การเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรง การนำเสนอ: ประเภทของการเคลื่อนไหวทางกลในการผลิต ชื่อของการเคลื่อนไหวของร่างกายคืออะไร

การเคลื่อนไหวทางกลคือการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของร่างกายในอวกาศเมื่อเทียบกับวัตถุอื่น

เช่น มีรถยนต์แล่นไปตามถนน มีคนอยู่ในรถ ผู้คนสัญจรไปมาตามรถไปตามถนน นั่นคือผู้คนเคลื่อนที่ไปในอวกาศโดยสัมพันธ์กับถนน แต่เมื่อเทียบกับตัวรถเองคนไม่ขยับเลย สิ่งนี้จะปรากฏขึ้น ต่อไปเราจะพิจารณาสั้น ๆ การเคลื่อนไหวทางกลประเภทหลัก.

การเคลื่อนไหวไปข้างหน้า- นี่คือการเคลื่อนไหวของร่างกายโดยที่ทุกจุดเคลื่อนไหวเท่ากัน

เช่น รถคันเดียวกันเคลื่อนที่ไปข้างหน้าไปตามถนน แม่นยำยิ่งขึ้น มีเพียงตัวถังรถเท่านั้นที่ทำการเคลื่อนที่แบบแปลน ในขณะที่ล้อของรถทำการเคลื่อนที่แบบหมุน

การเคลื่อนที่แบบหมุนคือการเคลื่อนที่ของวัตถุรอบแกนใดแกนหนึ่ง ด้วยการเคลื่อนไหวดังกล่าว ทุกจุดของร่างกายจะเคลื่อนที่เป็นวงกลม โดยศูนย์กลางคือแกนนี้

ล้อที่เรากล่าวถึงมีการเคลื่อนที่แบบหมุนรอบแกน และในขณะเดียวกัน ล้อก็เคลื่อนที่แบบแปลนไปพร้อมกับตัวรถ นั่นคือล้อจะเคลื่อนที่แบบหมุนสัมพันธ์กับแกน และเคลื่อนที่แบบแปลสัมพันธ์ที่สัมพันธ์กับถนน

การเคลื่อนที่แบบสั่น- เป็นการเคลื่อนไหวเป็นระยะที่เกิดขึ้นสลับกันในสองทิศทางที่ตรงกันข้าม

ตัวอย่างเช่น ลูกตุ้มในนาฬิกามีการเคลื่อนที่แบบสั่น

การเคลื่อนไหวแบบแปลนและแบบหมุนเป็นประเภทการเคลื่อนไหวทางกลที่ง่ายที่สุด

ทฤษฎีสัมพัทธภาพของการเคลื่อนที่ทางกล

วัตถุทั้งหมดในจักรวาลเคลื่อนไหว ดังนั้นจึงไม่มีวัตถุใดที่อยู่นิ่งสนิท ด้วยเหตุผลเดียวกัน จึงเป็นไปได้ที่จะระบุได้ว่าร่างกายกำลังเคลื่อนไหวหรือไม่เพียงแค่สัมพันธ์กับร่างกายอื่นเท่านั้น

เช่น มีรถยนต์แล่นไปตามถนน ถนนตั้งอยู่บนดาวเคราะห์โลก ถนนยังคงอยู่ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะวัดความเร็วของรถยนต์โดยสัมพันธ์กับถนนที่อยู่นิ่ง แต่ถนนนั้นหยุดนิ่งเมื่อเทียบกับโลก อย่างไรก็ตาม โลกเองก็หมุนรอบดวงอาทิตย์ ดังนั้นถนนพร้อมกับรถจึงหมุนรอบดวงอาทิตย์ด้วย ด้วยเหตุนี้ รถจึงไม่เพียงแต่เคลื่อนที่แบบแปลนเท่านั้น แต่ยังเคลื่อนที่แบบหมุนด้วย (สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์) แต่เมื่อเทียบกับโลกแล้ว รถจะเคลื่อนที่แบบแปลเท่านั้น การแสดงนี้ สัมพัทธภาพของการเคลื่อนที่ทางกล.

ทฤษฎีสัมพัทธภาพของการเคลื่อนที่ทางกล– ขึ้นอยู่กับวิถีของร่างกาย ระยะทางที่เดินทาง การเคลื่อนไหว และความเร็วในการเลือก ระบบอ้างอิง.

จุดวัสดุ

ในหลายกรณี ขนาดของร่างกายอาจถูกละเลยได้ เนื่องจากขนาดของร่างกายนี้มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับระยะทางที่ร่างกายนี้เคลื่อนที่ หรือเมื่อเทียบกับระยะห่างระหว่างร่างกายนี้กับร่างกายอื่นๆ เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น วัตถุดังกล่าวถือได้ว่าเป็นจุดวัสดุที่มีมวลของวัตถุนี้ตามอัตภาพ

จุดวัสดุคือร่างกายที่สามารถละเลยมิติได้ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด

รถที่เรากล่าวมาหลายครั้งนั้นสามารถถือเป็นจุดวัตถุที่สัมพันธ์กับโลกได้ แต่หากมีคนเข้ามาในรถคันนี้ก็จะไม่สามารถละเลยขนาดของรถได้อีกต่อไป

ตามกฎแล้วเมื่อแก้ไขปัญหาทางฟิสิกส์เราจะถือว่าการเคลื่อนไหวของร่างกายเป็น การเคลื่อนที่ของจุดวัสดุและดำเนินการโดยใช้แนวคิดต่างๆ เช่น ความเร็วของจุดวัสดุ ความเร่งของจุดวัสดุ โมเมนตัมของจุดวัสดุ ความเฉื่อยของจุดวัสดุ เป็นต้น

