Ранее было показано, что положение тела (точки) в пространстве всегда задается относительно какого-то другого тела, выбранного телом отсчета. Для этого через тело отсчета проводят оси координат. Принято говорить, что с этим телом отсчета связана система координат.
Но за тело отсчета мы можем принять любое тело и с каждым из них связать свою систему координат. Тогда положение одного и того же тела можно одновременно рассматривать в разных системах координат.
Ясно, что относительно разных тел отсчета в разных системах координат у одного и того же тела могут быть совершенно различные координаты.
Например, положение зайца в поле можно определить, указав, что он находится на расстоянии l1от охотника. В то же время можно сказать, что заяц расположен на расстоянии l2от ели.
Это значит, что положение тела относительно: оно различно относительно разных тел отсчета и связанных с ними разных систем координат.
Но относительно не только положение тела. Относительно и его движение. В чем состоит относительность движения?
Ребенок, впервые попавший на реку во время ледохода, стоя на берегу, спросил: «На чем это мы едем?».
Очевидно, ребенок «выбрал» в качестве тела отсчета плывущую по реке льдину. Находясь в покое относительно системы отсчета, связанной с берегом, ребенок двигался вместе с берегом относительно «выбранной» им системы отсчета — льдины.
На практике часто приходится рассматривать движение одного и того же тела относительно разных тел отсчета, которые сами движутся друг относительно друга. Так, артиллеристу важно знать, как движется снаряд не только относительно Земли, на которой его орудие стоит неподвижно, но и относительно танка, в который он стреляет и который сам движется относительно Земли.
Пилот интересуется движением самолета и относительно Земли, и относительно воздуха, который сам движется, и т. д.
Рассмотрим движения одного и того же тела относительно двух тел отсчета, которые сами движутся друг относительно друга.
Например, человек идет по плоту со скоростью υ1 относительно плота. Плот движется по реке поступательно со скоростью υ2 относительно берега. Найдем скорость человека относительно берега.
Проведем мысленно через точку О на берегу оси координат XY, причем ось X направим вдоль течения реки. С плотом тоже свяжем систему координат X'O'Y', оси X'иУ’ которой параллельны осям X иY.
Найдем перемещение человека относительно этих двух систем отсчета за одно и то же время t.
Наблюдатель на берегу отметит, что за это время t перемещение человека по плоту равно s2, а сам плот совершил перемещение s1 относительно берега. Из рисунка видно, что перемещение s человека относительно берега, т. е. в системе координат XOY, равно сумме обоих перемещений.
Т.е., если тело одновременно участвует в нескольких движениях, то результирующее перемещение тела равно векторной сумме перемещений, совершаемых им в каждом из движении.
Это утверждение носит название принципа независимости движения.
Разделив перемещение человека относительно берега на время, в течении которого это перемещение произошло, можно получить скорость человека относительно берега:
Первое слагаемое — это скорость человека относительно подвижной системы координат (воды или плота). Второе же слагаемое — это скорость плота относительно неподвижной системы координат (берега).
Следовательно,
Эта формула выражает математическую запись закона сложения скоростей: скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна геометрической сумме скорости тела относительно подвижной системы отсчета и скорости самой подвижной системы отсчета относительно неподвижной.
Видно, что скорости тела относительно различных систем отсчета, движущихся друг относительно друга, различны. В этом и проявляется относительность движения.
Понимание того, что движение одного и того же тела можно рассматривать в разных системах отсчета, сыграло огромную роль в развитии взглядов на строение Вселенной.
С давних пор люди замечали, что звезды в течение ночи, так же как и Солнце днем, перемещаются по небу с востока на запад, двигаясь по дугам, и делая за сутки полный оборот вокруг Земли.
Поэтому в течение многих столетий считалось, что в центре мира находится неподвижная Земля, а вокруг нее обращаются все небесные тела.
Такая система мира была названа геоцентрической (греческое слово «гео» означает «земля»).
Во II веке александрийский ученый Клавдий Птолемей обобщил имеющиеся сведения о движении светил и планет в геоцентрической системе и сумел составить довольно точные таблицы, позволяющие определять положение небесных тел в прошлом и будущем, предсказывать наступление затмений и т. д.
