Sistem de referință punct material 9. Punct material

În această lecție, al cărei subiect este: „ Punct material. Sistem de referință”, ne vom familiariza cu definirea unui punct material, luăm în considerare determinarea poziției diferitelor corpuri folosind coordonate. În plus, să luăm în considerare ce este un sistem de referință și de ce este necesar.

Imaginează-ți că stai acasă, în camera ta și ți se pune întrebarea: „Unde ești?” Cum ii vei raspunde? Puteți răspunde „acasă” și acesta va fi răspunsul corect. Poți răspunde „în camera ta, la masă” sau poți numi orașul sau poți spune că te afli în Rusia. Răspunsul la întrebarea „unde ești?” vor fi date, toate aceste opțiuni sunt corecte.

Atunci cum alegem ce să răspundem? Depinde de cât de exact trebuie să cunoști locația. Daca intreaba mama care a intrat in apartament, vrea sa stie in ce camera esti. Dacă un cunoscut din alt oraș întreabă la telefon să te întâlnească, atunci nu-i pasă dacă ești în camera ta sau în bucătărie și cu atât mai mult, ce parte a picioarelor tale este sub masă și ce parte a mâinile tale sunt pe masă. Trebuie doar să știe dacă ai plecat din oraș.

Răspunzând la o întrebare simplă, am înlăturat tot ce nu este necesar, am simplificat și am răspuns cât de precis este necesar în fiecare caz specific.

Folosim simplificări la fiecare pas, descriind obiecte sau procese din perspectiva a ceea ce ne interesează.

Un alt exemplu - harti geografice(vezi Fig. 1).

Orez. 1. Harta geografică

Ar putea fi plasat în atlasuri fotografii prin satelit zona, dar nimeni nu face asta. Când studiem geografia, nu contează pentru noi cum arată fiecare obiect și nu toate obiectele ne interesează, așa că atunci când întocmim hărți, ceea ce nu este necesar este aruncat. Pe harta fizica relief și rezervoare rămân (vezi Fig. 2), pe harta politică- graniţele statelor şi cele mai mari orase(vezi Fig. 3)

Și cum vă arătați poziția pe hartă? Puneți un punct care nu are nimic în comun cu dvs. în realitate, dar care vă descrie poziția și, uitându-vă la punctul de pe hartă, înțelegeți totul (vezi Fig. 4).

Orez. 4. Desemnarea pe hartă

În fizică vom folosi și simplificări.

O idee simplificată a ceva ce trebuie să studiem sau să descriem cu un anumit grad de corespondență cu realitatea se numește model.

O persoană gândește în modele. Imaginează-ți o bicicletă. Acum încearcă să-l desenezi cât mai precis posibil.

Este surprinzător că mulți dintre voi veți întâmpina dificultăți, dar toată lumea știe cum arată o bicicletă și toată lumea a prezentat-o ​​cu ușurință. Dar imaginea imaginară este destul de aproximativă: două roți, un volan, pedale, un scaun, aceste părți sunt conectate printr-un cadru, dar nu ne gândim cum sunt exact conectate, ce formă au și ce culoare.

Ce detalii omitem și la care acordăm atenție? ÎN viata de zi cu zi- la discreția ta, în funcție de nevoile tale. În știință este nevoie de acuratețe și certitudine, așa că în fizică vom defini clar modelele pe care le vom studia și care vor corespunde realității cu o acuratețe dată.

Model

Când spunem cuvântul „model” în fizică, cel mai adesea ne referim la o copie redusă a ceva, o imagine a unui obiect, descrierea acestuia, verbală sau matematică. O astfel de copie nu este originalul, dar oferă o idee simplificată a acesteia. Gradul de simplificare poate varia în funcție de ce informații avem suficiente. Să luăm un model de mașină. Unii oameni colectează modele care arată ca cele reale, adică dau o idee despre aspectul mașinii (vezi Fig. 5). Orez. 5. Model auto În același timp, un astfel de model nu va arăta structura motorului, dar pentru scopul nostru aspectul este suficient. Dacă îi spui unui prieten despre cum te-a depășit o altă mașină, nu trebuie să ai modele de colecție ale acelor mașini, nu-ți pasă aspect, mișcarea și locația mașinilor sunt importante pentru dvs. Trebuie doar să luați două obiecte dreptunghiulare, de exemplu telefoane mobile, și simulați depășirea pe masă (vezi Fig. 6). Orez. 6. Depășirea mașinilor Un alt exemplu: vi se cere să cumpărați pâine. Conceptul de „pâine” este un model simplificat în expresia „Cumpărați pâine” nu există informații despre fabrica de pâine, compoziția sau greutatea exactă a pâinii. Vom clarifica doar dacă să cumpărăm alb sau negru, vom omite toate celelalte detalii. Dacă unele detalii sunt importante, atunci vom fi întrebați „Cumpărați o pâine mică pâine albă" Acesta va fi un alt model mai precis: va specifica deja dimensiunea chiflei și tipul de pâine, dar va omite și orice altceva. Folosim modele tot timpul - alegând acuratețea extragerii sau transmiterii informațiilor, modelăm deja realitatea.