กรอบอ้างอิง

จุดวัตถุเคลื่อนที่สัมพันธ์กับวัตถุอื่น วัตถุที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวทางกลนี้เรียกว่าวัตถุอ้างอิง เนื้อหาอ้างอิงถูกเลือกโดยพลการขึ้นอยู่กับงานที่จะแก้ไข

เชื่อมโยงกับเนื้อหาอ้างอิง ระบบพิกัดซึ่งเป็นจุดอ้างอิง (จุดเริ่มต้น) ระบบพิกัดมี 1, 2 หรือ 3 แกน ขึ้นอยู่กับสภาพการขับขี่ ตำแหน่งของจุดบนเส้นตรง (1 แกน) ระนาบ (2 แกน) หรือในอวกาศ (3 แกน) ถูกกำหนดโดยพิกัดหนึ่ง สอง หรือสามตามลำดับ ในการกำหนดตำแหน่งของร่างกายในอวกาศ ณ เวลาใดเวลาหนึ่งจำเป็นต้องตั้งค่าการเริ่มต้นของการนับเวลาด้วย

กรอบอ้างอิงคือระบบพิกัด ตัวอ้างอิงที่เกี่ยวข้องกับระบบพิกัด และอุปกรณ์สำหรับการวัดเวลา การเคลื่อนไหวของร่างกายถือว่าสัมพันธ์กับระบบอ้างอิง เนื้อความเดียวกันสัมพันธ์กับเนื้อความอ้างอิงที่แตกต่างกันในระบบพิกัดที่ต่างกันสามารถมีพิกัดที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

วิถีการเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับการเลือกระบบอ้างอิงด้วย

ประเภทของระบบอ้างอิงอาจแตกต่างกันได้ เช่น ระบบอ้างอิงคงที่ ระบบอ้างอิงเคลื่อนที่ ระบบอ้างอิงเฉื่อย ระบบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อย

ลักษณะของการเคลื่อนไหวของร่างกายทางกล:

- วิถี (เส้นที่ร่างกายเคลื่อนไหว)

- การกระจัด (ส่วนของเส้นตรงกำกับที่เชื่อมต่อตำแหน่งเริ่มต้นของร่างกาย M1 กับตำแหน่งที่ตามมา M2)

- ความเร็ว (อัตราส่วนของการเคลื่อนไหวต่อเวลาในการเคลื่อนที่ - สำหรับการเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอ) .

การเคลื่อนไหวทางกลประเภทหลัก

การเคลื่อนไหวของร่างกายแบ่งออกเป็น:

เส้นตรง;

เส้นโค้ง

การเคลื่อนไหวแบ่งออกเป็น: ขึ้นอยู่กับความเร็ว

เครื่องแบบ,

เร่งความเร็วสม่ำเสมอ

ก็ช้าพอๆ กัน

ขึ้นอยู่กับวิธีการเคลื่อนไหว การเคลื่อนไหวคือ:

ความก้าวหน้า

หมุนเวียน

สั่น

การเคลื่อนไหวที่ซับซ้อน (ตัวอย่างเช่น: การเคลื่อนที่ของสกรูที่ตัวเครื่องหมุนอย่างสม่ำเสมอรอบแกนใดแกนหนึ่งและในเวลาเดียวกันก็ทำให้การเคลื่อนที่ของการแปลสม่ำเสมอไปตามแกนนี้)

การเคลื่อนไหวไปข้างหน้า - นี่คือการเคลื่อนไหวของร่างกายโดยที่ทุกจุดเคลื่อนไหวเท่ากัน ในการเคลื่อนที่เชิงแปล เส้นตรงใดๆ ที่เชื่อมจุดสองจุดใดๆ ของร่างกายจะยังคงขนานกับตัวมันเอง

การเคลื่อนที่แบบหมุนคือการเคลื่อนที่ของวัตถุรอบแกนใดแกนหนึ่ง ด้วยการเคลื่อนไหวดังกล่าว ทุกจุดของร่างกายจะเคลื่อนที่เป็นวงกลม โดยศูนย์กลางคือแกนนี้

การเคลื่อนที่แบบสั่นคือการเคลื่อนที่แบบคาบที่เกิดขึ้นสลับกันในสองทิศทางตรงกันข้าม

ตัวอย่างเช่น ลูกตุ้มในนาฬิกามีการเคลื่อนที่แบบสั่น

การเคลื่อนไหวแบบแปลนและแบบหมุนเป็นประเภทการเคลื่อนไหวทางกลที่ง่ายที่สุด

การเคลื่อนไหวตรงและสม่ำเสมอเรียกว่าการเคลื่อนไหวดังกล่าว เมื่อร่างกายมีการเคลื่อนไหวเหมือนกันในช่วงเวลาสั้นๆ เท่ากันตามอำเภอใจ . ให้เราเขียนนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ของคำจำกัดความนี้ ส = วี? ทีซึ่งหมายความว่าการกระจัดถูกกำหนดโดยสูตรและพิกัด - ตามสูตร .

การเคลื่อนที่ด้วยความเร่งสม่ำเสมอคือการเคลื่อนไหวของวัตถุซึ่งความเร็วจะเพิ่มขึ้นเท่ากันในช่วงเวลาที่เท่ากัน . ในการอธิบายลักษณะการเคลื่อนไหวนี้ คุณจำเป็นต้องรู้ความเร็วของร่างกาย ณ เวลาใดเวลาหนึ่งหรือ ณ จุดที่กำหนดในวิถี t . จ . ความเร็วและความเร่งทันที .

