о прямолинейности движения тела в целом и вообще о траектории всего тела.

Описанием движения одной точки  тела часто можно ограничиться и  в том случае, когда тело совершает  поступательное, вращательное движение, если при этом расстояние до оси  вращения очень велико по сравнению  с размерами тела. Таково, например, движение самолета, описывающего вираж, или движение поезда на закруглении  пути, или движение Луны относительно Земли. В этом случае окружности, описываемые различными точками тела, очень мало отличаются друг от друга. Траектории движения этих точек оказываются почти одинаковыми, и если нас не интересует поворот тела как целого, то для описания движения его точек также достаточно указать, как движется какая-либо одна точка тела.

Описание движения тела должно дать возможность определить положение  тела в любой момент времени.

 Использованная литература:

1. Элементарный учебник  физики под ред.акад. Г. С. Ландсберга, т. И. М., 1964 г., 544стр. С илл.

2. Теоретическая физика. Классическая  механика. Андреев В. А., Дущенко В. П.,Федорченко А. М. – К.: Вища школа. Головное издательство, 1984. – 224 с.