Vom studia mișcarea mecanică. Mișcarea este mișcarea corpurilor în timp.

Ne interesează faptul că cadavrul se afla într-un loc, iar după ceva timp a ajuns în altul. Cum l-ai descrie? De exemplu, o mașină era în parcare dimineața și apoi a mers cu mașina până la casă. Privind pe fereastră, vei arăta cu degetul unde se afla dimineața, apoi vei arăta unde stă acum (vezi Fig. 7).

Orez. 7. Poziția vehiculului

Cum să-ți desenezi drumul spre casă de la școală pe hârtie? După ce marchezi școala, casa și câteva obiecte cheie, de exemplu, o stație de autobuz, o stație de metrou, o intersecție la care faci întoarcere, marchezi cu puncte: mai întâi sunt aici, apoi merg aici și vin aici. (vezi Fig. 8) .

Orez. 8. Drumul spre casă de la școală

Rețineți că în aceste exemple, ca și în multe alte cazuri, nu trebuie să acordăm atenție dimensiunii și formei corpurilor în mișcare. Indiferent dacă un elev sau altul părăsește școala, o mașină conduce sau un elefant rulează - le vom marca pe hârtie cu aceleași puncte. Acest lucru este foarte convenabil și vom folosi acest model acolo unde este posibil.

Acest model se numește punct material- un model de corp a cărui dimensiune și formă pot fi neglijate în această problemă.

Alte modele în cinematică

În mecanică, un model fizic al unui corp în mișcare poate fi un punct material, ale cărui dimensiuni pot fi neglijate într-o problemă dată, sau un corp care are formă și dimensiuni, dacă acestea sunt importante pentru noi în această problemă (vezi Fig. 9). Orez. 9. Modele de mișcare Modelele de mișcare pe care le vom folosi sunt mișcare uniformă în linie dreaptă, mișcare uniform accelerată în linie dreaptă și mișcare uniformă într-un cerc. Oricine a încercat să meargă cu bicicleta de-a lungul unei cărări drepte înguste sau a unei bare transversale știe cât de dificil este să te ții de o traiectorie perfect dreaptă, traiectoria este întotdeauna curbă, dar putem neglija astfel de inexactități, nu putem ține cont de mișcare. în sus și în jos peste denivelări, și putem reduce mișcarea la unul dintre modelele studiate.

Este necesar să înțelegem că orice model are limitele lui de aplicare și nu toate corpurile pot fi considerate puncte materiale și nu în toate cazurile. Aceeași mașină, dacă luăm în considerare deplasarea sa de la parcare la casă, poate fi considerată un punct material dimensiunile sale nu sunt importante (vezi Fig. 10).

Orez. 10. O mașină este un punct material

Dar dacă ne gândim la modul în care se va potrivi într-o parcare între două mașini adiacente, trebuie luate în considerare dimensiunea și forma acestuia.

Vom studia mișcarea unui punct material. Mișcarea este o schimbare a poziției în timp. Cum să descrii situația?

Alege un obiect în camera ta și acum spune-mi unde este. Să presupunem că ai ales o ceașcă din care ai băut recent ceai și nu ai dus-o încă în bucătărie. Veți spune ceva de genul „ea stă pe masă la jumătate de metru în stânga tastaturii” sau „ea este imediat în fața jurnalului” (vezi Fig. 11).

Orez. 11. Poziția cupei pe masă

Acum încercați să indicați poziția sa fără a menționa alte obiecte, cum ar fi o tastatură sau un jurnal. Nu va funcționa. Când descrieți poziția unui corp sau a unui punct, trebuie să selectați un alt corp și să specificați poziția în raport cu acesta, adică coordonatele.

