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Movimento meccanico. Sistemi di riferimento

Argomenti del codificatore dell'Esame di Stato Unificato: moto meccanico e sue tipologie, relatività del moto meccanico, velocità, accelerazione.

Il concetto di movimento è estremamente generale e copre una vasta gamma di fenomeni. In fisica si studiano vari tipi di movimento. Il più semplice di questi è il movimento meccanico. È studiato in meccanica.
Movimento meccanico- questo è un cambiamento nella posizione di un corpo (o delle sue parti) nello spazio rispetto ad altri corpi nel tempo.

Se il corpo A cambia la sua posizione rispetto al corpo B, allora il corpo B cambia la sua posizione rispetto al corpo A. In altre parole, se il corpo A si muove rispetto al corpo B, allora il corpo B si muove rispetto al corpo A. Il movimento meccanico è parente- per descrivere un movimento è necessario indicare in relazione a quale corpo lo si considera.

Quindi, ad esempio, possiamo parlare del movimento di un treno rispetto al suolo, di un passeggero rispetto al treno, di una mosca rispetto a un passeggero, ecc. I concetti di movimento assoluto e quiete assoluta non hanno senso: un passeggero a riposo rispetto al treno si muoverà con esso rispetto a un pilastro sulla strada, farà insieme alla Terra la rotazione quotidiana e si muoverà attorno al Sole.
Il corpo rispetto al quale viene considerato il movimento si chiama organo di riferimento.

Il compito principale della meccanica è determinare la posizione di un corpo in movimento in qualsiasi momento. Per risolvere questo problema è conveniente immaginare il movimento di un corpo come un cambiamento delle coordinate dei suoi punti nel tempo. Per misurare le coordinate, è necessario un sistema di coordinate. Per misurare il tempo è necessario un orologio. Tutto questo insieme costituisce un quadro di riferimento.

Quadro di riferimento- questo è un corpo di riferimento insieme ad un sistema di coordinate e un orologio ad esso rigidamente collegato (“congelato” in esso).
Il sistema di riferimento è mostrato in Fig. 1. Il movimento di un punto è considerato in un sistema di coordinate. L'origine delle coordinate è un corpo di riferimento.

Immagine 1.

Il vettore si chiama vettore del raggio punti Le coordinate di un punto sono allo stesso tempo le coordinate del suo raggio vettore.
La soluzione al problema principale della meccanica per un punto è trovare le sue coordinate in funzione del tempo: .
In alcuni casi è possibile ignorare la forma e le dimensioni dell'oggetto studiato e considerarlo semplicemente come un punto in movimento.

Punto materiale - questo è un corpo le cui dimensioni possono essere trascurate nelle condizioni di questo problema.
Pertanto, un treno può essere considerato un punto materiale quando si sposta da Mosca a Saratov, ma non quando vi salgono i passeggeri. La Terra può essere considerata un punto materiale quando si descrive il suo movimento attorno al Sole, ma non la sua rotazione quotidiana attorno al proprio asse.

Le caratteristiche del movimento meccanico includono traiettoria, percorso, spostamento, velocità e accelerazione.

Traiettoria, percorso, movimento.

Nel seguito, quando si parla di corpo in movimento (o in quiete), si presuppone sempre che il corpo possa essere considerato un punto materiale. Verranno discussi in modo speciale i casi in cui non è possibile utilizzare l'idealizzazione di un punto materiale.

Traiettoria - questa è la linea lungo la quale si muove il corpo. Nella fig. 1, la traiettoria di un punto è un arco blu, che l'estremità del raggio vettore descrive nello spazio.
Sentiero - è la lunghezza del tratto di traiettoria percorso dal corpo in un dato periodo di tempo.
In movimento è un vettore che collega la posizione iniziale e finale del corpo.
Supponiamo che il corpo abbia iniziato a muoversi in un punto e abbia terminato il suo movimento in un punto (Fig. 2). Quindi il percorso percorso dal corpo è la lunghezza della traiettoria. Lo spostamento di un corpo è un vettore.

