Главная >> Физика 10 кл. Мякишев

Глава 1. Кинематика точки и твёрдого тела

 

§ 1. Механическое движение. Система отсчёта (окончание)

Футбольный мяч

Описать движение тела — это значит указать способ определения его положения в пространстве в любой момент времени.

Уже на первый взгляд задача описания кажется очень сложной. В самом деле, взгляните на клубящиеся облака, колышущиеся листья на ветке дерева. Представьте себе, какое сложное движение совершают поршни автомобиля, мчащегося по шоссе. Как же приступить к описанию движения? Самое простое (а в физике всегда идут от простого к сложному) — это научиться описывать движение точки. Под точкой можно понимать, например, маленькую отметку, нанесённую на движущийся предмет — футбольный мяч (рис. 1.1), колесо трактора и т. д. Если мы будем знать, как происходит движение каждой такой точки (каждого очень маленького участка) тела, то мы будем знать, как движется всё тело.

Однако когда вы говорите, что пробежали на лыжах 10 км, то никто не станет уточнять, какая именно часть вашего тела преодолела расстояние в 10 км, хотя вы отнюдь не точка. В данном случае это не имеет сколько- нибудь существенного значения.

Введём понятие материальной точки — первой физической мо дели реальных тел.

Запомни
Материальная точка — тело, размерами и формой которого можно пренебречь в условиях рассматриваемой задачи.

Какие слова вам кажутся наиболее важными в определении материальной точки? Приведите товарищу по парте примеры ситуаций, в которых реальные объекты можно считать материальными точками. Рассмотрите ситуации, в которых для этих объектов модель материальной точки применить нельзя.

Система отсчёта

Движение любого тела, как мы уже знаем, есть движение относительное. Это значит, что движение данного тела может быть различным по отношению к другим телам. Изучая движение интересующего нас тела, мы обязательно должны указать, относительно какого тела это движение рассматривается.

Запомни
Тело, относительно которого рассматривается движение, называется телом отсчёта.

Чтобы рассчитать положение точки (тела) относительно выбранного тела отсчёта в зависимости от времени, надо не только связать с ним систему координат, но и суметь измерить время. Время измеряют с помощью часов. Современные часы — это сложные устройства. Они позволяют измерять время в секундах с точностью до тринадцатого знака после запятой. Естественно, ни одни механические часы такой точности обеспечить не могут. Так, одни из самых точных в стране механических часов на Спасской башне Кремля в десять тысяч раз менее точны, чем Государственный эталон времени. Если эталонные часы не корректировать, то на одну секунду они убегут или отстанут за триста тысяч лет. Понятно, что в быту нет необходимости измерять время с очень большой точностью. Но для физических исследований, космонавтики, геодезии, радиоастрономии, управления воздушным транспортом высокая точность в измерении времени просто необходима. От точности измерения времени зависит точность, с которой мы сумеем рассчитать положение тела в какой-либо момент времени.

Запомни
Совокупность тела отсчёта, связанной с ним системы координат и часов называют системой отсчёта.

Система отсчёта, выбранная для рассмотрения полёта брошенного мяча

На рисунке 1.2 показана система отсчёта, выбранная для рассмотрения полёта брошенного мяча. В данном случае телом отсчёта является дом, оси координат выбраны так, что мяч летит в плоскости XOY, для определения времени берётся секундомер.

В какой системе отсчёта лучше рассматривать движение: космонавта на Луне: автомобиля, догоняющего впереди движущийся автобус; мяча, упавшего в воду из движущейся по реке лодки?

Ключевые слова для поиска информации по теме параграфа.
Кинематика. Механическое движение. Система отсчёта

Вопросы к параграфу

    1. Что называется телом отсчёта?

    2. Что составляет систему отсчёта?

    3. Какие способы отсчёта времени вам известны?

Образцы заданий ЕГЭ

A1. Истинность теории базируется на

А) достоверности экспериментов, лежащих в её основе

Б) экспериментальном подтверждении выводов из неё

    1) только А       2) только Б       3) и А, и Б       4) ни А, ни Б

A2. Исследуется перемещение слона и мухи. Модель материальной точки может использоваться для описания движения

    1) только слона       3) и слона, и мухи в разных исследованиях
    2) только мухи       4) ни слона, ни мухи, поскольку это живые существа

A3. Решаются две задачи:

А. Рассчитывается манёвр стыковки двух космических кораблей.

Б. Рассчитываются периоды обращения космических кораблей вокруг Земли. В каком случае космические корабли можно рассматривать как материальные точки?

    1) только в первом       3) в обоих случаях
    2) только во втором       4) ни в первом, ни во втором

А4. Когда мы говорим, что смена дня и ночи на Земле объясняется восходом и заходом Солнца, то мы имеем в виду систему отсчёта, связанную с

    1) Солнцем       3) планетами
    2) Землёй       4) любым телом

А5. Чтобы было проще рассчитать время движения автобуса между двумя остановками, надо в качестве тела отсчёта выбрать

    1) автобус       3) шоссе, по которому он движется
    2) проезжающую мимо машину       4) идущего по тротуару пешехода

<<< К началу