Перемещение, скорость, ускорение

Системы единиц измерения.

Понятия кинетической и потенциальной энергии.

Эне́ргия —скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи мерой перехода движения материи из одних форм в другие.

Кинети́ческая эне́ргия —энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. Единица измерения в системе СИ - Джоуль.

Потенциальная энергия — часть механической энергии системы тел; работа, которую необходимо совершить против действующих сил, чтобы перенести тело из некой точки отсчёта в данную точку.

СИ (SI, фр. Systиme International d’Unitйs) — международная система единиц, современный вариант метрической системы. СИ является наиболее широко используемой системой единиц в мире, как в повседневной жизни, так и в науке и технике. В настоящее время СИ принята в качестве законной системы единиц большинством стран мира и почти всегда используется в области науки, даже в тех странах, в которых в повседневной жизни используются традиционные единицы. В этих немногих странах (например, в США), определения традиционных единиц были изменены — они стали определяться через единицы СИ. Приставки СИ (десятичные приставки) — приставки перед названиями или обозначениями единиц измерения физических величин, применяемые для формирования кратных и дольных единиц, отличающихся от базовой в определённое целое, являющееся степенью числа 10, число раз. Десятичные приставки служат для сокращения количества нулей в численных значениях физических величин. Рекомендуемые для использования приставки и их обозначения установлены Международной системой единиц (СИ). ГОСТ 8.417-2002, регламентирующий применение СИ в России, помимо международных названий и обозначений единиц измерения разрешает (в большинстве случаев) использование их русских вариантов и, соответственно, русских вариантов приставок.

Траектория – линия, вдоль которой происходит движение тела (бывает прямолинейная, криволинейная, движение тела по окружности). Путь (S) – расстояние, пройденное телом вдоль траектории (длина пути, пройденного за промежуток времени от t1 до t2 дается интегралом S=интеграл (от t до t+∆t) v (t)dt). Вектор, соединяющий начальную и конечную точки траектории, называется перемещением (∆r c вектором). Для характеристики движения материальной точки вводится векторная величина – скорость, которой определяется как быстрота движения, так и его направление в данный момент времени. Вектором средней скорости <v> называется отношение приращения ∆r радиуса-вектора точки к промежутку времени ∆t. <v>=∆r/∆t. Направление вектора средней скорости совпадает с направлением ∆r. При неограниченном уменьшении ∆t, средняя скорость стремится к предельному значению, которое называется мгновенной скоростью. v=lim (при t->0) ∆r/∆t=dr/dt. Мгновенная скорость, таким образом, есть векторная величина, равная первой производной радиуса-вектора движущейся точки по времени. Вектор скорости направлен по касательной к траектории в сторону движения. По мере уменьшения ∆t путь ∆S все больше будет приближаться к |∆r|, поэтому модуль мгновенной скорости равен: v =|v|=|lim (при t->0) ∆r/∆t |=lim(при t->0) |∆r|/∆t=lim (при t->0) ∆S/∆t=dS/dt. Таким образом модуль мгновенной скорости равен первой производной пути по времени. v= dS/dt. При неравномерном движении модуль мгновенной скорости с течением времени изменяется. В данном случае пользуемся скалярной величиной < v >-средней скоростью неравномерного движения. < v >=∆S/∆t. В случае неравномерного движения важно знать как быстро изменяется скорость с течением времени. Физической величиной, характеризующей быстроту изменения скорости по модулю и направлению, является ускорение. Средним ускорением неравномерного движения в интервале от t до t+∆t называется векторная величина, равная отношению изменения скорости ∆v к интервалу времени ∆t: <a>=∆v /∆t. Мгновенным ускорением материальной точки в момент времени t будет предел среднего ускорения a=dv/dt. Тангенциальная составляющая ускорения a(тау)=d v /dt. То есть равна первой производной по времени модуля скорости, определяя тем самым быстроту движения скорости по модулю. Найдем вторую составляющую ускорения: a(n)= v І/r – это нормальное ускорение и направлена по нормали к траектории к центру ее кривизны (центростремительное ускорение). Полное ускорение тела есть геометрическая сумма a(тау) и a(n). |a|=√a(тау) І+ а(n) І.

Дата добавления: 2014-11-25