Figura 2.

Velocità e accelerazione.

Consideriamo il movimento di un corpo in un sistema di coordinate rettangolare con una base (Fig. 3).

Figura 3.

Lascia che in quel momento il corpo si trovi in un punto con il raggio vettore

Dopo un breve periodo di tempo il corpo si ritrovò ad un punto con
vettore del raggio

Movimento del corpo:

(1)

Velocità istantanea in un momento nel tempo - questo è il limite del rapporto tra movimento e intervallo di tempo, quando il valore di questo intervallo tende a zero; in altre parole, la velocità di un punto è la derivata del suo raggio vettore:

Dalle (2) e (1) otteniamo:

I coefficienti dei vettori base nel limite danno le derivate:

(La derivata rispetto al tempo è tradizionalmente indicata da un punto sopra la lettera.) Quindi,

Vediamo che le proiezioni del vettore velocità sugli assi coordinati sono derivate delle coordinate del punto:

Quando si avvicina allo zero, il punto si avvicina al punto e il vettore spostamento gira nella direzione della tangente. Risulta che nel limite il vettore è diretto esattamente tangente alla traiettoria nel punto . Questo è mostrato nella figura. 3.

Il concetto di accelerazione viene introdotto in modo simile. Lascia che la velocità del corpo sia uguale in un dato momento, e dopo un breve intervallo la velocità diventa uguale.
Accelerazione - questo è il limite del rapporto tra la variazione di velocità e l'intervallo in cui questo tende a zero; in altre parole, l'accelerazione è la derivata della velocità:

L’accelerazione è quindi il “tasso di variazione della velocità”. Abbiamo:

Di conseguenza, le proiezioni dell'accelerazione sono derivate delle proiezioni della velocità (e, quindi, derivate seconde delle coordinate):

La legge della somma delle velocità.

Siano due sistemi di riferimento. Uno di questi è associato ad un corpo di riferimento stazionario. Indicheremo questo sistema di riferimento e lo chiameremo immobile.
Il secondo sistema di riferimento, indicato con , è associato ad un corpo di riferimento che si muove rispetto al corpo con una velocità di . Chiamiamo questo quadro di riferimento in movimento . Inoltre, assumiamo che gli assi coordinati del sistema si muovano parallelamente a se stessi (non c'è rotazione del sistema di coordinate), in modo che il vettore possa essere considerato la velocità del sistema in movimento rispetto a quello stazionario.

Un sistema di riferimento fisso è solitamente associato alla terra. Se un treno si muove agevolmente lungo i binari con una certa velocità, questo sistema di riferimento associato al vagone sarà un sistema di riferimento in movimento.

Si noti che la velocità Qualunque punti dell'auto (ad eccezione delle ruote girevoli!) è pari a . Se una mosca rimane immobile in un punto del carrello, rispetto al suolo si muove ad una velocità di . La mosca viene trasportata dal carrello, e quindi viene chiamata la velocità del sistema in movimento rispetto a quello stazionario velocità portatile .

Supponiamo ora che una mosca strisciasse lungo la carrozza. La velocità della mosca rispetto all'auto (cioè in un sistema in movimento) viene designata e chiamata velocità relativa. La velocità di una mosca rispetto al suolo (cioè in un sistema stazionario) viene denotata e chiamata velocità assoluta .

Scopriamo come queste tre velocità sono correlate tra loro: assoluta, relativa e portatile.
Nella fig. 4 mosca è indicata da un punto.
- raggio vettore di un punto in un sistema fisso;
- raggio vettore di un punto in un sistema in movimento;
- raggio vettore del corpo di riferimento in un sistema stazionario.

Figura 4.