Coordonatele- acesta este un mod de a indica cu exactitate un loc, adresa acestui loc. Această adresă nu trebuie doar să identifice un loc, ci și să ajute la găsirea acestuia, să indice poziția acestuia într-o serie ordonată de puncte similare (termenul „coordonată” provine din cuvântul ordinare, care înseamnă „a ordona”, cu prefixul co- , care înseamnă „împreună, împreună, convenite”).

Proprietățile numerelor

De exemplu, coordonatele unei case de pe stradă este numărul acesteia, care se numără de la marginea străzii care este luată drept început. Numărul casei nu indică doar despre ce fel de casă vorbim (aceeași, de exemplu, cu cinci etaje, cu coafor la parter), dar vă spune și unde se găsește: dacă am trecut pe lângă case. Nr. 8 și Nr. 10, apoi casa nr. 16 ar trebui să fie undeva înainte (vezi Fig. 12).

Orez. 12. Numărul casei

În timp ce numele unei străzi adesea o identifică doar (auzim despre strada Pushkinskaya și înțelegem ce fel de stradă este), dar nu conține informații despre poziția sa printre alte străzi (nu există ordine).

Într-un cinema, numărul rândului și numărul scaunului sunt coordonatele scaunului: știm unde este originea (de obicei în stânga ecranului), așa că dacă vedem al cincilea rând, știm unde să căutăm un rând mai mare. numere. Același lucru cu scaunele: dacă căutăm scaunul nr. 13, mergem direct la capătul rândului, iar când vedem scaunul nr. 11, înțelegem că suntem aproape (vezi Fig. 13).

Orez. 13. Locul dorit în cinema

Numărul nu este doar un nume (inscripția de pe scaun), ci și un punct de referință în căutare (ordine).

Oricine a jucat o bătălie pe mare știe că poziția unei celule poate fi specificată în mod unic de câțiva parametri: în acest caz, o literă care indică o coloană și un număr care indică un rând, iar coloanele și rândurile sunt numărate din stânga sus. colțul câmpului (vezi Fig. 14) .

Orez. 14. Jocul „Battleship”

Puteți determina poziția determinând direcția și distanța, de exemplu, 50 de kilometri de la oraș la nord-est (vezi Fig. 15).

Orez. 15. Detectarea poziţiei

Exemple de sisteme de coordonate

În orice caz, atunci când setăm poziția unui ceva, folosim coordonatele sale într-o formă sau alta. De exemplu: - în fotografie scriu „Ivanov este al doilea de la stânga în primul rând” (vezi Fig. 16). Coordonatele sunt rândul și locul în el; Orez. 16. Poziția persoanei din fotografie: Ivanov al doilea din stânga — pe bilete sunt înscrise numărul rândului și numărul locului: coordonatele rândului și scaunului (vezi Fig. 17); Orez. 17. Biletul - strada, numarul casei - coordonate: strada si numere; — „vei ieși din stația de metrou „așa și așa”, faci stânga și vei merge 100 m; — Poziția unui corp pe suprafața Pământului poate fi specificată în diferite moduri: — 30 ​​km nord de Moscova, 40 km est. În acest caz, coordonatele sunt o pereche de numere: distanța la est/vest și nord/sud; — 50 km spre nord-est. Aici coordonatele sunt unghiul de direcție relativ la axa est/vest + lungimea vectorului rază (vezi Fig. 18). Orez. 18. Poziția pe harta lumii

În mecanică, vom folosi cel mai adesea un sistem de coordonate dreptunghiular (sau carteziene). În ea, poziția unui punct pe plan este specificată după cum urmează. Există un punct de referință, adică originea coordonatelor, și există două direcții reciproc perpendiculare. Poziția unui punct este determinată de distanța care trebuie parcursă de la originea coordonatelor într-o direcție și în a doua direcție pentru a ajunge în acest punct (vezi Fig. 19), ca într-un cinema la deplasarea de-a lungul rândurilor și pe alocuri de-a lungul rândului.

Deci, descriem mișcarea unui punct material. Pentru a-l descrie, avem nevoie de un corp de referință în raport cu care să setăm poziția punctului. Este necesar un sistem de coordonate pentru a seta poziția în mod precis și fără ambiguitate (vezi Fig. 20).