Однако со временем, когда точность астрономических наблюдений возросла, стали обнаруживаться расхождения между вычисленными и наблюдаемыми положениями планет. Новые взгляды на строение Вселенной были подробно изложены в XVI веке польским ученым Николаем Коперником. Он считал, что Земля и другие планеты движутся вокруг Солнца, одновременно вращаясь вокруг своих осей.
Такая система была названа гелиоцентрической, поскольку в ней за центр Вселенной принимается Солнце (по-гречески «гелиос»).
Таким образом, в гелиоцентрической системе отсчета движение небесных тел рассматривается относительно Солнца, а в геоцентрической — относительно Земли.
Гелиоцентрическая система оказалась гораздо более удачной, чем геоцентрическая, при решении многих научных и практическихзадач.
Таким образом, применение знаний об относительности движения позволило по-новому взглянуть на строение Вселенной. А это, в свою очередь, помогло впоследствии открыть физические законы,описывающие движение тел в Солнечной системе и объясняющиепричины такого движения.
Основные выводы:
– Относительность движения проявляется в том, что скорость, траектория, путь и некоторые другие характеристики движения относительны, т. е. они могут быть различны в разных системах отсчета.
– Применение знаний об относительности движения помогло открыть физические законы, описывающие движение тел в Солнечной системе и объясняющие причины такого движения.
videouroki.net
Движение и покой - понятия относительные
Когда говорят, что движение относительное, то имеют в виду, что перемещение, скорость и траектория тела зависят от того, относительно каких тел отсчета определяется движение.
Мало сказать, что тело движется, следует еще указать, относительно какого тела отсчета происходит это движение. В зависимости от того, где находится наблюдатель, мы получим разные ответы.
Самолет-истребитель может дозаправиться в воздухе только если его скорость совпадает по направлению и равна по значению скорости самолета-заправщика (рис. 12.1). Хотя самолеты движутся очень быстро, относительно друг друга они находятся в состоянии покоя.
Иногда, сидя в поезде, который еще не тронулся (рис. 12.2) и глянув в окно на соседний поезд, вам кажется, что вы уже уехали. Но выглянув в противоположное окно, замечаете, что вокзал на месте. Так двигались вы или нет? - такой вопрос не имеет смысла. Относительно вокзала не двигались, а относительно соседнего поезда - двигались (как и он в отношении вас).
Рис. 12.1. Заправка в полете
Рис. 12.2. Движение и покой относительны
В задачах на относительность движения» надо уметь представить себя то на месте одного наблюдателя, то на месте другого. Такая манера мышления похожа на работу актера, который играет разные роли в фильмах или спектаклях и должен каждый раз “вживаться” в чужой образ. В повседневной жизни также очень важно уметь представить себя на месте другого человека и проанализировать ход ее мыслей.
Примеры решения задач на относительность»
Пример 12.1
Если стоять на эскалаторе (рис. 12.3), которая движется со скоростью 2 м/с, то мы будем двигаться относительно стен вместе с эскалатором со скоростью 2 м/сек. Если мы идем в направлении движения эскалатора со скоростью 0,5 м/с, то движемся относительно стен уже со скоростью 2,5 м/сек. Если пойти в том же темпе против движения эскалатора, то он повезет нас обратно со скоростью 1,5 м/сек.
Рис. 12.3. Движение по эскалатору
Пример 12.2
Вы едете в автомобиле со скоростью 40 км/час., а вас догоняет другой автомобиль, скорость которого 60 км/ч. (рис. 12.4). Хотя скорость догоняющего автомобиля относительно дороги достаточно большая, вы замечаете, что сближение идет медленно. Скорость автомобиля, который доганяет вас с вашей точки зрения только 20 км/час. Обозначим скорость второго автомобиля относительно первого v21 = 20 км/час. (читают «вэ два-один»). Если бы задний автомобиль имел такую же скорость как ваш, он вообще не мог бы вас перегнать.
Рис. 12.4. Во время обгона скорость сближения этих автомобилей составляет: v21 = 20 км/ч
Пример 12.3
Рассмотрим ситуацию, когда вы едете в автомобиле со скоростью 40 км/час., а другой автомобиль движется вам навстречу (рис. 12.5). Теперь скорость сближения велика: v21 = 100 км/час. Почему так получается?