Come si può vedere dalla figura,

Differenziando questa uguaglianza, otteniamo:

(3)

(la derivata di una somma è uguale alla somma delle derivate non solo nel caso delle funzioni scalari, ma anche per i vettori).
La derivata è la velocità di un punto nel sistema, cioè la velocità assoluta:

Allo stesso modo, la derivata è la velocità di un punto nel sistema, cioè la velocità relativa:

Che cos'è? Questa è la velocità di un punto in un sistema stazionario, cioè la velocità portatile di un sistema in movimento rispetto a uno stazionario:

Di conseguenza, dalla (3) otteniamo:

Legge di addizione delle velocità. La velocità di un punto rispetto a un sistema di riferimento stazionario è uguale alla somma vettoriale della velocità del sistema in movimento e della velocità del punto rispetto al sistema in movimento. In altre parole, la velocità assoluta è la somma delle velocità portatili e relative.

Pertanto, se una mosca striscia lungo un carrello in movimento, la velocità della mosca rispetto al suolo è uguale alla somma vettoriale della velocità del carrello e della velocità della mosca rispetto al carrello. Risultato intuitivamente ovvio!

Tipi di movimento meccanico.

I tipi più semplici di movimento meccanico di un punto materiale sono il movimento uniforme e quello rettilineo.
Si chiama il movimento uniforme, se la grandezza del vettore velocità rimane costante (la direzione della velocità può cambiare).

Si chiama il movimento semplice , se la direzione del vettore velocità rimane costante (e l'entità della velocità può cambiare). La traiettoria del moto rettilineo è una linea retta su cui giace il vettore velocità.
Ad esempio, un'auto che viaggia a velocità costante lungo una strada tortuosa compie un movimento uniforme (ma non lineare). Un'auto che accelera su un tratto rettilineo di autostrada si muove in linea retta (ma non in modo uniforme).

Ma se, quando si sposta un corpo, sia il modulo della velocità che la sua direzione rimangono costanti, allora il movimento viene chiamato rettilineo uniforme.

In termini di vettore velocità, possiamo dare definizioni più brevi per questi tipi di movimento:

Il caso speciale più importante di movimento irregolare è moto uniformemente accelerato, in cui il modulo e la direzione del vettore accelerazione rimangono costanti:

Insieme al punto materiale, la meccanica considera un'altra idealizzazione: un corpo rigido.
Solido - Questo è un sistema di punti materiali, le cui distanze non cambiano nel tempo. Il modello del corpo rigido viene utilizzato nei casi in cui non possiamo trascurare le dimensioni del corpo, ma possiamo ignorarle modifica dimensioni e forma del corpo durante il movimento.

I tipi più semplici di movimento meccanico di un corpo solido sono il movimento traslatorio e rotatorio.
Si chiama il movimento del corpo progressivo, se una qualsiasi linea retta che collega due punti qualsiasi del corpo si muove parallelamente alla sua direzione originaria. Durante il movimento traslatorio, le traiettorie di tutti i punti del corpo sono identiche: sono ottenute l'una dall'altra mediante uno spostamento parallelo (Fig. 5).

Figura 5.

Si chiama il movimento del corpo rotazionale , se tutti i suoi punti descrivono cerchi che giacciono su piani paralleli. In questo caso i centri di questi cerchi giacciono su una linea retta, che è perpendicolare a tutti questi piani e si chiama asse di rotazione.

Nella fig. La Figura 6 mostra una palla che ruota attorno ad un asse verticale. Questo è il modo in cui viene solitamente disegnato il globo nei corrispondenti problemi di dinamica.

Figura 6.

Cinematica

Movimento meccanico- questo è un cambiamento nella posizione dei corpi nello spazio l'uno rispetto all'altro nel tempo.
Il movimento meccanico può essere dritto o curvo, uniforme o irregolare.

Un punto materiale è un corpo la cui dimensione e forma possono essere ignorate durante la risoluzione di un problema.
Condizioni alle quali un corpo può essere considerato un punto materiale:
1. se le sue dimensioni sono piccole rispetto alla distanza che percorre.
2. se va avanti.
Cos'è il movimento in avanti?
Un corpo si muove traslatoriamente se tutti i suoi punti si muovono equamente.
oppure un corpo si muove traslatoriamente se una linea retta condotta attraverso due punti di questo corpo, quando si muove, si sposta parallelamente alla sua posizione originaria.