Orez. 20. Cadrul de referință

Dar mișcarea este mișcare în timp, așa că mai trebuie să decideți asupra măsurării timpului. S-ar părea că o secundă la ceasul tuturor durează la fel, cu excepția ceasurilor defecte, atunci care este problema cu măsurarea timpului? Imaginează-ți: dacă începutul mișcării este detectat de un ceas care arată 14:40, iar sfârșitul este detectat de un cronometru care se oprește la 02:36:41 și nu se știe când a început. Prin urmare, trebuie să decidem și dispozitivul pentru măsurarea timpului și momentul în care începe măsurarea, așa cum decidem asupra corpului de referință și a sistemului de coordonate.

Acum avem toate instrumentele de care avem nevoie pentru a descrie mișcarea: un corp de referință, un sistem de coordonate și un dispozitiv de măsurare a timpului. Împreună se alcătuiesc sistem de referință.

Când rezolvăm probleme, vom alege independent sistemul de referință în care ne va fi cel mai convenabil să luăm în considerare procesul descris în problemă.

Aceasta se încheie lecția noastră, vă mulțumim pentru atenție.

Referințe

1. Sokolovici Yu.A., Bogdanova G.S. Fizica: O carte de referință cu exemple de rezolvare a problemelor. - Repartiție ediția a II-a. - X.: Vesta: Editura Ranok, 2005. - 464 p.

2. Peryshkin A.V., Gutnik E.M. Fizică. Clasa a IX-a: manual. pentru invatamantul general instituții – ed. a XIV-a, stereotip. - M.: Butard, 2009. - 300 p.

Teme pentru acasă

1. Dați definiția unui punct material.

2. Ce este un cadru de referință?

3. Ce este un model?

4. Determinați coordonatele a trei puncte:

Instituție de învățământ municipală

„Școala secundară Razumenskaya nr. 2”

Districtul Belgorod, regiunea Belgord

Note de lecție de fizică
in clasa a IX-a

« »

pregătit

profesor de matematică și fizică

Elsukova Olga Andreevna

Belgorod

2013

Subiect: Legile interacțiunii și mișcării corpurilor.

Subiectul lecției: Punct material. Sistem de referință.

Forma sesiunii de antrenament:lecţie

Tip: eu + II(lecția de studiere a cunoștințelor și a metodelor de activitate)

Locul lecției în secțiune:1

Scopuri si obiective:

asigura perceperea, înțelegerea și memorarea primară de către elevi a conceptelor de punct material, mișcare de translație, cadru de referință;

organizarea activităților elevilor pentru reproducerea materialului studiat;

generalizarea cunoștințelor despre conceptul de „punct material”;

verifica aplicarea practica a materialului studiat;

dezvolta independența cognitivă și creativitatea elevi;

dezvoltarea abilităților de asimilare creativă și aplicarea cunoștințelor;

dezvoltarea abilităților de comunicare ale elevilor;

dezvolta vorbire orală elevi;

Echipament pentru lecție: tablă, cretă, manual.

Progresul lecției:

Organizarea începerii sesiunii de instruire:

Salutați elevii;

Verificați starea sanitară și igienă a sălii de clasă ( Sala de clasă este ventilată, tabla este spălată, există cretă?), dacă există discrepanțe cu standardele sanitare și igienice, cereți elevilor să le corecteze împreună cu profesorul.

Faceți cunoștință cu elevii, notați-i pe cei absenți de la lecție;

Pregătirea elevilor pentru activități active:

Astăzi la lecție trebuie să revenim la studiul fenomenelor mecanice. În clasa a VII-a, ați întâlnit deja fenomene mecanice și înainte de a începe să învățați material nou, să ne amintim:

Ce s-a întâmplat mișcare mecanică?

Mișcare mecanică– se numește modificare a poziției unui corp în spațiu în timp.

Ce este mișcarea mecanică uniformă?

Mișcare mecanică uniformă- Aceasta este mișcarea la o viteză constantă.

Ce este viteza?

Viteză este o mărime fizică care caracterizează viteza de mișcare a unui corp, numeric egală cu raportul mișcării pe o perioadă scurtă de timp la valoarea acestui interval.

Care este viteza medie?

Viteza medie- Acesta este raportul dintre întreaga distanță parcursă și întregul timp.

Cum să determinăm viteza dacă știm distanța și timpul?