а) Сначала рассмотрим движение с точки зрения наблюдателя, который находится на неподвижной дороге. Он может рассуждать так. За один час первый автомобиль проедет 40 км, а второй навстречу первому 60 км. Таким образом, за один час они сблизятся на 100 км. Следовательно, скорость их взаимного сближения составляет 100 км/час.
Рис. 12.5. Во время движения навстречу скорость сближения увеличивается v21 = 60 км/ч
б) А вот как рассуждали бы вы как наблюдатель, находящийся в первом автомобиле. Движение относительное, поэтому вы с равным успехом можете считать, что ваш автомобиль не движется, а дорога вместе с встречным автомобилем движется к вам со скоростью 40 км/час. Встречный автомобиль, кроме того, движется относительно дороги со скоростью 60 км/час. в том же направлении. Если к скорости дороги прибавить скорость второго автомобиля, то получим 100 км/час.
Подведем итоги
• Перемещение, скорость и траектория тела зависят от того, относительно каких тел отсчета определяется движение.
• Если одно тело догоняет другое, то они сближаются медленно.
• Если тела движутся навстречу, то они сближаются быстро.
Творческие задания
12.1. С какой скоростью движется Солнечная система относительно центра Галактики, и с которой - вместе с галактикой?
Упражнение 12
1. Можно ли двигаться относительно одних тел и быть в покое относительно других? Приведите примеры.
2. Какой должна быть скорость истребителя относительно самолета-заправщика (рис. 12.1), чтобы заправка могла произойти должным образом?
3. Почему мы не ощущаем движения Земли?
4. Почему Солнце движется по небу в течение дня?
5. С какой скоростью движется пассажир, если он сидит за столиком в вагоне поезда?
6. В чем заключается относительность движения?
7. Почему скорость встречного автомобиля увеличивается, будто прыжком, в тот момент, когда он проезжает мимо ваш автомобиль?
8. Зависит ли вид траектории тела от выбора тела отсчета? Приведите примеры.
9. Начертите траекторию груза, сброшенного с самолета, с точки зрения летчика, летящего параллельным курсом с такой же скоростью, и с точки зрения наблюдателя на земле.
10. С какой скоростью надо двигаться по эскалатору, чтобы: а) оставаться неподвижным относительно стен? б) двигаться рядом с пассажиром встречного эскалатора?
11. Скорость велосипедиста 36 км/ч, а скорость встречного ветра 4 м/сек. Найдите скорость ветра относительно велосипедиста ( в м/с).
12. Скорость эскалатора 0,75 м/сек. Найдите время, за которое пассажир переместится на 20 м относительно стен, если он идет в направлении движения эскалатора со скоростью 0,25 м/сек.
13. Колонна войск во время похода растянулась на 400 м и движется со скоростью 5 км/час. Из конца колонны к ее началу посылают с поручением велосипедиста, скорость которого 25 км/час. Выполнив поручение, он тут же возвращается обратно. Сколько времени (в мин) было потрачено на поездку?
14. Два поезда движутся по параллельным путям навстречу друг другу. Их скорости составляют 72 км/час. и 54 км/ч. соответственно. Пассажир, находящийся в первом поезде, заметил, что второй поезд прошел мимо него за 6 секунд. Какова длина второго поезда?
15. Вагон имеет ширину 2,4 м и движется со скоростью 15 м/сек. Его навылет пробивает пуля, летевшая перпендикулярно к движению вагона. Смещение отверстий в стенках равна 6 см. Какой была скорость пули?
16. Эскалатор метро поднимает пассажира за 1 минуту. Недвижимым эскалатору пассажир поднимается за 3 мин. Сколько времени будет подниматься пассажир, идя движущимся эскалатором?
17. Эскалатор опускает пассажира, который идет вниз по нему, за 1 мин. Если пассажир будет идти вдвое быстрее, то он преодолеет этот путь за 45 сек. Сколько времени потратит пассажир, стоящий на эскалаторе?
18. Мальчик бежит по эскалатору. За первый раз он насчитал 50 ступенек. За второй раз, двигаясь в том же направлении со скоростью втрое большей, он насчитал 75 ступенек. а) По, или против движения эскалатора движется мальчик? б) Сколько ступенек налічить мальчик на неподвижном эскалаторе?
19. Трактор движется со скоростью 3 м/сек. Найдите скорость точки А на верхней части гусеницы и точки В на нижней части гусеницы в данный момент времени относительно: а) земли; б) трактора.