Sistema di riferimento (RS)

Il corpo di riferimento, il sistema di coordinate ad esso associato e l'orologio per il conteggio del tempo del movimento costituiscono un sistema di riferimento.
Un corpo di riferimento è un corpo rispetto al quale viene determinata la posizione di altri corpi (in movimento).

Relatività del movimento

Una persona cammina lungo la carrozza contrastando il movimento del treno (Fig. 1). La velocità del treno rispetto alla superficie terrestre è 20 m/s, mentre la velocità della persona rispetto alla carrozza è 1 m/s. Determina a quale velocità e in quale direzione la persona si sta muovendo rispetto alla superficie della terra.

Pensiamo così. Se la persona non avesse camminato lungo la carrozza, avrebbe percorso insieme al treno una distanza di 40 m, ma nello stesso tempo avrebbe percorso una distanza di 1 m in direzione contraria al movimento del treno. Pertanto, in un tempo pari a 1 s, si è spostato rispetto alla superficie terrestre di soli 19 m nella direzione del treno. Ciò significa che la velocità di una persona rispetto alla superficie terrestre è di 19 m/s ed è diretta nella stessa direzione della velocità del treno. Pertanto, nel sistema di riferimento associato al treno, una persona si muove ad una velocità di 1 m/s, e nel sistema di riferimento associato ad un qualsiasi corpo sulla superficie terrestre, ad una velocità di 19 m/s, e questi le velocità sono dirette in direzioni opposte. Lo vediamo la velocità è relativa, cioè la velocità dello stesso corpo in diversi sistemi di riferimento può essere diversa sia in valore numerico che in direzione.

Ora guardiamo un altro esempio. Immagina un elicottero che scende verticalmente al suolo. Relativo all'elicottero, qualsiasi punto del rotore, ad esempio il punto UN (Fig. 2), si muoverà costantemente lungo un cerchio, mostrato in figura come una linea continua. Per un osservatore a terra, lo stesso punto si muoverà lungo una traiettoria elicoidale (linea tratteggiata). Da questo esempio è chiaro che anche la traiettoria del movimento è relativa, cioè. la traiettoria di movimento dello stesso corpo può essere diversa in diversi sistemi di riferimento.

Ne consegue che il percorso è una quantità relativa, dopotutto, il percorso è la somma delle lunghezze di tutti i tratti della traiettoria percorsa dal corpo durante il periodo di tempo considerato. Ciò è particolarmente evidente nei casi in cui un corpo fisico si muove in un sistema di riferimento ed è fermo in un altro. Ad esempio, una persona seduta su un treno in movimento percorre un certo percorso s nel sistema di riferimento associato alla Terra e nel sistema di riferimento associato al treno il suo percorso è zero.

Così, relatività movimenti, si manifesta V quella velocità, traiettoria, percorso E Alcuni altre caratteristiche del movimento sono relative, cioè possono essere diverse in diversi sistemi di riferimento.