ความเร็วทันที- นี่คืออัตราส่วนของการเคลื่อนไหวเล็กน้อยเพียงพอในส่วนของวิถีที่อยู่ติดกับจุดนี้ต่อช่วงเวลาสั้น ๆ ที่การเคลื่อนไหวนี้เกิดขึ้น .

υ = เอส/ทีหน่วย SI คือ m/s

ความเร่งคือปริมาณเท่ากับอัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงความเร็วต่อช่วงเวลาที่การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้น - α = ?υ/t(ระบบ SI m/s2) มิฉะนั้น ความเร่งคืออัตราการเปลี่ยนแปลงความเร็วหรือความเร็วที่เพิ่มขึ้นในแต่ละวินาที แอลฟา ทีดังนั้นสูตรของความเร็วขณะหนึ่ง: υ = υ 0 + α.t

การกระจัดระหว่างการเคลื่อนไหวนี้ถูกกำหนดโดยสูตร: ส = υ 0 เสื้อ + α . เสื้อ 2 /2.

เคลื่อนไหวช้าพอๆ กันการเคลื่อนไหวเรียกว่าเมื่อความเร่งติดลบและความเร็วช้าลงสม่ำเสมอ

ด้วยการเคลื่อนที่เป็นวงกลมสม่ำเสมอมุมการหมุนของรัศมีในช่วงเวลาเท่ากันจะเท่ากัน . ดังนั้นความเร็วเชิงมุม ω = 2πn, หรือ ω = πN/30 data 0.1N,ที่ไหน ω - ความเร็วเชิงมุม n - จำนวนการปฏิวัติต่อวินาที N - จำนวนการปฏิวัติต่อนาที ω ในระบบ SI จะวัดเป็น rad/s . (1/c)/ หมายถึง ความเร็วเชิงมุมที่จุดแต่ละจุดของร่างกายเคลื่อนที่ในหนึ่งวินาทีในเส้นทางเท่ากับระยะห่างจากแกนการหมุน ในระหว่างการเคลื่อนที่นี้ โมดูลความเร็วจะคงที่ โดยมีทิศทางในแนวสัมผัสไปยังวิถีโคจรและเปลี่ยนทิศทางอยู่ตลอดเวลา (ดู . ข้าว . ) ดังนั้นความเร่งสู่ศูนย์กลางจึงเกิดขึ้น .

ระยะเวลาการหมุน ที = 1/n -เวลานี้ , ในระหว่างที่ร่างกายทำการปฏิวัติครบหนึ่งรอบดังนั้น ω = 2π/ต.

ความเร็วเชิงเส้นระหว่างการเคลื่อนที่แบบหมุนแสดงโดยสูตร:

υ = ωr, υ = 2πrn, υ = 2πr/T,โดยที่ r คือระยะห่างของจุดจากแกนการหมุน ความเร็วเชิงเส้นของจุดที่วางอยู่บนเส้นรอบวงของเพลาหรือลูกรอกเรียกว่าความเร็วรอบนอกของเพลาหรือลูกรอก (เป็น SI m/s)

เมื่อการเคลื่อนที่เป็นวงกลมสม่ำเสมอ ความเร็วจะมีขนาดคงที่แต่จะเปลี่ยนทิศทางตลอดเวลา การเปลี่ยนแปลงความเร็วใดๆ ก็ตามเกี่ยวข้องกับการเร่งความเร็ว ความเร่งที่เปลี่ยนความเร็วในทิศทางเรียกว่า ปกติหรือสู่ศูนย์กลางความเร่งนี้จะตั้งฉากกับวิถีและมุ่งไปที่จุดศูนย์กลางของความโค้ง (ไปยังจุดศูนย์กลางของวงกลม ถ้าวิถีเป็นวงกลม)

α พี = υ 2 /รหรือ α พี = ω 2 อาร์(เพราะ υ = ωอาร์ที่ไหน รรัศมีวงกลม , υ - ความเร็วในการเคลื่อนที่ของจุด)

ทฤษฎีสัมพัทธภาพของการเคลื่อนที่ทางกล- นี่คือการขึ้นอยู่กับวิถีของร่างกายระยะทางที่เดินทางการเคลื่อนไหวและความเร็วในการเลือก ระบบอ้างอิง.

ตำแหน่งของร่างกาย (จุด) ในอวกาศสามารถกำหนดได้โดยสัมพันธ์กับวัตถุอื่นที่เลือกให้เป็นวัตถุอ้างอิง A . ส่วนอ้างอิง ระบบพิกัดที่เกี่ยวข้อง และนาฬิกาประกอบขึ้นเป็นระบบอ้างอิง . ลักษณะของการเคลื่อนไหวทางกลมีความสัมพันธ์กัน t . จ . อาจแตกต่างกันได้ในระบบอ้างอิงที่ต่างกัน .

ตัวอย่าง: การเคลื่อนที่ของเรือถูกติดตามโดยผู้สังเกตการณ์สองคน: คนหนึ่งอยู่บนฝั่งที่จุด O และอีกคนหนึ่งอยู่บนแพที่จุด O1 (ดู . ข้าว . ). ให้เราวาดจุด O ระบบพิกัด XOY ในใจ - นี่คือระบบอ้างอิงคงที่ . เราจะเชื่อมต่อระบบ X"O"Y" อีกระบบเข้ากับแพ - นี่คือระบบพิกัดเคลื่อนที่ . สัมพันธ์กับระบบ X"O"Y" (แพ) เรือจะเคลื่อนที่ตามเวลา t และจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว υ = สเรือที่เกี่ยวข้องกับแพ /t v = (สเรือ- สแพ )/ทีสัมพันธ์กับระบบ XOY (ฝั่ง) เรือจะเคลื่อนที่ในเวลาเดียวกัน สเรือที่ไหน สเรือลากแพสัมพันธ์กับฝั่ง . ความเร็วของเรือสัมพันธ์กับฝั่งหรือ . ความเร็วของร่างกายสัมพันธ์กับระบบพิกัดคงที่เท่ากับผลรวมทางเรขาคณิตของความเร็วของร่างกายสัมพันธ์กับระบบที่กำลังเคลื่อนที่และความเร็วของระบบนี้สัมพันธ์กับความเร็วคงที่ .