20. Представьте, что вы двигаете со скоростью 10 см/с по гладкому столу массивный цепочку длиной 50 см, держа его за один из концов (точка А на рис. 12.6), и в некоторый момент времени остановили руку Какая-то часть цепочки остановится, а другая часть (которая постепенно укорачивается) будет продолжать свое движение мимо точку А. а) Какова длина цепочки остановится через 3 с? б) Через какое время с момента остановки руки остановится вся цепочка? Пренебрегите уменьшением скорости цепочки вследствие трения.
Рис. 12.6. Цепочка, вид сверху
schooled.ru
✓ Какие виды механического движения вам известны?
1. Главная особенность любого движения — его относительность.
Представьте себе, что вы сидите в лодке и смотрите на воду в реке (рис. 27). Можно уверенно сказать, что лодка движется? Что вы сделаете для того, чтобы убедиться в этом? Конечно же посмотрите на берег и тогда скажете, движется лодка или стоит на месте. Другой пример. Вы находитесь в вагоне поезда и во время остановки смотрите в окно на поезд, что стоит рядом. Потом вы видите, что ваш поезд начинает медленно двигаться, и через некоторое время с удивлением видите, как мимо вас проехал «хвост» другого поезда, а ваш, оказывается, продолжал все время стоять возле той самой платформы.
2. Эти примеры свидетельствуют о том, что делать вывод о движении тела можно, только сопоставив его положение с положением другого тела, которое принято называть телом отсчета.
Итак, тело, которое условно считается неподвижным и относительно которого изучается движение исследуемого тела, называется телом отсчета.
Рис. 27
Автомобиль движется относительно шоссе и домов на обочине, птица — относительно дерева, тележка с грузом (рис. 28) — относительно стола. А движется груз находится на тележке?
Рис. 28
Так, если рассматривать его движение относительно стола. Нет, если рассматривать его движение относительно тележки.
Оказывается, одно и то же тело может одновременно и двигаться, и находиться в состоянии покоя. Это зависит от того, относительно какого тела отсчета рассматривается движение.
Если в первом примере за тело отсчета принять лодку, в котором вы сидите, то в отношении него вы находитесь в покое. Если же за тело отсчета принять дерево на берегу реки, то в отношении него вы движетесь.
Вопросы для самопроверки
1. Приведите примеры, иллюстрирующие относительность движения тел.
2. Что называется телом отсчета?
3. Как вы понимаете утверждение: «Движение и покой относительны»?
Задание 7
1. Мотоциклист движется по шоссе. Относительно какого тела он находится в покое:
а) дома у дороги;
б) собаки, выскочил из подъезда дома;
в) автомобиля, который едет рядом с той же скоростью, что и мотоциклист;
г) пассажира в коляске мотоцикла?
Выберите правильные ответы.
2. Придумайте ситуацию, в которой одно и то же тело находилось бы одновременно и в движении, и в покое.
3. Сможет ли космонавт ответить на вопрос: движется космический корабль или нет? Как он поступит, решая эту проблему?
4. Проведите такой опыт. Возьмите широкую линейку поставьте ее на катки (два карандаша или две ручки). Затем маленькую тележку поставьте на эту линейку. На стол, линейку и тележка установите по флажку (рис. 29). Продемонстрируйте движение и покой тележки относительно стола и линейки, линейки относительно стола и тележки. Назовите во всех случаях тело отсчета.
Рис. 29
schooled.ru
✓ Какие виды механического движения вам известны?
1. Главная особенность любого движения — его относительность.
Представьте себе, что вы сидите в лодке и смотрите на воду в реке (рис. 27). Можно уверенно сказать, что лодка движется? Что вы сделаете для того, чтобы убедиться в этом? Конечно же посмотрите на берег и тогда скажете, движется лодка или стоит на месте. Другой пример. Вы находитесь в вагоне поезда и во время остановки смотрите в окно на поезд, что стоит рядом. Потом вы видите, что ваш поезд начинает медленно двигаться, и через некоторое время с удивлением видите, как мимо вас проехал «хвост» другого поезда, а ваш, оказывается, продолжал все время стоять возле той самой платформы.
2. Эти примеры свидетельствуют о том, что делать вывод о движении тела можно, только сопоставив его положение с положением другого тела, которое принято называть телом отсчета.