În clasa a VII-a ai rezolvat probleme destul de simple pentru a găsi calea, timpul sau viteza de mișcare. Anul acesta vom analiza mai atent ce tipuri de mișcare mecanică există, cum să descriem mișcarea mecanică de orice fel, ce să facem dacă viteza se schimbă în timpul mișcării etc.

Astăzi ne vom familiariza cu conceptele de bază care ajută la descrierea mișcării mecanice atât cantitativ, cât și calitativ. Aceste concepte sunt instrumente foarte utile atunci când se ia în considerare orice fel de mișcare mecanică.

Învățarea de materiale noi:

În lumea din jurul nostru, totul este în continuă mișcare. Ce se înțelege prin cuvântul „mișcare”?

Mișcarea este orice schimbare care are loc în lumea înconjurătoare.

Cele mai multe vedere simplă mișcarea este mișcarea mecanică deja cunoscută nouă.

La rezolvarea oricăror probleme referitoare la mișcarea mecanică, este necesar să se poată descrie această mișcare. Aceasta înseamnă că trebuie să determinați: traiectoria mișcării; viteza de deplasare; calea parcursă de corp; poziţia corpului în spaţiu în orice moment etc.

De exemplu, în timpul exercițiilor din Republica Armenia, pentru a lansa un proiectil, trebuie să știți calea de zbor și cât de departe va cădea.

Din cursul de matematică știm că poziția unui punct în spațiu este specificată folosind un sistem de coordonate. Să presupunem că trebuie să descriem poziția nu a unui punct, ci a întregului corp, care, după cum știm, este format din multe puncte și fiecare punct are propriul său set de coordonate.

Când descriem mișcarea unui corp care are dimensiuni, apar alte întrebări. De exemplu, cum se descrie mișcarea unui corp dacă în timpul mișcării corpul se rotește și în jurul propriei axe. Într-un astfel de caz, pe lângă propria sa coordonată, fiecare punct al unui corp dat are propria sa direcție de mișcare și propriul său modul de viteză.

Oricare dintre planete poate fi folosită ca exemplu. Pe măsură ce planeta se rotește, punctele opuse de pe suprafață au direcții opuse de mișcare. Mai mult, cu cât este mai aproape de centrul planetei, cu atât viteza punctelor este mai mică.

Cum atunci? Cum se descrie mișcarea unui corp care are dimensiune?

Pentru a face acest lucru, puteți utiliza conceptul care implică faptul că dimensiunea corpul pare să dispară, dar greutatea corpului rămâne. Acest concept se numește punct material.

Să scriem definiția:

Se numește un punct material un corp ale cărui dimensiuni pot fi neglijate în condiţiile problemei care se rezolvă.

Punctele materiale nu există în natură. Un punct material este un model al unui corp fizic. Cu ajutorul unui punct material este suficient să rezolvi număr mare sarcini. Dar nu este întotdeauna posibilă înlocuirea unui corp cu un punct material.

Dacă, în condițiile rezolvării problemei, dimensiunea corpului nu are un efect special asupra mișcării, atunci se poate face o astfel de înlocuire. Dar dacă dimensiunea corpului începe să afecteze mișcarea corpului, atunci înlocuirea este imposibilă.

De exemplu, o minge de fotbal. Dacă zboară și se mișcă rapid pe un teren de fotbal, atunci este un punct material, dar dacă se află pe rafturile unui magazin de sport, atunci acest corp nu este un punct material. Un avion zboară pe cer - un punct material, a aterizat - dimensiunea lui nu mai poate fi neglijată.

Uneori, corpurile ale căror dimensiuni sunt comparabile pot fi luate ca punct material. De exemplu, o persoană urcă o scară rulantă. El doar stă acolo, dar fiecare punct al lui se mișcă în aceeași direcție și cu aceeași viteză ca o persoană.

Această mișcare se numește translație. Să scriem definiția.

Mișcare înainte – Aceasta este mișcarea unui corp în care toate punctele sale se mișcă în mod egal. De exemplu, aceeași mașină face mișcare înainte de-a lungul drumului. Mai exact, numai caroseria mașinii efectuează mișcare de translație, în timp ce roțile sale efectuează mișcare de rotație.

Dar cu ajutorul unui punct material nu putem descrie mișcarea unui corp. Prin urmare, introducem conceptul de sistem de referință.