Relatività del moto meccanico.
1. Il movimento meccanico può essere osservato solo rispetto ad altri corpi. È impossibile rilevare un cambiamento nella posizione del corpo se non c'è nulla con cui confrontarlo. 2. In diversi sistemi di riferimento, le grandezze fisiche (velocità, accelerazione, spostamento, ecc.) che caratterizzano il movimento di uno stesso corpo possono essere diverse. 3. Natura del movimento, traiettoria del movimento, ecc. sono diversi nei diversi sistemi di riferimento per lo stesso corpo.
Lasciamo che due CO si muovano l'uno rispetto all'altro a velocità costante . La posizione del punto A nel sistema stazionario K è specificata dal vettore e nel sistema in movimento K 1 - dal vettore. Dal disegno lo vediamo. Questa equazione ti consente di spostarti da un CO all'altro. Allo stesso tempo, riteniamo che il tempo scorra allo stesso modo in entrambe le OS. Chiameremo convenzionalmente il sistema K stazionario e il sistema K 1 in movimento.
Quindi per il caso in cui le coordinate y e z non cambiano, otteniamo: - Trasformazioni galileiane .
Da queste equazioni segue: - la distanza tra due punti è assoluta, cioè non dipende dalla scelta del CO. Consideriamo le coordinate dei punti nel sistema di riferimento fisso x e x", e nella versione mobile x 1 e x 1", rispettivamente. Poi ; Dividiamo i lati destro e sinistro dell'equazione per il periodo di tempo durante il quale ha avuto luogo il movimento. Noi abbiamo: - legge della somma delle velocità. Qui la velocità di un punto rispetto a un punto di riferimento stazionario è uguale alla somma vettoriale della velocità del punto rispetto a un punto di riferimento in movimento e della velocità del punto di riferimento più mobile rispetto a un riferimento stazionario punto.
Viene chiamata la velocità del movimento della CO rispetto a quella stazionaria. velocità portatile.
Quando si risolvono i problemi, è spesso conveniente considerare stazionario uno dei corpi che si muovono rispetto alla Terra. Quindi la velocità della Terra in questa CO sarà uguale in grandezza e opposta in direzione alla velocità di un dato corpo.
Se le velocità v 1 e u sono co-dirette, le loro proiezioni vengono aggiunte, se sono dirette in modo opposto (i corpi vengono rimossi) - vengono sottratte. Se le velocità sono dirette ad angolo retto - se l'angolo è arbitrario, allora è necessario usare il teorema del coseno: .
Queste conclusioni sono valide per velocità molto inferiori alla velocità della luce nel vuoto (3,10 ± 8 m/s).

4. Caratteristiche del moto meccanico: velocità, accelerazione, spostamento

Movimento uniforme – si tratta di un movimento a velocità costante, cioè quando la velocità non cambia (v = const) e non si verificano accelerazioni o decelerazioni (a = 0).

Movimento rettilineo - questo è un movimento in linea retta, cioè la traiettoria del movimento rettilineo è una linea retta.

- questo è un movimento in cui un corpo compie movimenti uguali in intervalli di tempo uguali. Ad esempio, se dividiamo un certo intervallo di tempo in intervalli di un secondo, allora con moto uniforme il corpo percorrerà la stessa distanza per ciascuno di questi intervalli di tempo.

La velocità del movimento rettilineo uniforme non dipende dal tempo e in ogni punto della traiettoria è diretta allo stesso modo del movimento del corpo. Cioè, il vettore spostamento coincide in direzione con il vettore velocità. In questo caso, la velocità media per qualsiasi periodo di tempo è uguale alla velocità istantanea:

Vcp = v

Velocità del moto rettilineo uniforme è una quantità vettoriale fisica pari al rapporto tra il movimento di un corpo in un qualsiasi periodo di tempo e il valore di questo intervallo t:

Pertanto, la velocità del movimento rettilineo uniforme mostra quanto movimento compie un punto materiale nell'unità di tempo.

In movimento con moto lineare uniforme è determinato dalla formula:

Distanza percorsa nel moto lineare è uguale al modulo di spostamento. Se la direzione positiva dell'asse OX coincide con la direzione del movimento, allora la proiezione della velocità sull'asse OX è uguale all'entità della velocità ed è positiva:

V x = v, cioè v > 0

La proiezione dello spostamento sull’asse OX è pari a:

S = vt = x – x 0

dove x 0 è la coordinata iniziale del corpo, x è la coordinata finale del corpo (o la coordinata del corpo in qualsiasi momento)

Equazione del moto , cioè la dipendenza delle coordinate del corpo dal tempo x = x(t), assume la forma:

X = x0 + vt

Se la direzione positiva dell’asse OX è opposta alla direzione del movimento del corpo, allora la proiezione della velocità del corpo sull’asse OX è negativa, la velocità è inferiore a zero (v< 0), и тогда уравнение движения принимает вид:

X = x0 - vt

Movimento lineare uniforme - Questo è un caso speciale di movimento irregolare.