Итак, тело, которое условно считается неподвижным и относительно которого изучается движение исследуемого тела, называется телом отсчета.
Рис. 27
Автомобиль движется относительно шоссе и домов на обочине, птица — относительно дерева, тележка с грузом (рис. 28) — относительно стола. А движется груз находится на тележке?
Рис. 28
Так, если рассматривать его движение относительно стола. Нет, если рассматривать его движение относительно тележки.
Оказывается, одно и то же тело может одновременно и двигаться, и находиться в состоянии покоя. Это зависит от того, относительно какого тела отсчета рассматривается движение.
Если в первом примере за тело отсчета принять лодку, в котором вы сидите, то в отношении него вы находитесь в покое. Если же за тело отсчета принять дерево на берегу реки, то в отношении него вы движетесь.
Вопросы для самопроверки
1. Приведите примеры, иллюстрирующие относительность движения тел.
2. Что называется телом отсчета?
3. Как вы понимаете утверждение: «Движение и покой относительны»?
Задание 7
1. Мотоциклист движется по шоссе. Относительно какого тела он находится в покое:
а) дома у дороги;
б) собаки, выскочил из подъезда дома;
в) автомобиля, который едет рядом с той же скоростью, что и мотоциклист;
г) пассажира в коляске мотоцикла?
Выберите правильные ответы.
2. Придумайте ситуацию, в которой одно и то же тело находилось бы одновременно и в движении, и в покое.
3. Сможет ли космонавт ответить на вопрос: движется космический корабль или нет? Как он поступит, решая эту проблему?
4. Проведите такой опыт. Возьмите широкую линейку поставьте ее на катки (два карандаша или две ручки). Затем маленькую тележку поставьте на эту линейку. На стол, линейку и тележка установите по флажку (рис. 29). Продемонстрируйте движение и покой тележки относительно стола и линейки, линейки относительно стола и тележки. Назовите во всех случаях тело отсчета.
Рис. 29
schooled.ru
Движение и покой - понятия относительные
Когда говорят, что движение относительное, то имеют в виду, что перемещение, скорость и траектория тела зависят от того, относительно каких тел отсчета определяется движение.
Мало сказать, что тело движется, следует еще указать, относительно какого тела отсчета происходит это движение. В зависимости от того, где находится наблюдатель, мы получим разные ответы.
Самолет-истребитель может дозаправиться в воздухе только если его скорость совпадает по направлению и равна по значению ск
kinderbooks.ru
• Тело отсчета • Система отсчета • Материальная точка •Траектория • Путь • Перемещение • Равномерное прямолинейное движение • Скорость равномерного прямолинейного движения • Неравномерное прямолинейное движение • Средняя скорость неравномерного движения • Равномерное движение материальной точки по окружности • Период вращения • Скорость материальной точки при движении по окружности • Колебательное движение • Амплитуда колебаний-Период колебаний • Маятники
Oдним из самых простых физических явлений является механическое движение тел. Мы видим, что тела, которые нас окружают, движутся или находятся в покое. Движутся люди, летают птицы и самолеты, плавают рыбы и прочее. Неподвижными являются деревья, дома, столбы линий электропередач. Как мы определяем, движется тело или нет, особенно когда оно находится далеко от нас и мы, например, не слышим рабочего шума двигателя автомобиля и не видим, вращаются его колеса?
Наблюдение 1. Проследим за положением автомобиля на дороге относительно какого-нибудь неподвижного предмета, например дерева на обочине. Если расстояние от автомобиля до предмета с течением времени меняется, то делаем вывод, что автомобиль движется. Если изменений в положении автомобиля относительно дерева нет, то говорим, что автомобиль не движется, т. е. находится в покое.
Так же определяем, движется или находится в покое поезд, пароход или любое тело.
Изменение положения тела с течением времени относительно других тел называют механическим движением.
Примерами механического движения является движение планет вокруг Солнца, облаков в небе, воды в реках и океанах, различных частей машин и станков, людей, животных, полет птиц.
Учитывая то, что механическое движение является изменением положения тела с течением времени относительно других тел, можем сказать, что лодка, например, движется относительно берега реки или озера, автомобиль - относительно дороги, человек - относительно деревьев или домов, резец токарного станка относительно основания станка, поезд метро - относительно платформы, космический корабль относительно Земли или других планет.