ประเภทของระบบอ้างอิงอาจแตกต่างกันได้ เช่น ระบบอ้างอิงคงที่ ระบบอ้างอิงเคลื่อนที่ ระบบอ้างอิงเฉื่อย ระบบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อย

การเคลื่อนไหวทางกล

คำจำกัดความ 1

การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของวัตถุ (หรือชิ้นส่วน) ที่สัมพันธ์กับวัตถุอื่นเรียกว่าการเคลื่อนที่ทางกล

ตัวอย่างที่ 1

ตัวอย่างเช่น คนที่เคลื่อนที่บนบันไดเลื่อนในสถานีรถไฟใต้ดินจะอยู่นิ่งโดยสัมพันธ์กับบันไดเลื่อนและเคลื่อนที่โดยสัมพันธ์กับผนังอุโมงค์ Mount Elbrus อยู่นิ่งๆ ตามอัตภาพโลก และเคลื่อนที่ไปพร้อมกับโลกสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์

เราเห็นว่าจำเป็นต้องระบุจุดที่สัมพันธ์กับการเคลื่อนไหวซึ่งเรียกว่าส่วนอ้างอิง จุดอ้างอิงและระบบพิกัดที่เชื่อมต่ออยู่ ตลอดจนวิธีการวัดเวลาที่เลือก ถือเป็นแนวคิดของการอ้างอิง

การเคลื่อนไหวของร่างกายโดยที่ทุกจุดเคลื่อนไหวเท่ากัน เรียกว่า การแปลความหมาย หากต้องการค้นหาความเร็วที่ $V$ ของวัตถุเคลื่อนที่ คุณต้องแบ่งเส้นทาง $S$ ตามเวลา $T$

$ \frac(S)(T) = (V)$

การเคลื่อนที่ของวัตถุรอบแกนใดแกนหนึ่งนั้นเป็นการหมุน ด้วยการเคลื่อนไหวนี้ ทุกจุดของร่างกายจะเคลื่อนที่ไปทั่วภูมิประเทศ ซึ่งจุดศูนย์กลางถือเป็นแกนนี้ และแม้ว่าล้อจะหมุนไปรอบแกนของมัน แต่ในขณะเดียวกัน การเคลื่อนที่แบบแปลก็เกิดขึ้นพร้อมกับตัวรถด้วย ซึ่งหมายความว่าล้อทำการเคลื่อนที่แบบหมุนโดยสัมพันธ์กับแกน และการเคลื่อนที่แบบแปลสัมพันธ์สัมพันธ์กับถนน

คำจำกัดความ 2

การเคลื่อนที่แบบสั่นคือการเคลื่อนไหวเป็นระยะที่ร่างกายกระทำสลับกันในสองทิศทางที่ตรงกันข้าม ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือลูกตุ้มในนาฬิกา

การแปลและการหมุนเป็นประเภทการเคลื่อนไหวทางกลที่ง่ายที่สุด

หากจุด $X$ เปลี่ยนตำแหน่งสัมพันธ์กับจุด $Y$ ดังนั้น $Y$ จะเปลี่ยนตำแหน่งสัมพันธ์กับ $X$ กล่าวอีกนัยหนึ่ง วัตถุเคลื่อนที่โดยสัมพันธ์กัน การเคลื่อนไหวทางกลนั้นถือว่าสัมพันธ์กัน - เพื่ออธิบายคุณจะต้องระบุให้สัมพันธ์กับจุดที่พิจารณา

การเคลื่อนที่แบบเรียบง่ายของตัววัสดุนั้นเป็นการเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอและเป็นเส้นตรง มันจะสม่ำเสมอถ้าขนาดของเวกเตอร์ความเร็วไม่เปลี่ยนแปลง (ทิศทางสามารถเปลี่ยนแปลงได้)

การเคลื่อนที่นี้เรียกว่าเส้นตรงหากเส้นทางของเวกเตอร์ความเร็วคงที่ (และขนาดสามารถเปลี่ยนแปลงได้) วิถีโคจรเป็นเส้นตรงซึ่งมีเวกเตอร์ความเร็วอยู่

เราเห็นตัวอย่างการเคลื่อนไหวทางกลในชีวิตประจำวัน เหล่านี้คือรถยนต์ที่แล่นผ่านไป เครื่องบินที่กำลังบิน เรือที่แล่นอยู่ เราสร้างตัวอย่างง่ายๆ ด้วยตัวเราเอง โดยผ่านเข้าใกล้ผู้อื่น ทุก ๆ วินาทีดาวเคราะห์ของเราเคลื่อนผ่านไปเป็นสองระนาบ: รอบดวงอาทิตย์และแกนของมัน และนี่คือตัวอย่างของการเคลื่อนไหวทางกลด้วย

การเคลื่อนไหวที่หลากหลาย

การเคลื่อนที่แบบแปลนคือการเคลื่อนไหวอัตโนมัติของวัตถุที่แข็งเกร็ง ในขณะที่ระยะใดๆ ของเส้นตรงซึ่งสัมพันธ์กับจุดที่เคลื่อนที่อย่างชัดเจนจะยังคงซิงโครนัสกับตำแหน่งเดิม

