ТРАЄКТОРІЯ. ШЛЯХ. ПЕРЕМІЩЕННЯ
Роздiл 2 МЕХАНІЧНИЙ РУХ
&16. ТРАЄКТОРІЯ. ШЛЯХ. ПЕРЕМІЩЕННЯ
У природі, техніці, побуті існує багато видів механічного руху тіл. Найпростішим з них є поступальний.
Рух автомобіля на прямолінійній ділянці дороги, рух поршня в циліндрі двигуна автомобіля, рух шухляди, яку ми витягуємо зі стола, є прикладами поступального руху. Під час поступального руху будь-який виділений напрям у тілі, що рухається, наприклад планка у висувній шухляді, залишається паралельним своєму початковому положенню. На малюнку 50 показано поступальний рух олівця:
Якщо безперервно фіксувати в просторі положення певної матеріальної точки рухомого тіла, то отримаємо лінію, яку називають траєкторією руху.
Траєкторія – це уявна лінія, яку описує матеріальна точка під час руху.
Траєкторії трьох точок олівця під час поступального руху мають однакові форму і довжину. Тому, щоб вивчити поступальний рух тіла, достатньо вивчити рух однієї з його точок.
Коли матеріальна точка рухається вздовж прямої, то такий рух називають прямолінійним, а якщо траєкторією точки є крива лінія, – криволінійним(мал. 51).
Мал. 50
Мал. 51
Часто траєкторію тіла можна спостерігати наочно – зірки під час фотографування залишають слід на фотоплівці – траєкторію їх руху (мал. 52). Траєкторію польоту тенісного м’яча ми визначаємо за допомогою спеціальної зйомки (мал. 53).
Мал. 52
Мал. 53
Форма траєкторії залежить від вибору тіла відліку. Наприклад, відносно Землі траєкторія руху Місяця є колом, а відносно Сонця – лінією складнішої форми.
У подальшому, якщо не вказано інші тіла відліку, розглядатимемо рух тіл відносно Землі.
Коли тіло рухається певною траєкторією, довжина пройденої ним ділянки шляху із часом збільшується.
Довжину траєкторії, яку описує тіло під час руху протягом певного інтервалу часу, називають шляхом.
Шлях позначають малою латинською літерою І.
Одиницею шляху в СІ є один метр (1 м).
Мал. 54
На практиці користуються також іншими одиницями шляху:
1 м = 100 см = 1000 мм;
1 км = 1000 м = 100 000 см =
= 1 000 000 мм;
1 см = 0,01 м; 1 мм = 0,001 м.
Коли траєкторія руху невідома, визначити положення тіла (його координати) у кінці руху неможливо, навіть якщо відомі початкове положення тіла і шлях, пройдений тілом. Наприклад, знаючи початкове положення літака й шлях, пройдений ним, ми не зможемо визначити координати літака в кінці польоту: літак може рухатись у будь-якому напрямі й по будь-якій траєкторії. Щоб у цьому випадку визначити положення тіла, треба знати не шлях, пройдений ним, а зовсім іншу фізичну величину – переміщення тіла.
Що ж таке переміщення тіла?
Нехай тіло рухалося з точки А в точку В (мал. 54). Пройдений ним шлях – це довжина дороги і уздовж траєкторії. Разом з тим тіло перемістилося з точки А в точку В. Цю зміну положення тіла можна оцінити, сполучивши початкове і кінцеве його положення прямою лінією і вказавши напрям руху.
Отже, переміщення точки – це вектор (напрямлений відрізок прямої), який сполучає початкове положення точки з кінцевим. Докладніше про вектор ви дізнаєтеся пізніше.
Переміщення позначають літерою s. Модуль (або довжина) переміщення – число, що показує, скільком одиницям довжини дорівнює це переміщення. Модуль переміщення позначаємо так: |s|. Вектор визначають його модулем і напрямом.
Отже, щоб визначити положення тіла в будь-який момент часу, треба знати його початкове положення і переміщення, здійснене тілом до цього моменту часу. Під час руху тіла довжина пройденого шляху і здійснене переміщення можуть не збігатися. Вони збігаються лише в тому разі, якщо тіло рухається вздовж прямої і не змінює напряму руху. У випадках, коли тіло, рухаючись, повернулося в точку, з якої починало рух, модуль переміщення дорівнює нулю.
ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО
1. Що таке траєкторія?
2. Які бувають механічні рухи за формою траєкторії?
3. Який рух називають поступальним? Наведіть приклади поступального руху.
4. Що таке шлях? Які одиниці шляху ви знаєте?
5. Що таке пройдений шлях і переміщення?
6. Чим відрізняється переміщення від пройденого шляху?
7. Визначте переміщення годинникової стрілки за добу; за 2 год.
8. Коли пройдений шлях і переміщення будуть однаковими? Наведіть приклади.
(2 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...