Задача «встреча». Аналитический способ решения

Теперь решим задачу из предыдущего параграфа другим способом – аналитическим. Посмотрим на рис. 20 и вспомним, что было сделано за первые три шага решения этой задачи.

Шаг 1. Мы ввели систему отсчета: 1) выбрали началом отсчета дерево, от которого начинал свое движение пешеход; 2) направили координатную ось вдоль дороги в направлении движения пешехода; 3) включили часы (секундомер) в момент начала движения тел.

Шаг 2. Были определены начальные координаты пешехода (xп0 = 0) и велосипедиста (xв0= 20 м).

Задача «встреча». Графический способ решения

Теперь, когда мы с вами научились описывать движение тел, применим паши знания для решения практических задач. Начнем с одной из самых важных и распространенных в природе и технике задач – задачи о встрече тел. Наверняка вы неоднократно слышали о стыковках космических аппаратов, видели, как встречные поезда одновременно подъезжают к промежуточной станции, выпущенная из лука стрела попадает в цель и т. п. Все эти ситуации можно представить как движение двух точечных тел навстречу друг другу. Задача заключается в том, чтобы определить, где произойдет их встреча и когда, т. е.

Скорость прямолинейного равномерного движения

Представим себе, что мы имеем дело с равномерно движущимся по прямой велосипедистом, который проезжает за каждую секунду не 5 м (как в предыдущем параграфе), а, например, 10 м. При этом выбрана та же система отсчета. Тогда зависимость координаты фары от времени будет выглядеть несколько иначе, так как в правой части полученного нами выражения на месте числа 5 будет стоять число 10:

x = x0 + 10 * t.

Если при этом включить секундомер в момент времени, когда координата фары будет, например, x0 = 15 м, то мы получим следующее выражение:

Прямолинейное равномерное движение

Изучение прямолинейного движения мы начнем с самого простого его вида. Еще раз рассмотрим график движения муравья, приведенный на рис. 11. Мы видим, что характер движения муравья менялся дважды. Сначала он двигался, пробегая 1 см за каждую секунду, затем стоял на месте, потом снова двигался в положительном направлении оси X, но уже быстрее, чем раньше, - пробегая за каждую секунду 2 см. В целом, за семь секунд движения муравья было неравномерным: муравей то бежал, то останавливался.

Способы описания прямолинейного движения

Простейшим видом движения точечного тела является движение вдоль прямой. Такое движение называют прямолинейным.

Рассмотрим достаточно простой пример прямолинейного движения. Представим себе, что на столе лежит ученическая линейка. В том месте, где у линейки находится нулевая отметка, лежит крупинка сахара. Муравей, схватив крупинку сахара в тот момент, когда мы включили секундомер, начинает бежать вдоль края линейки в сторону увеличения значений ее сантиметровых делений (рис. 7, а).

Относительность механического движения

Итак, мы научились описывать положение точечного тела относительно тела отсчета с помощь координаты тела.

Положение тела в пространстве

Наверняка каждый из вас неоднократно договаривался с другом, родителями или учителем о встрече. При этом всегда возникал вопрос: где встретиться? Хорошо, если намеченное место встречи было известно, и вы могли его назвать или показать. Но как быть, если вы договариваетесь о месте встречи по телефону или сообщаете о нем в письме?

Кинематика

Наблюдая вокруг себя самые разнообразные объекты: облака, звезды и планеты, автомобили, летящую птицу, мы говорим, что тот или иной объект движется. Что же имеют в виду, произнося слово «движение»? В русском языке слово «движение» означает любое изменение, в отличие от состояния неподвижности, покоя. Например, говорят о «душевном движении», «общественном движении» и т. п. Мы же, изучая механику, будем использовать понятие «механическое движение», при этом часто ради краткости будем говорить просто «движение», опуская прилагательное «механическое».

Механика в физике

Изучение физики, как правило, начинается с механики. И это не случайно. Физика возникла в древности из интереса к устройству окружающего мира. Наблюдая за движением небесных тел — Солнца, Луны, звезд и планет, обращаясь к движению земных предметов, люди задавались вопросом: «Чем определятся установленный в природе всеобщий порядок?», искали закономерности в изменении положения светил с течением времени.

Измерение физических величин

Теперь мы знаем, что такое физическая величина и как ее записать. Для того чтобы узнать ее значение в каждом конкретном случае, проводят измерения.

Нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств называют измерением физической величины.

Pages