☰ Содержание · Физика

Методы исследования в физике и виды движения

Уроки 1–2 · 2 урока · Н. Ш. Турдиев, К. А. Турсунметов, А. Г. Ганиев, К. Т. Суяров, Ж. Э. Усаров, А. К. Авлиёкулов. Физика, 10 класс, 1-е издание. Издательство «Niso Poligraf», Ташкент, 2017
2

Виды механического движения. Принцип независимости движений

Учебник: с. 5–7
ЦельВспомнить виды механического движения и применять принцип независимости движений и сложение скоростей.
Новые слова
траектория · trayektoriyaпринцип независимости · mustaqillik prinsipiрезультирующая скорость · natijaviy tezlikпроекция · proyeksiya
Объяснение

По траектории движение бывает прямолинейным или криволинейным, а по скорости — равномерным или неравномерным. При равномерном прямолинейном движении s = υt; при равнопеременном движении s = υ₀t + at²/2 и υ = υ₀ + at (a > 0, если тело разгоняется, a < 0, если замедляется). Равномерное движение по окружности описывается линейной скоростью υ, угловой скоростью ω, периодом T и частотой ν. Тело часто участвует сразу в нескольких движениях (корабль на реке, человек, идущий внутри движущегося поезда). Опыт показывает, что эти движения не зависят друг от друга; это принцип независимости движений. Поэтому результирующая скорость равна векторной сумме скоростей: υ = υ₁ + υ₂ + … + υₙ, а в координатах каждая ось записывается отдельно: x = x₀ + υₓt + aₓt²/2, y = y₀ + υᵧt + aᵧt²/2. Скорости, направленные в противоположные стороны, вычитаются; взаимно перпендикулярные скорости складываются по теореме Пифагора: υ = √(υ₁² + υ₂²).

Примеры
Катер движется со скоростью 18 км/ч в неподвижной воде, скорость течения 2 км/ч. Время прохождения 40 км по течению: t = s/(υ₁ + υ₂) = 40/(18 + 2) = 2 ч; против течения: t = 40/(18 – 2) = 2,5 ч.
Лодка движется со скоростью 4 м/с относительно воды перпендикулярно берегу; скорость течения 3 м/с, ширина реки 100 м. Результирующая скорость υ = √(4² + 3²) = 5 м/с. Время переправы зависит только от перпендикулярного движения: t = 100/4 = 25 с. За это время течение сносит лодку на 3·25 = 75 м вниз по течению.
Работа в классе

Вместе с учителем: один ученик медленно идёт вдоль класса, а другой прокатывает мимо него мяч по парте. Сосчитайте шаги и сравните скорость мяча относительно пола и относительно идущего. Не бегайте и не спрыгивайте с парт.

Упражнения
1
Сформулируйте принцип независимости движений.
2
Поезд движется со скоростью 20 м/с. Пассажир внутри идёт по ходу движения со скоростью 1 м/с. Какова скорость относительно земли в м/с?
3
Река течёт со скоростью 2 м/с. Моторная лодка движется против течения со скоростью 7 м/с относительно воды. Какова её скорость относительно берега в м/с?
4
Почему пловец, плывущий перпендикулярно берегу, достигает противоположного берега за одно и то же время при любой скорости течения?