ลักษณะสำคัญของการเคลื่อนที่ของร่างกายคือวิถีซึ่งแสดงถึงเส้นโค้งเชิงพื้นที่ซึ่งสามารถแสดงในรูปแบบของส่วนโค้งคอนจูเกตที่มีรัศมีต่างกันซึ่งแต่ละอันเล็ดลอดออกมาจากจุดศูนย์กลาง ตำแหน่งที่แตกต่างกันสำหรับจุดต่างๆ ของร่างกาย ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลา

รถลิฟต์หรือรถชิงช้าสวรรค์เคลื่อนตัวไปเรื่อยๆ การเคลื่อนไหวเชิงแปลเกิดขึ้นในพื้นที่ 3 มิติ แต่คุณลักษณะที่แตกต่างหลัก - การรักษาความขนานของส่วนใด ๆ ไว้กับตัวมันเอง - ยังคงมีผลอยู่

เราแสดงช่วงเวลาด้วยตัวอักษร $T$ ในการหาระยะเวลาการหมุน คุณต้องหารเวลาในการหมุนด้วยจำนวนรอบ: $\frac(\delta t)(N) = (T)$

การเคลื่อนที่แบบหมุน - จุดวัสดุอธิบายวงกลม ในระหว่างกระบวนการหมุนของวัตถุที่มีความแข็งอย่างสมบูรณ์ จุดทั้งหมดจะอธิบายวงกลมซึ่งอยู่ในระนาบขนานกัน จุดศูนย์กลางของวงกลมเหล่านี้อยู่บนเส้นตรงเดียวกัน ตั้งฉากกับระนาบของวงกลม และเรียกว่าแกนหมุน

แกนหมุนสามารถวางอยู่ภายในตัวเครื่องและด้านหลังได้ แกนการหมุนในระบบสามารถเคลื่อนย้ายหรือคงที่ได้ ตัวอย่างเช่น ในหน้าต่างอ้างอิงที่เชื่อมต่อกับโลก แกนการหมุนของโรเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สถานีจะไม่นิ่ง

บางครั้งแกนการหมุนจะได้รับการเคลื่อนไหวแบบหมุนที่ซับซ้อน - ทรงกลมเมื่อจุดของร่างกายเคลื่อนที่ไปตามทรงกลม จุดหนึ่งเคลื่อนที่รอบแกนคงที่ซึ่งไม่ผ่านจุดศูนย์กลางของวัตถุหรือจุดวัตถุที่กำลังหมุน การเคลื่อนไหวดังกล่าวเรียกว่าวงกลม

ลักษณะของการเคลื่อนที่เชิงเส้น การกระจัด ความเร็ว ความเร่ง พวกมันกลายเป็นอะนาล็อกระหว่างการเคลื่อนที่แบบหมุน: การกระจัดเชิงมุม, ความเร็วเชิงมุม, ความเร่งเชิงมุม:

• บทบาทของการเคลื่อนไหวในกระบวนการหมุนมีมุม
• ขนาดของมุมการหมุนต่อหน่วยเวลาคือความเร็วเชิงมุม
• การเปลี่ยนแปลงของความเร็วเชิงมุมในช่วงเวลาหนึ่งคือการเร่งความเร็วเชิงมุม

การเคลื่อนที่แบบสั่น

การเคลื่อนที่ในสองทิศทางตรงกันข้ามแบบแกว่งไปมา การแกว่งที่เกิดขึ้นในแนวคิดแบบปิดเรียกว่าการแกว่งแบบอิสระหรือแบบธรรมชาติ ความผันผวนที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงภายนอกเรียกว่าการบังคับ

หากเราวิเคราะห์การแกว่งตามลักษณะที่เปลี่ยนแปลง (แอมพลิจูด ความถี่ คาบ ฯลฯ) ก็สามารถแบ่งออกเป็นแบบหมาด ฮาร์มอนิก เพิ่มขึ้น (รวมถึงสี่เหลี่ยม เชิงซ้อน ฟันเลื่อย)

ในระหว่างการแกว่งอย่างอิสระในระบบจริง การสูญเสียพลังงานจะเกิดขึ้นเสมอ พลังงานถูกใช้ไปกับการทำงานเพื่อเอาชนะแรงต้านของอากาศ แรงเสียดทานจะลดความกว้างของการสั่นสะเทือน และจะหยุดลงเมื่อเวลาผ่านไประยะหนึ่ง

การบังคับโยกจะไม่ทำให้หมาด ๆ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเติมพลังงานที่สูญเสียไปในแต่ละชั่วโมงของความผันผวน ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องกระทำต่อร่างกายเป็นครั้งคราวด้วยแรงที่แตกต่างกัน การสั่นแบบบังคับเกิดขึ้นโดยมีความถี่เท่ากับการเปลี่ยนแปลงของแรงภายนอก

แอมพลิจูดของการสั่นแบบบังคับจะถึงค่าสูงสุดเมื่อสัมประสิทธิ์นี้เหมือนกับความถี่ของระบบออสซิลเลเตอร์ สิ่งนี้เรียกว่าเสียงสะท้อน

ตัวอย่างเช่น หากคุณดึงเชือกเป็นระยะพร้อมกับแรงสั่นสะเทือน เราจะเห็นความกว้างของการแกว่งเพิ่มขึ้น

คำจำกัดความ 3

จุดวัสดุคือวัตถุที่สามารถละเลยขนาดได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ

รถที่เรามักจะจำได้นั้นสามารถถือเป็นจุดวัตถุที่สัมพันธ์กับโลกได้ แต่หากผู้คนเคลื่อนตัวเข้าไปในรถคันนี้ ขนาดของรถก็ไม่สามารถละเลยได้อีกต่อไป

เมื่อคุณแก้ปัญหาในฟิสิกส์ การเคลื่อนไหวของวัตถุถือเป็นการเคลื่อนที่ของจุดวัสดุ และมีการใช้แนวคิดต่างๆ เช่น ความเร็วของจุด ความเร่งของวัตถุ ความเฉื่อยของจุดวัตถุ ฯลฯ .