Наблюдение 2. Представим пассажира, который едет в вагоне поезда. Что можно сказать о механический состояние пассажира? Его сосед по вагону скажет, что тот неподвижен, потому что сидит на месте, а путник, мимо которого движется поезд, уверит, что пассажир движется мимо него. И действительно, каждый из них прав: сосед по вагону рассматривает положение пассажира относительно предметов в вагоне, а путник - относительно железнодорожного полотна, относительно Земли или относительно себя.
В связи с тем, что оба наблюдатели рассматривали положение пассажира относительно разных предметов, они и пришли к разным выводам.
Наблюдение 3. Пассажир сидит в вагоне, двери которого закрыты, а стекло в окне непрозрачное. Сможет ли он сказать, в каком состоянии находится вагон? Если вагон будет медленно двигаться без толчков, поворотов и грохота, то невозможно определить, движется вагон или нет. Надо подойти к окну и посмотреть, меняется ли со временем положение вагона относительно зданий или других недвижимых предметов вдоль железнодорожного полотна. Только после этого можно сказать, движется вагон или стоит на месте. Трудно выяснить, движется пароход, если он движется в спокойной воде и находится в тумане.
Наблюдение 4. Вы сидите в пассажирском вагоне во время остановки. Рядом стоит соседний поезд, который закрывает от вас станционные сооружения. Когда вдруг окна соседнего поезда начнут «проплывать» мимо вас, в первое мгновение кажется, что это тронулся ваш вагон. Только со временем, когда увидите, что вокзал стоит на месте, осознаете свою ошибку, делаете вывод, что движется соседний поезд.
Эта ошибка естественна, причина ее заключается в относительности движения и покоя: относительно Земли ваш вагон находится в покое, соседний поезд - движется, если считать, что он находится в покое, то через изменение относительного положения кажется, что двинулся ваш вагон.
Движение тел всегда относительный. Все тела природы находятся в движении, поэтому любое движение или покой являются относительными, то есть состояние тела зависит от того относительно какого тела это состояние рассматривают.
ВОПРОСЫ К ИЗУЧЕННОМУ
1. Что называют механическим движением?
2. Приведите примеры механических движений.
3. Какое движение называют относительным?
schooled.ru
МЕХАНИКА
РАЗДЕЛ 2. МЕХАНИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ
§ 7. Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета
Контрольные вопросы
1. Механическое движение — это изменение с течением времени положения тела или частей тела в пространстве относительно других тел.
Но надо помнить, что в науке различают три уровни строения вселенной: микромир, макромир и мегамир. К микромиру относятся атомы, молекулы, ионы, а также частицы, из которых они состоят; к макромиру — планеты, физические тела, которые окружают человека, а также сам человек; до мегамира — звезды, галактики и другие огромные космические объекты. Механическое движение — это движение объектов макромира и мегамира.
2. Автобус меняет свое положение относительно остановки; птица меняет свое положение относительно облаков, деревьев, своего гнезда; школьник, двигаясь в школу, меняет свое положение относительно дома, деревьев, школы; маятник часов меняет свое положение относительно самих часов и тому подобное.
3. Нет, нельзя, потому что молекулы относятся к мікроміру, следовательно тепловое движение молекул и атомов не является механическим.
4. Тело, относительно которого фиксируется положение тела, что движется, называют телом отсчета.
Выбор тела отсчета является произвольным. За тело отсчета наблюдатель может принять любое тело, учитывая соображения удобства. То, что тело отсчета выбирается произвольно, означает, что состояние движения и состояние покоя является относительным.
5. В зависимости от тела отсчета одни и те же тела могут одновременно и двигаться с разной скоростью, и находиться в состоянии покоя.
6. Сидя в кресле вагона поезда, который направляется в другой город — относительно кресла и вагона, пассажир не меняет своего положения со временем, то есть находится в состоянии покоя, а относительно деревьев за окном пассажир движется. Автомобиль который едет по дороге относительно самой дороги движется, и находится в состоянии покоя относительно автомобиля, который едет рядом в том же направлении с такой же скоростью.
7. Когда тело движется, то его положение в пространстве меняется. Для определения положения тела в пространстве используют систему координат, которую связывают с телом отсчета.
