Фізика. 7 клас. Максимович

Механічний рух та його характеристики

§ 8. Механічний рух. Відносність руху. Тіло відліку. Система відліку. Матеріальна точка

Яка мальовнича та багатогранна наша Україна! Скільки цікавих місць для відвідування!

Щороку в серпні біля села Урич Львівської області відбувається масштабне дійство — фестиваль української середньовічної культури «ТуСтань!». Кращі дослідники, історики-науковці, реконструктори, музиканти та інші відвідувачі можуть не тільки зануритися у колорит минулого, а й відтворити його в найменших дрібницях, прожити своє середньовіччя поруч з фортецею Тустань.

А де розташована фортеця? Як і чим дістатися до місця фестивалю? Скільки часу потрібно на дорогу? Це питання, які хвилюють відвідувачів. На допомогу приходить GPS-навігатор з покроковими голосовими підказками (Google Maps, Waze та ін.).

Чи могли б ми самі дізнатися про місце розташування, відстань, розрахувати середню швидкість руху, час, що потрібен на дорогу при різних способах пересування?

Дізнаймося про...

механічний рух;
відносність руху;
тіло та систему відліку;
матеріальну точку.

1. Рух навколо нас

Будинки, мости, дерева, гори, автомобілі, люди, тварини, птахи — усе перебуває в русі. Чи це так? Чи завжди ми помічаємо цей рух? А що таке рух?

Зміну з часом положення тіла в просторі відносно інших тіл називають механічним рухом.

Коли йдеться про рух тіла, потрібно визначити, відносно яких тіл його розглядають. Тіло, відносно якого визначають положення даного тіла, називають тілом відліку.

Наприклад, будинки, мости, дерева, гори нерухомі, перебувають у стані спокою відносно поверхні Землі, проте вони рухаються відносно Сонця. Поверхня Землі та Сонце є тілами відліку. Дерево буде нерухомим для спостерігача, який стоїть поруч із ним. Це ж дерево буде рухомим для спортсмена, який проїжджає на велосипеді повз нього. У цьому разі тілами відліку є спостерігач і спортсмен. Тому можна стверджувати, що механічний рух і спокій відносні.

З тілом відліку пов’язують систему координат, яка задається координатними осями. Зміна положення тіла відбувається впродовж певного проміжку часу. Для вимірювання часу потрібен годинник.

Отже, тіло відліку, пов’язана з ним система координат та прилад для вимірювання часу утворюють систему відліку, яка необхідна для визначення положення тіла в просторі в будь-який момент часу (мал. 8.1).

Мал. 8.1. Система відліку

Поміркуйте і дайте відповідь

1. Чи може рибалка в тумані визначити напрям руху човна, не використовуючи додаткових засобів (мал. 8.2)?

Мал. 8.2. Рибалка на човні в тумані

2. Чи можна стверджувати, що повітряні кулі рухаються (мал. 8.3)?

Мал. 8.3. Повітряні кулі

2. Фізичне тіло і матеріальна точка: спільне та відмінне

Ви вже знаєте, що фізичне тіло — це будь-який предмет живої та неживої природи. Воно займає певний об’єм у просторі, але за деяких умов його розмірами можна знехтувати. У цьому випадку тіло будемо називати матеріальною точкою.

Отже, матеріальна точка — це фізичне тіло, розмірами якого можна знехтувати за даних умов руху:

коли розміри тіла малі порівняно з відстанню, яку воно проходить;
коли розміри тіла малі порівняно з відстанню від нього до інших тіл.

Наприклад, коли потяг проходить відстань зі Львова до Києва, то на цій ділянці його можна вважати матеріальною точкою, оскільки його розміри значно менші за відстань, яку він долає. Потяг Львів — Київ, що перебуває на пероні вокзалу, не можна вважати матеріальною точкою.

Поміркуйте і дайте відповідь

У якому разі біплан — літальний апарат (мал. 8.4) — можна вважати фізичним тілом, а в якому — матеріальною точкою?

Мал. 8.4. Біплан

Запам’ятайте

Зміна з часом положення тіла в просторі відносно інших тіл називається механічним рухом.

Тіло, відносно якого визначають положення даного тіла, називають тілом відліку.

Тіло відліку, пов’язана з ним система координат та прилад для вимірювання часу утворюють систему відліку.

Матеріальна точка — це фізичне тіло, розмірами якого можна знехтувати за даних умов руху:

коли розміри тіла малі порівняно з відстанню, яку воно проходить;
коли розміри тіла малі порівняно з відстанню від нього до інших тіл.

Перевірте себе

1. У якому разі тіло НЕ можна вважати матеріальною точкою?

А) Прогулянковий теплохід курсує по Дніпру.
Б) Земля обертається навколо Сонця.
В) Ластівка в’є гніздо під стріхою.
Г) Тюлень дрейфує на крижині.

2. Що ви можете сказати про рух тіл, зображених на мал. 8.5?

Мал. 8.5. Літаки в небі

Словник фізичних термінів (для пошуку інформації в англомовних джерелах)

Механічний рух	Mechanical motion
Тіло відліку	Reference body (Physical object)
Система відліку	Frame of reference
Матеріальна точка	Point particle

Зміст