Orice sistem de referință este format din trei elemente:

1) Din însăși definiția mișcării mecanice urmează primul element al oricărui sistem de referință. „Mișcarea unui corp în raport cu alte corpuri”. Expresia cheie se referă la alte corpuri. Corp de referință - acest corp în raport cu care se ia în considerare mișcarea

2) Din nou, al doilea element al sistemului de referință rezultă din definiția mișcării mecanice. Expresia cheie este peste timp. Aceasta înseamnă că pentru a descrie mișcarea trebuie să determinăm timpul de mișcare de la început în fiecare punct al traiectoriei. Și să numărăm timpul de care avem nevoie ceas.

3) Și deja am exprimat al treilea element chiar la începutul lecției. Pentru a stabili poziția corpului în spațiu avem nevoie sistem de coordonate.

Astfel, Un sistem de referință este un sistem care constă dintr-un corp de referință, un sistem de coordonate și un ceas asociat cu acesta.

Sisteme de referință Vom folosi două tipuri de sisteme carteziene: unidimensionale și bidimensionale.

Descrierea lecției video

Obiectele și obiectele care ne înconjoară (în limbajul fizicii, se numesc corpuri fizice) ocupă o anumită poziție în spațiu unul față de celălalt. Dacă în timp poziția unui corp față de altul nu se schimbă, aceasta înseamnă că primul corp este în repaus față de al doilea. De exemplu, semn rutier iar copacii sunt în repaus unul față de celălalt. Dacă în timp poziția unui corp față de altul se modifică, aceasta înseamnă că primul corp efectuează o mișcare mecanică față de al doilea corp. De exemplu, un tramvai și un copac. Tramvaiul suferă mișcare mecanică față de copac. Mișcarea mecanică a unui corp este o schimbare a poziției sale în spațiu față de altele, care are loc în timp. Știm să descriem mișcarea și să calculăm parametrii de bază pentru cel mai simplu caz de la cursul de matematică și fizică de clasa a VII-a. Putem seta poziția corpului folosind o linie de coordonate. Pentru a găsi viteza unui corp, este necesar să împărțiți calea în timp... Cu toate acestea, în viața practică, tipurile mai complexe de mișcare mecanică sunt mai frecvente. Și pentru a le descrie vom avea nevoie de instrumente noi. Luați în considerare următoarele tipuri de mișcare:
- mișcare înainte (de exemplu, coborârea unui munte cu o sanie);
- mișcarea de rotație (de exemplu, rotația zilnică a Pământului);
- mișcarea oscilatorie (de exemplu, mișcarea unui pendul).

Cum sau cu ce ajutor putem descrie tipuri mai complexe de mișcare? În primul rând, trebuie să selectăm un obiect în raport cu care vom lua în considerare mișcarea corpurilor care ne interesează. În al doilea rând, de la cursul de matematică știm că poți seta poziția unui punct folosind un sistem de coordonate (de exemplu, unul dreptunghiular). În al treilea rând, va trebui să țineți evidența timpului. Adică, pentru a calcula unde va fi corpul într-un anumit moment, avem nevoie de un sistem de referință. Un sistem de referință în fizică este combinația dintre un corp de referință, un sistem de coordonate asociat cu corpul de referință și un dispozitiv staționar pentru măsurarea timpului. Este important să ne amintim că orice sistem de referință este condiționat și relativ. Alegând un alt sistem de referință, obținem mișcare cu parametri complet diferiți. Corpurile în fizică sunt reale, ele au adesea dimensiuni semnificative, în contrast cu un punct abstract dintr-un sistem de coordonate matematic. Deci putem folosi un sistem de coordonate pentru a găsi locația unui corp fizic? Dacă dimensiunile corpului însuși sunt de multe ori mai mici decât alte dimensiuni care trebuie tratate în condițiile unei sarcini specifice, atunci dimensiunile corpului însuși pot fi neglijate în aceste condiții particulare. Atunci un astfel de corp în fizică este luat ca punct material.
De exemplu, trebuie să calculăm timpul necesar unui avion pentru a zbura de la Minsk la Burgas. În această stare a problemei, dimensiunea și forma transportului în sine nu sunt importante pentru noi. Trebuie să știi viteza cu care se dezvoltă și distanța dintre orașe. Aceste date vor fi suficiente pentru a rezolva problema. În această problemă, este legitim să luăm un avion ca punct material. Dacă trebuie să calculăm rezistența vântului la o anumită altitudine și la o anumită viteză, atunci când rezolvăm această problemă, nu ne putem lipsi de cunoașterea exactă a formei și dimensiunilor aceleiași aeronave, deoarece Forța de rezistență depinde de forma și viteza aeronavei. Aceasta înseamnă că corpul (avionul) nu poate fi confundat cu un punct material. Un corp poate fi luat și ca punct material dacă toate punctele corpului se mișcă în mod egal (această mișcare se numește translație). De exemplu, dacă un tren de metrou trece chiar și cu o singură stație, dar de-a lungul unei secțiuni drepte, acesta poate fi considerat un punct material, deoarece toate părțile trenului s-au deplasat în mod egal și la o distanță egală.
Selectați din condițiile problemei propuse cazul în care corpul poate fi considerat un punct material:
1. Calculați presiunea pe care rezervorul o exercită la suprafață.
2. Determinați volumul mingii folosind instrument de măsurare pahar.
3. Determinați înălțimea la care s-a ridicat naveta spațială.
La ridicarea navetei spațiale, se poate neglija dimensiunea rachetei în sine în comparație cu distanțele pe care se ridică. Aceasta înseamnă că poate fi luat ca punct material.
În alte cazuri, dimensiunile corpurilor în sine trebuie luate în considerare la rezolvarea problemei.