Система координат задается с помощью одной, двух или трех координатных осей. Вдоль осей откладывают расстояния в выбранном масштабе, например в километрах или метрах.
Изменение положения тела происходит не мгновенно, а в течение определенного времени, поэтому для описания механического движения является также необходимым прибор для отсчета времени — часы.
Примеры:
• Чтобы определить положение в определенный момент времени пешехода и автомобиля на прямолинейном участке дороги, достаточно одной координаты: хпешехода, хавтомобиля.
• Чтобы определить положение в определенный момент времени трактора в поле, нужно знать две координаты: х, у.
8. Тело отсчета, связанная с ним система координат и часы для отсчета времени образуют систему отсчета.
Упражнение № 7
1. а) Относительно реки, он находится в состоянии покоя, но относительно объектов на берегу он движется со скоростью реки;
б) Придорожные столбы движутся относительно автомобиля, принятого за тело отсчета;
в) Солнце движется относительно Земли, если Землю принять за тело отсчета.
2. Пуля двигалась со скоростью самолета, поэтому относительно самолета (пилота) она находилась в состоянии покоя.
3. Проанализируем письма:
первый: «В 15.00 за 200 метров от кафе “Лето” — встреча невозможна, потому что в данном письме не указано направление;
второй: «В 15.00 за 200 метров от кафе “Лето” в направлении на север» — встреча возможна, поскольку есть время, тело отсчета и направление;
третий: «В 15.00» — встреча невозможна, потому что в данном письме указан лишь время и не указано тело отсчета и направление;
четвертый: «За 200 метров от кафе “Лето” встреча невозможна, потому что в данном письме указано лишь тело отсчета и расстояние и не указано время и направление.
4.
Расстояния:
дерево — камень: 3 км;
дерево — светофор: 4,5 км;
камень — светофор: 1,5 км.
5.
В одной клетке — 100 м.
А: х = 200, у = 100.
В: х = 200, у = -400.
С: х = -200, y = -400.
schooled.ru
7 класс
ТЕМА: Механическое движение. Относительность движения. Траектория. Пройденный телом путь. Виды движений. Прямолинейное равномерное и неравномерное движение.
Все-таки странно, что существует слово для обозначения того, чего
собственно говоря, в природе не существуют, - спокойствию.
Макс Борн
ЦЕЛЬ УРОКА:
Учебная: установить основные признаки механического движения, сформировать у учащихся представление об относительности механического движения и покоя, познакомить учащихся с понятиями движения и пути, сформировать понятие равномерного и неравномерного движения.
Развивающая: развивать логическое мышление, смекалку
Воспитательная: воспитывать взаимопонимание, доброжелательность.
ОБОРУДОВАНИЕ: игрушечной автомобиль, тележка, груз, несколько предметов
ТИП УРОКА : Изучение нового материала
ПЛАН УРОКА
Мотивация учебной деятельности (5 мин)
Изучение нового учебного материала (20 мин)
Рефлексия знаний (10 мин)
Итоги урока (5 мин)
Домашнее задание (5 мин)
ХОД УРОКА
1. Мотивация учебной деятельности
Самым древним и самым сложным разделом физики является механика. Как часть науки о природе, механика возникла в связи с необходимостью решаемых потребностей человечества по изучению сил природы с целью их использования. Один из вопросов, которые рассматривает механика, - механическое движение. В этом разделе мы с вами познакомимся с механическим движением, законы которого написаны в трудах М. Коперника, Г. Галилея, И. Ньютона.
(Учитель зачитывает эпиграф урока и предлагает ученикам объяснить его содержание. После ответов учеников учитель делает вывод, что с движением все имеют дело на каждом шагу, и предлагает ученикам привести примеры механического движения).
2. Изучение нового учебного материала.
Движение - очень важное явление, движение это значит какие то изменения в природе. Движение - это развитие. Отсутствие движения означает отсутствие не только живой, но и неживой природы.
Самый простой вид движения - механическое движение.
Опыт. Разместим на столе несколько предметов, запустим игрушечный автомобиль.
Вопрос к ученикам:
В каком состоянии находятся тела и автомобиль на поверхности стола ?
Почему вы считаете тела неподвижными, а автомобиль подвижным?
Из курса природоведения, вам известно, что такое механическое движение.