Movimento irregolare - questo è un movimento in cui un corpo (punto materiale) compie movimenti disuguali in periodi di tempo uguali. Ad esempio, un autobus urbano si muove in modo non uniforme, poiché il suo movimento consiste principalmente in accelerazione e decelerazione.

Movimento altrettanto alternato - questo è un movimento in cui la velocità di un corpo (punto materiale) cambia ugualmente in periodi di tempo uguali.

Accelerazione di un corpo durante il moto uniforme rimane costante in magnitudo e direzione (a = const).

Il moto uniforme può essere uniformemente accelerato o uniformemente decelerato.

Moto uniformemente accelerato - questo è il movimento di un corpo (punto materiale) con accelerazione positiva, cioè con tale movimento il corpo accelera con accelerazione costante. Nel caso del movimento uniformemente accelerato, il modulo della velocità del corpo aumenta nel tempo e la direzione dell’accelerazione coincide con la direzione della velocità del movimento.

Uguale rallentatore - questo è il movimento di un corpo (punto materiale) con accelerazione negativa, cioè con tale movimento il corpo rallenta in modo uniforme. Nel movimento uniformemente lento, i vettori velocità e accelerazione sono opposti e il modulo di velocità diminuisce nel tempo.

In meccanica, qualsiasi movimento rettilineo è accelerato, quindi il movimento lento differisce dal movimento accelerato solo nel segno della proiezione del vettore accelerazione sull'asse selezionato del sistema di coordinate.

Velocità media variabile è determinato dividendo il movimento del corpo per il tempo durante il quale è stato effettuato questo movimento. L'unità di velocità media è m/s.

Vcp = s/t

Velocità istantanea è la velocità di un corpo (punto materiale) in un dato istante di tempo o in un dato punto della traiettoria, cioè il limite al quale tende la velocità media al diminuire infinitamente dell'intervallo di tempo Δt:

Vettore velocità istantanea il moto uniformemente alternato può essere trovato come derivata prima del vettore spostamento rispetto al tempo:

Proiezione del vettore velocità sull'asse OX:

Vx = x’

questa è la derivata della coordinata rispetto al tempo (analogamente si ottengono le proiezioni del vettore velocità su altri assi coordinati).

Accelerazione è una quantità che determina la velocità di variazione della velocità di un corpo, cioè il limite al quale tende la variazione di velocità con una diminuzione infinita nel periodo di tempo Δt:

Vettore accelerazione del moto uniformemente alternato può essere trovato come derivata prima del vettore velocità rispetto al tempo o come derivata seconda del vettore spostamento rispetto al tempo:

= " = "

Considerando che 0 è la velocità del corpo nell'istante iniziale (velocità iniziale), è la velocità del corpo in un dato istante (velocità finale), t è il periodo di tempo durante il quale è avvenuta la variazione di velocità , formula di accelerazione sarà il seguente:

Da qui formula della velocità uniforme in ogni momento:

= 0 + t

Se un corpo si muove rettilineamente lungo l'asse OX di un sistema di coordinate cartesiane rettilinee, coincidente nella direzione con la traiettoria del corpo, la proiezione del vettore velocità su questo asse è determinata dalla formula:

Vx = v0x + axt

Poiché nel moto uniforme l'accelerazione è costante (a = const), il grafico dell'accelerazione è una retta parallela all'asse 0t.

Riso. 1. Dipendenza dell'accelerazione del corpo dal tempo.

Dipendenza della velocità dal tempo è una funzione lineare, il cui grafico è una linea retta (Fig. 2)

DEFINIZIONE

Movimento meccanico chiama il cambiamento nella posizione di un corpo nello spazio nel tempo rispetto ad altri corpi.

In base alla definizione, il fatto del movimento di un corpo può essere stabilito confrontando le sue posizioni in istanti successivi del tempo con la posizione di un altro corpo, che viene chiamato corpo di riferimento.