กรอบอ้างอิง

จุดวัสดุเคลื่อนที่สัมพันธ์กับความเฉื่อยของวัตถุอื่นๆ ร่างกายตามความสัมพันธ์ที่พิจารณาถึงการเคลื่อนไหวอัตโนมัตินี้เรียกว่าร่างกายอ้างอิง เนื้อหาอ้างอิงจะถูกเลือกอย่างอิสระขึ้นอยู่กับงานที่ได้รับมอบหมาย

ระบบตำแหน่งเชื่อมโยงกับเนื้อหาอ้างอิง ซึ่งถือเป็นจุดอ้างอิง (ฐานพิกัด) แนวคิดเกี่ยวกับตำแหน่งมี 1, 2 หรือ 3 แกนเนื่องจากสภาพการเคลื่อนที่ สถานะของจุดบนเส้น (1 แกน) ระนาบ (2 แกน) หรือในตำแหน่ง (3 แกน) ได้รับการกำหนดตามนี้ด้วยพิกัดหนึ่ง, 2 หรือ 3

เพื่อที่จะกำหนดตำแหน่งของร่างกายในขอบเขตอวกาศในช่วงเวลาใดๆ จำเป็นต้องตั้งค่าการเริ่มต้นของการนับเวลา อุปกรณ์สำหรับการวัดเวลา ระบบพิกัด จุดอ้างอิงที่เชื่อมต่อกับระบบพิกัด - นี่คือระบบอ้างอิง

การเคลื่อนไหวของร่างกายถือว่าสัมพันธ์กับระบบนี้ จุดเดียวกัน เมื่อเปรียบเทียบกับเนื้อหาอ้างอิงที่แตกต่างกันในแนวคิดพิกัดที่ต่างกัน ก็มีโอกาสที่จะมีพิกัดที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงทุกครั้ง ระบบอ้างอิงยังขึ้นอยู่กับการเลือกวิถีการเคลื่อนที่ด้วย

ประเภทของระบบอ้างอิงสามารถเปลี่ยนแปลงได้ เช่น ระบบอ้างอิงคงที่ ระบบอ้างอิงแบบเคลื่อนที่ ระบบอ้างอิงเฉื่อย ระบบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อย

ในการค้นหาพิกัดของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ ณ เวลาใดๆ คุณจำเป็นต้องรู้เส้นโครงของเวกเตอร์การกระจัดบนแกนพิกัด และด้วยเหตุนี้จึงต้องรู้เวกเตอร์การกระจัดด้วย สิ่งที่คุณต้องรู้สำหรับสิ่งนี้ คำตอบขึ้นอยู่กับว่าร่างกายเคลื่อนไหวแบบไหน

ก่อนอื่นมาพิจารณาประเภทการเคลื่อนไหวที่ง่ายที่สุดก่อน - การเคลื่อนไหวสม่ำเสมอเป็นเส้นตรง

เรียกว่าการเคลื่อนไหวที่ร่างกายเคลื่อนไหวเท่ากันในช่วงเวลาที่เท่ากัน การเคลื่อนไหวสม่ำเสมอเป็นเส้นตรง

เพื่อค้นหาการกระจัดของวัตถุในการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอในช่วงเวลาหนึ่ง ทีคุณจำเป็นต้องรู้ว่าร่างกายเคลื่อนไหวแบบใดต่อหน่วยเวลา เนื่องจากในหน่วยเวลาอื่นๆ ร่างกายจะเคลื่อนไหวแบบเดียวกัน

เรียกว่าการเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นต่อหน่วยเวลา ความเร็วการเคลื่อนไหวของร่างกายและถูกกำหนดด้วยตัวอักษร υ - หากการเคลื่อนไหวในบริเวณนี้แสดงด้วย และช่วงเวลาแสดงด้วย ทีจากนั้นความเร็วสามารถแสดงเป็นอัตราส่วนได้ เนื่องจากการกระจัดเป็นปริมาณเวกเตอร์ และเวลาเป็นปริมาณสเกลาร์ ความเร็วจึงเป็นปริมาณเวกเตอร์ด้วย เวกเตอร์ความเร็วมีทิศทางในลักษณะเดียวกับเวกเตอร์การกระจัด

ความเร็วของการเคลื่อนที่เชิงเส้นสม่ำเสมอของร่างกาย คือ ปริมาณเท่ากับอัตราส่วนของการเคลื่อนไหวของร่างกายต่อระยะเวลาที่เกิดการเคลื่อนไหวนี้:

ดังนั้น ความเร็วจะแสดงจำนวนการเคลื่อนไหวของร่างกายต่อหน่วยเวลา ดังนั้นเพื่อที่จะหาการกระจัดของร่างกาย คุณจำเป็นต้องรู้ความเร็วของมัน การเคลื่อนไหวของร่างกายคำนวณโดยสูตร:

เวกเตอร์การกระจัดมีทิศทางในลักษณะเดียวกับเวกเตอร์ความเร็ว, เวลา ที- ปริมาณสเกลาร์.