Механическое движение - это изменение положения тела в пространстве.
Как выяснить, что тело двигается? Ответ на этот вопрос является очень важным.
Представьте себя в вагоне поезда, который остановился на станции. Вы смотрите на соседний поезд, который стоит напротив вашего. Время идет. Вы с нетерпением ожидаете, когда же остановка закончится. Но наконец ваш поезд двигается. Но проходит несколько минут и вы замечаете, что в промежутках между вагонами соседнего поезда появляется одна и та же картинка неподвижный вокзал. Только тогда вы понимаете, что начал двигаться соседний поезд, а не ваш.
Вопрос к ученикам:
Механическое движение - это изменение со временем положения тела относительно других тел.
Опыт: продемонстрируем механическое движение тележки, на которой лежит груз.
Определите, относительно каких тел тележка двигается, а относительно которых находится в состоянии покоя?
Тело (предмет), относительно которого рассматривают движение данного тела, называют телом отсчета.
Следовательно, для определения положения тела, в любой момент времени сначала надо выбрать тело отсчета, потом связать с ним систему координат.
Еще нужно иметь прибор для измерения времени (часы). Тело отсчета, система координат, часы образуют систему отсчета.
Тело во время движения перемещается из одной точки пространства в другую. Такой переход происходит постепенно, так, что тело описывает определенную линию.
Траектория - линия, которую описывает тело в процессе движения
Вопрос для учеников.
В зависимости от формы траектории движения разделяют на прямолинейное и криволинейное.
Кроме формы, траектория характеризуется еще, и количественной мерой - путем.
Путь - это физическая величина, которая равняется длине траектории, описанной телом за определенный интервал времени.
Для измерения пути используют приборы, предназначенные для измерения линейных величин. Это линейки, рулетки, мерные ленты, и т.д.
Основной единицей длины является метр (м). Используют также кратные и дольные единицы длин
1 км=1000м=103 м
1 дм =0,1м=10-1м
1 см=0,01 м=10-2м
1мм=0,0001м=10-3м
В астрономии применяют такие единицы длины, как
1 парсек: (1пк=3,08×1016м)
1 световой год: (1 св.г. ≈ 9,46 ×1015м).
Если какое-то тело за одинаковые промежутки времени проходит одинаковые пути, то его движение называют равномерным. Равномерное движение встречается в природе очень редко. Приблизительно одинаковый путь за одинаковое время проходит Земля, вращаясь вокруг Солнца, конец стрелки часов.
Большинство движений не являются равномерными. Например, поезд, выходя от станции, проходит за одинаковые промежутки времени все большие и большие пути. Приближаясь к станции он, напротив, за одинаковые промежутки времени проходит каждый раз меньшие пути. Такое движение является примером неравномерного движения.
3. Рефлексия знаний
Работа в группах
Задание группы № 1
1. На столе в вагоне подвижного поезда лежит книга. В движении или в покое находится книга относительно стола, рельсов, Луны?
2. Какую форму имеет траектория движения детей, которые катаются на карусели ?
3. Нарисуйте траекторию движения сидения велосипедиста относительно дороги.
Задание группы № 2
1. Укажите тело отсчета для автомобиля, который двигается.
2. Прямолинейным или криволинейным является движение: кабины лифта, карандаша когда им пишут, дождевых капель в безветренную погоду ?
3. Нарисуйте траекторию движения звена цепи велосипеда относительно дороги.
Задание группы № 3
1. Укажите тело отсчета для самолета, который летит.
2. Какой вид движения осуществляют разные части швейной машинки?
3.Нарисуйте траекторию движения педали велосипеда относительно дороги.
Задание группы № 4
1. Укажите тело отсчета для подводной лодки, что двигается.
2. Корабль подплывает к пристани. Относительно чего пассажиры, которые стоят на палубе этого корабля, находятся в движении: реки, палубы корабля, берега?
3. Нарисуйте траекторию движения обода колеса велосипеда.
4. Итоги урока
Отчет творческих групп. Каждая группа рисует на доске траектории
5. Домашнее задание
1.Учить параграфы 14-16 упр 2 №2-4
2.Экспериментальное задание. Измерить длину шага и пользуясь этой мерой, определить, какой путь вы проходите от дома до школы.
Определите время своего движения.
infourok.ru
|
|
|
|
|
|