Pertanto, osservando le nuvole che fluttuano nel cielo, possiamo dire che cambiano la loro posizione rispetto alla Terra. Una pallina che rotola su un tavolo cambia la sua posizione rispetto al tavolo. In un serbatoio in movimento, le tracce si muovono sia rispetto alla Terra che rispetto al corpo del serbatoio. Un edificio residenziale è fermo rispetto alla Terra, ma cambia la sua posizione rispetto al Sole.

Gli esempi considerati ci consentono di trarre un'importante conclusione che lo stesso corpo può eseguire contemporaneamente movimenti diversi rispetto ad altri corpi.

Tipi di movimento meccanico

I tipi più semplici di movimento meccanico di un corpo di dimensioni finite sono i movimenti di traslazione e di rotazione.

Il movimento si dice traslatorio se la retta che collega due punti del corpo si muove rimanendo parallela a se stessa (Fig. 1, a). Durante il movimento traslatorio tutti i punti del corpo si muovono equamente.

Durante il movimento rotatorio, tutti i punti del corpo descrivono cerchi situati su piani paralleli. I centri di tutti i cerchi giacciono sulla stessa retta, detta asse di rotazione. I punti del corpo che giacciono sull'asse del cerchio rimangono immobili. L'asse di rotazione può essere posizionato sia all'interno del corpo (rotazione rotazionale) (Fig. 1, b) che all'esterno (rotazione orbitale) (Fig. 1, c).

Esempi di moto meccanico dei corpi

Un'auto si muove progressivamente su un tratto rettilineo della strada, mentre le ruote dell'auto eseguono un movimento rotatorio. La Terra, ruotando attorno al Sole, esegue un movimento rotatorio orbitale e, ruotando attorno al proprio asse, un movimento rotatorio rotatorio. In natura incontriamo solitamente combinazioni complesse di diversi tipi di movimento. Pertanto, un pallone da calcio che vola in una porta subisce contemporaneamente un movimento di traslazione e di rotazione. I movimenti complessi vengono eseguiti da parti di vari meccanismi, corpi celesti, ecc.

Organizzazione della classe per la lezione

Presentare il programma della lezione, articolando lo scopo e gli obiettivi della lezione.

Aggiornamento della conoscenza

"Oggi nella lezione faremo conoscenza con il movimento, le sue tipologie, nonché i concetti di traiettoria, percorso, movimento."

Brainstorming

Situazione per la discussione in coppia

Se parliamo di un campo aperto dove si muove un'auto.

Quindi possiamo dire dove o dove sta andando?

Esempio delle risposte corrette degli studenti

Non possiamo dirlo con certezza

Non ci sono punti di riferimento in base ai quali potremmo dire: “esce dal ponte, oppure si avvicina alla città”.

Considerazione di esempi di movimento meccanico (diapositiva n. 5)

Discussione su ciò che abbiamo visto

Conclusione:

Sì, rispetto all'albero, il ragazzo, l'auto, l'aereo cambiano posizione, cioè possiamo dire che il ragazzo, l'auto, l'aereo si muovono rispetto all'albero.

Definizione di movimento meccanico

Un cambiamento nella posizione di un corpo rispetto ad altri corpi nel tempo è chiamato movimento meccanico.(scrivi sul quaderno)

Per comprendere il significato di questa definizione occorre introdurre il concetto di corpo di riferimento e la relatività del moto

Guardiamo il video “Movimento meccanico. Ente di riferimento"

Conclusione:

Ente di riferimento - questo corpo, rispetto al quale viene determinata la posizione di un altro corpo. Di solito come organismi di riferimentoè selezionata la terra, ma può esserci anche un oggetto in movimento rispetto alla terra: un'auto, una barca, un aereo, ecc.

Gli studenti forniscono esempi di movimento meccanico dei corpi

Cosa puoi dire riguardo alle dimensioni del corpo coinvolte nel movimento?

Risposta corretta approssimativa: sono tutti di dimensioni diverse

Parlando di dimensioni, dobbiamo accettare alcune condizioni.

