Фізика. Рівень стандарту. 10 клас. Головко
Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.
§ 4. Основні характеристики механічного руху
- Шлях і переміщення
- Швидкість руху. Додавання швидкостей
ШЛЯХ І ПЕРЕМІЩЕННЯ. Під час руху тіла кожна з його точок рухається вдовж траєкторії та проходить деякий шлях.
Шлях — довжина ділянки траєкторії, яку тіло проходить за певний проміжок часу.
Шлях — скалярна величина, яка позначається латинською літерою l. Його одиниця в СІ — метр (м). Шлях характеризуєте, як далеко перемістилося тіло вздовж власної траєкторії, але не вказує на те, у який бік воно рухається і де, власне, перебуває у певний момент часу. Щоб визначити положення в довільний момент часу потрібно знати його переміщення.
Переміщенням називають вектор, який сполучає початкове й кінцеве положення тіла і спрямований із початкової точки руху в кінцеву.
Мал. 4.1. Траєкторія, шлях і переміщення
Варто звернути увагу на те, що шлях є величиною скалярною, а переміщення — векторною. Шлях зазвичай більший від модуля переміщення і лише під час прямолінійного руху шлях може чисельно дорівнювати переміщенню (якщо тіло не змінює напрямку руху).
ШВИДКІСТЬ РУХУ. ДОДАВАННЯ ШВИДКОСТЕЙ. З повсякденного життя вам відомо, що за один і той же проміжок часу тіло може проходити різну відстань. Наприклад, у подорож одночасно однією і тією ж трасою вирушають автомобіліст, мотоцикліст, велосипедист і бігун (мал. 4.2).
Мал. 4.2. Тіла рухаються з різною швидкістю
До одного й того ж місця вони прибудуть у різний час: раніше за всіх автомобіліст, а пізніше — бігун. Усі четверо рухалися однаковими траєкторіями, пройшли і проїхали однаковий шлях, здійснили однакові переміщення. Водночас їхні рухи відрізняються швидкістю.
Швидкість є просторово-часовою характеристикою руху тіла. Оскільки переміщення — величина векторна, а проміжок часу t — скалярна, то швидкість — теж величина векторна, і її напрямок на певній ділянці руху збігається з напрямком переміщення.
За одиницю швидкості у Міжнародній системі одиниць фізичних величин (СІ) приймають сталу швидкість, з якою тіло рухається вдовж прямої і переміщується на 1 м за 1 с.
Мал. 4.3. Додавання переміщень
На мал. 4.5 показано проекції переміщення та швидкості на вісь OX. Зміна координат тіла під час його руху вздовж прямої чисельно дорівнює переміщенню тіла вздовж осі
sx = x - x0.
Мал. 4.5. Проекції переміщення і швидкості на вісь ОХ
Мал. 4.6. Зв’язок між проекцією вектора переміщення і зміною відповідної координати
Координати початкового положення тіла — А (х0, у0), а наступного — В (х, у). З малюнка видно, що х = x0 + sx, a y = y0 + sy.
Нагадаємо, що у випадку, коли вектор перпендикулярний до осі, його початкові й кінцеві координати є однаковими, наприклад х = х0, тому проекція вектора на вісь: sx = х - х0 = 0 .
У різних системах відліку проекція переміщення тіла в нерухомій системі, наприклад на вісь х (sx) дорівнює сумі проекцій переміщення sx1 та sx2 : sx = sx1 + sx2. Аналогічно проекція швидкості на вісь ОХ визначається як vx = vx1 + vx2.
Головне в цьому параграфі
Шлях — це довжина ділянки траєкторії, яку тіло проходить за певний проміжок часу.
Переміщенням називають вектор, який сполучає початкове а кінцеве положення тіла, і спрямований із початкової точки руху в кінцеву.
Швидкістю руху називається векторна величина, що визначається відношенням переміщення до часу, за який це переміщення було здійснене.
Залежність швидкості, переміщення, координати і шляху під час прямолінійного рівномірного руху є лінійною.
Проекція переміщення тіла у нерухомій системі відліку дорівнює сумі проекцій переміщення sx1 та переміщення sx2 : sx = sx1 + sx2.
Проекція швидкості на вісь х визначається як vх = vx1 + vх2.
Запитання для самоперевірки
- 1. Що таке шлях?
- 2. Що таке переміщення?
- 3. Що називають швидкістю руху тіла?
- 4. Як визначити координати наступного положення тіла, якщо відомо координати його початкового положення і вектор переміщення?