การคำนวณไม่สามารถทำได้โดยใช้สูตรที่เขียนในรูปแบบเวกเตอร์ เนื่องจากปริมาณเวกเตอร์ไม่เพียงแต่มีค่าตัวเลขเท่านั้น แต่ยังรวมถึงทิศทางด้วย เมื่อทำการคำนวณ พวกเขาใช้สูตรที่ไม่ใช่เวกเตอร์ แต่ใช้การฉายภาพบนแกนพิกัด เนื่องจากการดำเนินการเกี่ยวกับพีชคณิตสามารถดำเนินการกับการฉายภาพได้

เนื่องจากเวกเตอร์มีค่าเท่ากัน เส้นโครงบนแกนจึงเท่ากันด้วย เอ็กซ์, จากที่นี่:

ตอนนี้คุณสามารถรับสูตรคำนวณพิกัดได้แล้ว xคะแนนในเวลาใดก็ตาม เรารู้ว่า

จากสูตรนี้ชัดเจนว่าด้วยการเคลื่อนที่สม่ำเสมอเป็นเส้นตรง พิกัดของร่างกายจะขึ้นอยู่กับเวลาเป็นเส้นตรง ซึ่งหมายความว่าด้วยความช่วยเหลือนี้ จึงเป็นไปได้ที่จะอธิบายการเคลื่อนที่สม่ำเสมอเป็นเส้นตรงได้

นอกจากนี้ตามสูตรที่ว่าการหาตำแหน่งของร่างกายในเวลาใด ๆ ในระหว่างการเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงคุณจะต้องรู้พิกัดเริ่มต้นของร่างกาย x 0และการฉายภาพเวกเตอร์ความเร็วบนแกนที่วัตถุเคลื่อนที่

ต้องจำไว้ว่าในสูตรนี้ วีเอ็กซ์- การฉายภาพของเวกเตอร์ความเร็ว ดังนั้น เช่นเดียวกับการฉายภาพของเวกเตอร์ จึงสามารถเป็นบวกและลบได้

การเคลื่อนไหวสม่ำเสมอเป็นเส้นตรงนั้นหาได้ยาก บ่อยครั้งที่คุณต้องจัดการกับการเคลื่อนไหวซึ่งการเคลื่อนไหวของร่างกายอาจแตกต่างกันในช่วงเวลาที่เท่ากัน ซึ่งหมายความว่าความเร็วของร่างกายเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา รถยนต์ รถไฟ เครื่องบิน ฯลฯ ศพถูกโยนขึ้นไป และศพที่ตกลงสู่พื้นโลกจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เปลี่ยนแปลงได้

ด้วยการเคลื่อนที่เช่นนี้ คุณจะไม่สามารถใช้สูตรในการคำนวณการกระจัดได้ เนื่องจากความเร็วเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา และเราไม่ได้พูดถึงความเร็วเฉพาะเจาะจงอีกต่อไป ซึ่งค่านี้สามารถแทนที่ลงในสูตรได้ ในกรณีเช่นนี้ จะใช้สิ่งที่เรียกว่าความเร็วเฉลี่ยซึ่งแสดงโดยสูตร:

ความเร็วเฉลี่ยแสดงการกระจัดที่วัตถุทำโดยเฉลี่ยต่อหน่วยเวลา

อย่างไรก็ตาม การใช้แนวคิดเรื่องความเร็วเฉลี่ย ปัญหาหลักของกลไกซึ่งก็คือการกำหนดตำแหน่งของร่างกาย ณ เวลาใดเวลาหนึ่งนั้นไม่สามารถแก้ไขได้

ประเภทของการเคลื่อนไหวทางกล

การเคลื่อนที่ทางกลสามารถพิจารณาได้สำหรับวัตถุทางกลต่างๆ:

• การเคลื่อนที่ของจุดวัสดุถูกกำหนดโดยสมบูรณ์โดยการเปลี่ยนแปลงพิกัดของเวลา (เช่น สองอันบนเครื่องบิน) สิ่งนี้ได้รับการศึกษาโดยจลนศาสตร์ของจุด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ลักษณะสำคัญของการเคลื่อนที่คือวิถีของจุดวัตถุ การกระจัด ความเร็ว และความเร่ง
  • ตรงไปตรงมาการเคลื่อนที่ของจุด (เมื่ออยู่บนเส้นตรงเสมอ ความเร็วจะขนานกับเส้นตรงนี้)
  • การเคลื่อนไหวแบบโค้ง- การเคลื่อนที่ของจุดตามวิถีที่ไม่เป็นเส้นตรงโดยมีความเร่งและความเร็วตามอำเภอใจได้ตลอดเวลา (เช่น การเคลื่อนที่เป็นวงกลม)
• การเคลื่อนไหวร่างกายที่แข็งทื่อประกอบด้วยการเคลื่อนที่ของจุดใดๆ ของมัน (เช่น จุดศูนย์กลางมวล) และการเคลื่อนที่แบบหมุนรอบจุดนี้ ศึกษาโดยจลนศาสตร์ของร่างกายเกร็ง
  • หากไม่มีการหมุนก็จะเรียกการเคลื่อนไหว ความก้าวหน้าและถูกกำหนดโดยการเคลื่อนที่ของจุดที่เลือกอย่างสมบูรณ์ การเคลื่อนไหวไม่จำเป็นต้องเป็นเส้นตรง
  • สำหรับคำอธิบาย การเคลื่อนไหวแบบหมุน- การเคลื่อนไหวร่างกายสัมพันธ์กับจุดที่เลือก เช่น จับจ้องที่จุดใดจุดหนึ่ง ใช้ Euler Angles จำนวนของพวกเขาในกรณีของปริภูมิสามมิติคือสาม
  • สำหรับร่างกายที่แข็งแรงก็มีด้วย การเคลื่อนไหวแบบเรียบ- การเคลื่อนไหวที่วิถีของจุดทั้งหมดอยู่ในระนาบขนาน โดยถูกกำหนดโดยส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกาย และส่วนของร่างกายถูกกำหนดโดยตำแหน่งของสองจุดใดๆ
• การเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง- ในที่นี้สันนิษฐานว่าการเคลื่อนที่ของอนุภาคแต่ละตัวในตัวกลางค่อนข้างเป็นอิสระจากกัน (โดยปกติจะถูกจำกัดโดยเงื่อนไขความต่อเนื่องของสนามความเร็ว) ดังนั้นจำนวนพิกัดที่กำหนดจึงไม่มีที่สิ้นสุด (ไม่ทราบฟังก์ชัน)