A questo scopo suggerisco la visione del video “Material Point”

Un punto materiale è un corpo la cui dimensione e forma possono essere trascurate in determinate condizioni.

Criteri per sostituire un corpo con un punto materiale:

a) il percorso percorso dal corpo è molto maggiore della dimensione del corpo in movimento.

b) il corpo si muove in modo traslazionale.

Definizione di moto traslatorio

Questo è un movimento in cui un segmento di linea retta che collega due punti qualsiasi di questo corpo, la cui forma e dimensioni non cambiano durante il movimento, rimane parallelo alla sua posizione in qualsiasi momento precedente nel tempo.

Domanda per gli studenti

Come determinare la posizione del corpo? (discussione in coppia)

Conclusione dopo la discussione

Sistema di riferimento: corpo di riferimento, sistema di coordinate, orologio.

Il sistema di riferimento può essere:

Unidimensionale, quando la posizione del corpo è determinata da una coordinata

Bidimensionale, quando la posizione del corpo è determinata da due coordinate

Tridimensionale, quando la posizione del corpo è determinata da tre coordinate.

Dimostrazione.

Ho un'auto giocattolo a carica automatica sulla mia scrivania.

Dimostriamo il suo movimento

Esperimento mentale

Immaginiamo ora che un'auto lasci un villaggio (punto A) verso una città (punto B). In questo caso, la strada lungo la quale si muove ha la seguente forma (disegniamo una linea immaginaria sul tabellone). Questa linea è chiamata traiettoria.

Una traiettoria è una linea lungo la quale si muove un corpo.

La traiettoria può essere

E se misuriamo la distanza più breve tra due punti, otteniamo lo spostamento.

La lunghezza della traiettoria lungo la quale un corpo si muove in un certo periodo di tempo è chiamata percorso.

Vedi che il movimento e il percorso sono indicati dalla lettera S.

Sia il movimento che il percorso si misurano in chilometri, metri, centimetri, decimetri. L'unità base SI della distanza è metri.

1 mm = 0,001 m, 1 dm = 0,1 m, 1 cm = 0,01 m, 1 km = 1000 m.

Verifica della comprensione

Valutazione formativa (valutazione tra pari)

Ogni attività richiede 4 minuti per essere completata; per la valutazione, uno studente legge la sua risposta, gli altri vengono valutati utilizzando i colori del semaforo verde (d'accordo) e rosso (non d'accordo)

Allegato 1

dAppendice 2 (punto materiale, percorso, movimento)

Pensa e rispondi

1. È possibile considerare la Luna come un punto materiale quando si calcola la distanza dalla Terra alla Luna; quando si misura il suo diametro; quando si calcola il movimento di un satellite attorno alla Luna; quando si atterra un veicolo spaziale sulla sua superficie; quando si determina la velocità del suo movimento attorno alla Terra?

a) una persona va da casa al lavoro;

b) una persona esegue esercizi ginnici;

c) una persona viaggia su una nave;

d) quando si misura l'altezza di una persona?

a) corre dal centro del campo verso la porta avversaria;

b) prende la palla all'avversario;

c) effettua un passaggio ad un altro giocatore;

d) litiga con il giudice;

d) il medico lo aiuta?

4. Paghiamo il viaggio o il trasporto quando si viaggia in taxi, in aereo, in nave, in treno?

5. Il ragazzo lanciò la palla e la riprese di nuovo. Supponendo che la palla raggiunga un'altezza di 2,5 m, trova il percorso e lo spostamento della palla.

Consolidamento I concetti di “percorso” e “movimento”

Appendice 2

Movimento meccanico

1.Il movimento meccanico è...

1) Movimento di dispositivi meccanizzati

2) Circolazione di automobili e aerei

3) Cambiamento della posizione del corpo rispetto ad altri corpi nel tempo

4) Spostare eventuali corpi

2.Cos'è una traiettoria?

Scegli una delle 3 opzioni di risposta:

1) Questa è una linea che indica la direzione del movimento del corpo

2) Questa è la linea lungo la quale si muove il corpo