De la cursul de fizică din clasa a VII-a ne amintim că mișcarea mecanică a unui corp este mișcarea lui în timp față de alte corpuri. Pe baza acestor informații, putem presupune set necesar instrumente pentru calcularea mișcării corpului.

În primul rând, avem nevoie de ceva în raport cu care ne vom face calculele. În continuare, va trebui să cădem de acord asupra modului în care vom determina poziția corpului față de acest „ceva”. Și, în cele din urmă, va trebui să înregistrați cumva ora. Astfel, pentru a calcula unde va fi corpul într-un anumit moment, avem nevoie de un cadru de referință.

Cadrul de referință în fizică

Un sistem de referință în fizică este combinația dintre un corp de referință, un sistem de coordonate asociat cu corpul de referință și un ceas sau alt dispozitiv pentru păstrarea timpului. Trebuie reținut întotdeauna că orice sistem de referință este condiționat și relativ. Este întotdeauna posibil să se adopte un sistem de referință diferit, față de care orice mișcare va avea caracteristici complet diferite.

Relativitatea este în general un aspect important care ar trebui luat în considerare în aproape orice calcul din fizică. De exemplu, în multe cazuri nu putem determina în niciun moment coordonatele exacte ale unui corp în mișcare.

În special, nu putem plasa observatori cu ceasuri la fiecare sută de metri de-a lungul căii ferate de la Moscova la Vladivostok. În acest caz, calculăm viteza și locația corpului aproximativ pe o anumită perioadă de timp.

Precizia de până la un metru nu este importantă pentru noi atunci când determinăm locația unui tren pe o rută de câteva sute sau mii de kilometri. Există aproximări pentru acest lucru în fizică. O astfel de aproximare este conceptul de „punct material”.

Punct material în fizică

În fizică, un punct material este un corp în cazurile în care dimensiunea și forma acestuia pot fi neglijate. În acest caz, se presupune că punctul material are masa corpului original.

De exemplu, când calculăm timpul necesar unui avion pentru a zbura de la Novosibirsk la Novopolotsk, dimensiunea și forma avionului nu sunt importante pentru noi. Este suficient să știi ce viteză dezvoltă și distanța dintre orașe. În cazul în care trebuie să calculăm rezistența vântului la o anumită altitudine și la o anumită viteză, atunci nu ne putem lipsi de cunoașterea exactă a formei și dimensiunilor aceleiași aeronave.

Aproape orice corp poate fi considerat un punct material fie atunci când distanța parcursă de corp este mare în comparație cu dimensiunea sa, fie când toate punctele corpului se mișcă în mod egal. De exemplu, o mașină care se deplasează la câțiva metri de la magazin până la intersecție este destul de comparabilă cu această distanță. Dar chiar și într-o astfel de situație, poate fi considerat un punct material, deoarece toate părțile mașinii s-au deplasat în mod egal și la o distanță egală.

Dar în cazul în care trebuie să plasăm aceeași mașină în garaj, nu mai poate fi considerat un punct material. Va trebui să țineți cont de dimensiunea și forma acestuia. Acestea sunt și exemple când este necesar să ținem cont de relativitate, adică în raport cu ceea ce facem calcule specifice.