เรขาคณิตของการเคลื่อนไหว

ทฤษฎีสัมพัทธภาพของการเคลื่อนที่

ทฤษฎีสัมพัทธภาพคือการขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่เชิงกลของวัตถุบนระบบอ้างอิง หากไม่มีการระบุระบบอ้างอิงก็ไม่มีเหตุผลที่จะพูดถึงการเคลื่อนไหว

ดูสิ่งนี้ด้วย

ลิงค์

• การเคลื่อนไหวทางกล (บทเรียนวิดีโอ โปรแกรมชั้นประถมศึกษาปีที่ 10)

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010.

ดูว่า "การเคลื่อนไหวทางกล" ในพจนานุกรมอื่นคืออะไร:

การเคลื่อนไหวทางกล- การเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปในตำแหน่งสัมพัทธ์ในอวกาศของวัตถุหรือตำแหน่งสัมพัทธ์ของส่วนต่างๆ ของวัตถุที่กำหนด หมายเหตุ 1. ภายในกลศาสตร์ การเคลื่อนที่ทางกลสามารถเรียกสั้นๆ ได้ว่าการเคลื่อนไหว 2. แนวคิดเรื่องการเคลื่อนไหวทางกล... คู่มือนักแปลทางเทคนิค

การเคลื่อนไหวทางกล- mechaninis judėjimas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. การเคลื่อนไหวทางกล ช่างเครื่อง Bewegung, f rus. การเคลื่อนไหวทางกล n pranc mouvement mécanique, ม … Fizikos สิ้นสุด žodynas

การเคลื่อนไหวทางกล- ▲ จลนพลศาสตร์ทางกลของการเคลื่อนไหว จลน์ศาสตร์ จลนศาสตร์ กระบวนการทางกล กระบวนการเคลื่อนที่ของวัตถุ ↓ นิ่ง แผ่ กลิ้ง...

การเคลื่อนไหวทางกล- การเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปในตำแหน่งสัมพัทธ์ในอวกาศของวัตถุหรือตำแหน่งสัมพัทธ์ของส่วนต่างๆ ของวัตถุที่กำหนด... พจนานุกรมอธิบายคำศัพท์โพลีเทคนิค

การเคลื่อนย้ายทางกลของประชากร- การเคลื่อนไหวทางกลของประชากร สลายตัว ประเภทของอาณาเขต ย้ายเรา คำว่า M.D.S. ปรากฏตัวในครึ่งหลัง ศตวรรษที่ 19 ในความทันสมัย ทางวิทยาศาสตร์ โดยทั่วไปแล้ว คำว่าการย้ายถิ่นของประชากรมักใช้... พจนานุกรมสารานุกรมประชากรศาสตร์

การเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิต- ▲ รูปแบบการเคลื่อนไหวทางกล: อะมีบา (อะมีบา, เม็ดเลือดขาวในเลือด) ciliated (แฟลเจลเลต, อสุจิ) ล่ำ ↓ เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ การเคลื่อนไหว (สัตว์) ... พจนานุกรมอุดมการณ์ของภาษารัสเซีย

ความเคลื่อนไหว- ▲ กระบวนการเคลื่อนย้าย กระบวนการเคลื่อนที่อยู่กับที่ การเคลื่อนไหวที่สมบูรณ์ การเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ ↓ ย้าย... พจนานุกรมอุดมการณ์ของภาษารัสเซีย

สารบัญ 1 ฟิสิกส์ 2 ปรัชญา 3 ชีววิทยา ... Wikipedia

ในความหมายกว้าง การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในความหมายแคบ การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของร่างกายในอวกาศ D. กลายเป็นหลักการสากลในปรัชญาของ Heraclitus (“ ทุกสิ่งไหล”) ความเป็นไปได้ของ D. ถูกปฏิเสธโดย Parmenides และ Zeno of Elea อริสโตเติลแบ่ง D. ออกเป็น... ... สารานุกรมปรัชญา

โทรทัศน์เครื่องกลเป็นโทรทัศน์ประเภทหนึ่งที่ใช้อุปกรณ์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าแทนหลอดรังสีแคโทดเพื่อแยกภาพออกเป็นองค์ประกอบต่างๆ ระบบโทรทัศน์ยุคแรกๆ เป็นแบบกลไก และส่วนใหญ่มักจะไม่ใช่... ... Wikipedia

หนังสือ

• พื้นฐานของประชากรศาสตร์ หนังสือเรียนสำหรับมหาวิทยาลัย A. I. Shcherbakov, M. G. Mdinaradze, รากฐานทางทฤษฎีของประชากรศาสตร์, ความสัมพันธ์ของการสืบพันธุ์ทางเศรษฐกิจของประชากร, วิธีการศึกษาและวิเคราะห์กระบวนการทางประชากรศาสตร์, จำนวนและโครงสร้างของประชากร,... หมวดหมู่: ข้อมูลประชากร ซีรี่ส์: เกาดีมัสสำนักพิมพ์: