« الفيزياء - الصف العاشر"

بناءً على طبيعة المشكلات التي يتم حلها، يتم تقسيم الميكانيكا إلى معادلات الحركةو ديناميات.

تصف علم الحركة حركة الأجسام دون تحديد الأسباب المسببة لهذه الحركة.

أول ما يلفت انتباهك عند مراقبة العالم من حولنا هو تنوعه. العالم ليس متجمداً، أو ساكناً. التغييرات فيه متنوعة للغاية. ولكن إذا سألناك عن التغييرات التي تلاحظها في أغلب الأحيان، فمن المحتمل أن تكون الإجابة واضحة: يتغير موضع الكائنات(أو الأجسام كما يقول الفيزيائيون) نسبة إلى الأرض ونسبية لبعضها البعض مع مرور الوقت.

سواء كان الكلب يركض أو كانت السيارة تتسابق، فإن نفس العملية تحدث معهم: يتغير موقعهم بالنسبة للأرض وبالنسبة لك بمرور الوقت. إنهم يتحركون. يضغط الزنبرك، وينحني اللوح الذي جلست عليه، ويتغير موضعه أجزاء مختلفةالأجسام نسبة لبعضها البعض.

يسمى التغير في موضع الجسم أو أجزاء الجسم في الفضاء بالنسبة للأجسام الأخرى مع مرور الوقت حركة ميكانيكية.

يبدو تعريف الحركة الميكانيكية بسيطا، ولكن هذه البساطة خادعة. اقرأ التعريف مرة أخرى وفكر إذا كانت كل الكلمات واضحة لك: المكان والزمان بالنسبة للأجسام الأخرى. على الأرجح، هذه الكلمات تتطلب توضيحا.

المكان والزمان.

المكان والزمان هما الأكثر المفاهيم العامةالفيزياء و...الأقل وضوحا.

ليس لدينا معلومات شاملة عن المكان والزمان. لكن من المستحيل تقديم النتائج التي تم الحصول عليها اليوم في بداية دراسة الفيزياء.

عادةً ما يكفي أن نكون قادرين على قياس المسافة بين نقطتين في الفضاء باستخدام المسطرة والفترات الزمنية باستخدام الساعة. تعتبر المسطرة والساعة من أهم أدوات القياس في الميكانيكا وفي الحياة اليومية. لا بد من تناول المسافات والفترات الزمنية عند دراسة العديد من الظواهر في جميع مجالات العلوم.

"... فيما يتعلق بالهيئات الأخرى."

إذا كان هذا الجزء من تعريف الحركة الميكانيكية قد نجا من انتباهك، فإنك تخاطر بعدم فهم الشيء الأكثر أهمية. على سبيل المثال، في مقصورة النقل هناك تفاحة على الطاولة. وأثناء انطلاق القطار يطلب من مراقبين (أحد الركاب وشخص مرافق لهما) الإجابة على سؤال: هل تتحرك التفاحة أم لا؟

يقوم كل مراقب بتقييم موضع التفاحة بالنسبة لنفسه. يرى الراكب أن التفاحة على مسافة 1 متر منه وتبقى هذه المسافة كما هي مع مرور الوقت. يرى الشخص الذي يرافقك على المنصة كيف تزداد المسافة منه إلى التفاحة بمرور الوقت.

يجيب الراكب أن التفاحة لا تخضع لحركة ميكانيكية - فهي بلا حراك؛ يقول المصاحب أن التفاحة تتحرك.

قانون النسبية للحركة:
تعتمد طبيعة حركة الجسم على الأجسام التي نفكر في هذه الحركة بالنسبة إليها.

لنبدأ بدراسة الحركة الميكانيكية. لقد استغرقت البشرية حوالي ألفي عام لتسلك الطريق الصحيح، والذي انتهى باكتشاف قوانين الحركة الميكانيكية.

إن محاولات الفلاسفة القدماء لتفسير أسباب الحركة، بما فيها الأسباب الميكانيكية، كانت ثمرة خيال محض. ورأوا أن المسافر المرهق يسرع خطواته عندما يقترب من منزله، كذلك يبدأ الحجر المتساقط في التحرك بشكل أسرع وأسرع عندما يقترب من الأرض الأم. وكانت حركات الكائنات الحية، مثل القطط، تبدو في تلك الأيام أبسط بكثير وأكثر قابلية للفهم من سقوط الحجر. ومع ذلك، كانت هناك بعض الأفكار الرائعة. لذا، الفيلسوف اليونانيوقال أناكساجوراس إن القمر إذا لم يتحرك سيسقط على الأرض مثل الحجر الذي يسقط من المقلاع.

ومع ذلك، فإن التطور الحقيقي لعلم الحركة الميكانيكية بدأ مع أعمال الفيزيائي الإيطالي العظيم ج.جاليلي.

معادلات الحركةهو فرع من فروع الميكانيكا يدرس طرق وصف الحركات والعلاقة بين الكميات التي تميز هذه الحركات.

إن وصف حركة الجسم يعني الإشارة إلى طريقة لتحديد موقعه في الفضاء في أي لحظة من الزمن.

بالفعل للوهلة الأولى، تبدو مهمة الوصف صعبة للغاية. في الواقع، انظر إلى السحب الدوامة، والأوراق المتمايلة على غصن الشجرة. تخيل الحركة المعقدة لمكابس سيارة مسرعة على طول الطريق السريع. كيف تبدأ في وصف الحركة؟

إن أبسط شيء (وفي الفيزياء ننتقل دائمًا من البسيط إلى المعقد) هو تعلم كيفية وصف حركة نقطة ما. يمكن فهم النقطة، على سبيل المثال، على أنها علامة صغيرة توضع على جسم متحرك - كرة قدم، أو عجلة جرار، وما إلى ذلك. إذا عرفنا كيف تتحرك كل نقطة من هذه النقطة (كل نقطة على حدة) مؤامرة صغيرة) الجسم، فسنعرف كيف يتحرك الجسم كله.

ومع ذلك، عندما تقول أنك تزلجت مسافة 10 كيلومترات، فلن يحدد أحد أي جزء من جسمك قطع مسافة 10 كيلومترات، على الرغم من أنك لست نقطة بأي حال من الأحوال. في في هذه الحالةهذا ليس له أي أهمية كبيرة.

دعونا نقدم مفهوم النقطة المادية – النموذج المادي الأول للأجسام الحقيقية.

نقطة مادية- الجسم الذي يمكن إهمال حجمه وشكله في ظل ظروف المشكلة قيد النظر.

نظام مرجعي.

إن حركة أي جسم، كما نعلم، هي حركة نسبية. وهذا يعني أن حركة جسم معين يمكن أن تكون مختلفة بالنسبة للأجسام الأخرى. عند دراسة حركة الجسم الذي يهمنا، يجب أن نشير إلى أي جسم يتم النظر في هذه الحركة بالنسبة له.

يسمى الجسم الذي تعتبر الحركة نسبة إليه هيئة مرجعية.

لحساب موضع نقطة (جسم) بالنسبة إلى جسم مرجعي محدد اعتمادًا على الوقت، لا يجب عليك ربط نظام إحداثي به فحسب، بل يجب أيضًا أن تكون قادرًا على قياس الوقت. يتم قياس الوقت باستخدام الساعة. الساعات الحديثة هي أجهزة معقدة. إنها تسمح لك بقياس الوقت بالثواني بدقة حتى المنزلة العشرية الثالثة عشرة. وبطبيعة الحال، لا يمكن لأي ساعة ميكانيكية أن توفر مثل هذه الدقة. لذلك، واحدة من الأكثر دقة في البلاد ساعة ميكانيكيةعلى برج سباسكايا في الكرملين أقل دقة بعشرة آلاف مرة من معيار التوقيت الحكومي. إذا لم يتم ضبط الساعة المرجعية، فسوف تتأخر بمقدار ثانية واحدة أو تتأخر بثلاثمائة ألف سنة. من الواضح أنه في الحياة اليومية ليست هناك حاجة لقياس الوقت بدقة عالية جدًا. لكن بالنسبة للبحث الفيزيائي، والملاحة الفضائية، والجيوديسيا، وعلم الفلك الراديوي، والتحكم عن طريق الجوالدقة العالية في قياس الوقت أمر ضروري بكل بساطة. تعتمد الدقة التي يمكننا من خلالها حساب موضع الجسم في أي وقت على دقة قياس الوقت.

يتم استدعاء مجموعة الجسم المرجعي ونظام الإحداثيات المرتبط به والساعة نظام مرجعي.

يوضح الشكل الإطار المرجعي الذي تم اختياره للنظر في طيران الكرة المقذوفة. في هذه الحالة يكون الجسم المرجعي هو المنزل، ويتم اختيار محاور الإحداثيات بحيث تطير الكرة في المستوى XOY، ويتم استخدام ساعة توقيت لتحديد الوقت.

نتذكر من مقرر الفيزياء للصف السابع أن الحركة الميكانيكية للجسم هي حركته في الزمن بالنسبة للأجسام الأخرى. بناء على هذه المعلومات، يمكننا أن نفترض مجموعة الأدوات اللازمة لحساب حركة الجسم.

أولاً، نحتاج إلى شيء سنجري حساباتنا عليه. بعد ذلك، سنحتاج إلى الاتفاق على كيفية تحديد موضع الجسم بالنسبة لهذا "الشيء". وأخيرا، سوف تحتاج إلى تسجيل الوقت بطريقة أو بأخرى. وبالتالي، من أجل حساب المكان الذي سيكون فيه الجسم في لحظة معينة، نحتاج إلى إطار مرجعي.

الإطار المرجعي في الفيزياء

النظام المرجعي في الفيزياء هو مزيج من جسم مرجعي، ونظام إحداثي مرتبط بالجسم المرجعي، وساعة أو جهاز آخر لحفظ الوقت. يجب أن نتذكر دائمًا أن أي نظام مرجعي هو مشروط ونسبي. يمكنك دائمًا اعتماد نظام مرجعي مختلف، حيث سيكون لأي حركة خصائص مختلفة تمامًا بالنسبة له.

تعتبر النسبية بشكل عام جانبًا مهمًا يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار في أي عملية حسابية تقريبًا في الفيزياء. على سبيل المثال، في كثير من الحالات لا يمكننا تحديد الإحداثيات الدقيقة لجسم متحرك في أي وقت.

وعلى وجه الخصوص، لا يمكننا وضع مراقبين بمراقبين كل مائة متر على طول خط السكة الحديد من موسكو إلى فلاديفوستوك. في هذه الحالة، نقوم بحساب سرعة الجسم وموقعه تقريبًا خلال فترة زمنية معينة.

الدقة التي تصل إلى متر واحد ليست مهمة بالنسبة لنا عند تحديد موقع القطار على طريق يمتد لعدة مئات أو آلاف الكيلومترات. هناك تقريبيات لهذا في الفيزياء. أحد هذه التقريبات هو مفهوم "النقطة المادية".

النقطة المادية في الفيزياء

في الفيزياء، تشير النقطة المادية إلى الجسم في الحالات التي يمكن فيها إهمال حجمه وشكله. وفي هذه الحالة يفترض أن النقطة المادية لها كتلة الجسم الأصلي.

على سبيل المثال، عند حساب الوقت الذي ستستغرقه الطائرة للطيران من نوفوسيبيرسك إلى نوفوبولوتسك، فإن حجم الطائرة وشكلها ليسا مهما بالنسبة لنا. ويكفي معرفة السرعة التي تتطور بها والمسافة بين المدن. في الحالة عندما نحتاج إلى حساب مقاومة الرياح على ارتفاع معين وبسرعة معينة، فمن المؤكد أننا لا نستطيع الاستغناء عن المعرفة الدقيقة لشكل وأبعاد نفس الطائرة.

يمكن اعتبار أي جسم تقريبًا نقطة مادية سواء عندما تكون المسافة التي يقطعها الجسم كبيرة مقارنة بحجمه، أو عندما تتحرك جميع نقاط الجسم بالتساوي. على سبيل المثال، سيارة تسير على بعد أمتار قليلة من المتجر إلى التقاطع يمكن مقارنتها تمامًا بهذه المسافة. لكن حتى في مثل هذه الحالة يمكن اعتبارها نقطة مادية، لأن جميع أجزاء السيارة تحركت بالتساوي وعلى مسافة متساوية.

ولكن في الحالة عندما نحتاج إلى وضع نفس السيارة في المرآب، لم يعد من الممكن اعتبارها نقطة مادية. سيكون عليك أن تأخذ في الاعتبار حجمها وشكلها. هذه أيضًا أمثلة عندما يكون من الضروري مراعاة النسبية، أي فيما يتعلق بما نقوم به من حسابات محددة.

وبما أننا نتحدث عن قياس المسافات والزمن واخترنا الوحدات المناسبة (الأمتار، الثواني)، فيجب أن نتفق على ما نحدد به هذه المسافات المكانية والزمانية. لا يمكن تحديد موضع الجسم إلا بالنسبة لبعض الأجسام الأخرى. لا يمكننا التحدث عن حركة الجسم، أي عن التغيير في موضعه، إلا إذا أشرنا إلى الأجسام التي يتم تحديد هذا الموضع فيما يتعلق بها.

تسمى الأجسام التي يتم اختيارها لتحديد مواضع جميع الكائنات الأخرى الهيئات المرجعية.

كجسم مرجعي، يمكنك اختيار جسم صلب عشوائي، على سبيل المثال، ثلاثة قضبان فولاذية متعامدة بشكل متبادل (الشكل 1). 1.10 ). بعد ذلك، يتم تحديد نقطة على الجسم المرجعي تسمى الأصل 0 وحدد وحدات قياس المسافات (في SI - متر).

أرز. 1.10. هيئة مرجعية

في الممارسة اليومية، الجسم المرجعي الطبيعي هو أرضنا. لكن هذا الاختيار ليس هو الخيار الوحيد الممكن. غالبًا ما يكون من المناسب استخدام هيئات مرجعية أخرى، مثل الشمس أو النجوم. فيما يتعلق بالهيئات المرجعية المختلفة، تؤدي نفس الكائنات حركات مختلفة. ويكفي التذكير بالخلاف في اثنين الأنظمة الفلكية- بطليموس وكوبرنيكوس. كلا النظامين صحيحوهم يختلفون، في الجوهر، فقط في اختيار الهيئات المرجعية، وقد أدى اختيار كوبرنيكوس للشمس إلى تبسيط وصف حركة الكواكب بشكل جذري، وهذا هو بالضبط ما تكمن ميزته: في العصور الوسطى، كانت هناك حاجة إلى شجاعة كبيرة لتحليل حركة الكواكب. فاختر الشمس، وليس الأرض، كجسم مرجعي، فكان من الممكن الوصول إلى النار.

بعد اختيار الجسم المرجعي، يتم تحديد موضع أي نقطة مفي الفضاء يمكن تحديده باستخدام مقطع موجه (ناقل نصف القطر) يربط الأصل 0 مع نقطة معينة م. لكن المتجه هو مفهوم رياضي مجرد، المعنى الجسدييتم ملؤه عندما نقدم نظام الإحداثيات. يمكن أن يكون هذا نظامًا ديكارتيًا مستطيلًا - ثلاثة محاور متعامدة بشكل متبادل، يتم دمج نقطة تقاطعها مع الأصل. في هذه الحالة، يتم إعطاء ناقل نصف القطر من خلال ثلاثة إسقاطات لنقطة معينة معلى محاور الإحداثيات، والتي تسمى مركبات المتجه. يمكن أن يكون هذا نظامًا كرويًا أو أسطوانيًا أو أي نظام إحداثيات آخر، حيث سيتم تحديد نفس متجه نصف القطر بثلاثة أرقام أخرى. الرقم ثلاثة هو بُعد الفضاء، أي عدد الإحداثيات المستقلة اللازمة لتحديد موضع نقطة ما. لتحديد إحداثيات نقطة ما، تحتاج إلى جهاز لتحديد المسافات، والذي سنسميه تقليديًا مسطرة. في الواقع، يمكن أن تكون مسطرة مدرسية خشبية، أو جهاز تحديد المدى بالليزر، أو أي شيء آخر قادر على قياس المسافات بالدقة المطلوبة.

فيديو 1.1. نظام الإحداثيات ديكارت

لتتبع الوقت، نحتاج إلى بعض العمليات الدورية التي تحدث في الطبيعة أو في الأجهزة التي صنعها الإنسان. سوف نسمي هذه العمليات (الأجهزة التي بها مثل هذه العمليات) بالساعات. عند حل أي مشكلة، من الضروري الاتفاق على اختيار نقطة البداية للوقت. يتم اختيار بداية حساب الوقت بشكل تعسفي: يمكنك حساب الوقت من خلق العالم، أو من تأسيس روما، أو من ميلاد المسيح، أو من هروب محمد من مكة، وما إلى ذلك. كما هو الحال دائمًا عمليًا ، فإن تعسف الاختيار يؤدي إلى حقيقة أنه يمكن تنفيذ الاختيار بنجاح، أو بنجاح أقل، أو دون جدوى على الإطلاق. يتم تحديد النجاح أو الفشل من خلال مدى بساطة حل المشكلة قيد النظر ومرئيته وشفافيته. على عكس الفضاء ثلاثي الأبعاد، فإن الوقت أحادي البعد، لذلك بالإضافة إلى أصل الوقت، يكفي اختيار وحدات القياس (الثواني) فقط.

لتتبع الوقت، نحتاج إلى بعض العمليات الدورية التي تحدث في الطبيعة أو في الأجهزة التي صنعها الإنسان. سوف نسمي هذه العمليات (الأجهزة التي بها مثل هذه العمليات) لساعات. عند حل أي مشكلة، من الضروري الاتفاق على اختيار نقطة البداية للوقت. يتم اختيار بداية حساب الوقت بشكل تعسفي: يمكنك حساب الوقت من خلق العالم، أو من تأسيس روما، أو من ميلاد المسيح، أو من هروب محمد من مكة، إلخ. كما هو الحال دائمًا عمليًا، يؤدي تعسف الاختيار إلى حقيقة أن الاختيار يمكن أن يتم بنجاح أو أقل نجاحًا أو دون جدوى على الإطلاق. يتم تحديد النجاح أو الفشل من خلال مدى بساطة حل المشكلة قيد النظر ومرئيته وشفافيته. على عكس الفضاء ثلاثي الأبعاد، فإن الوقت أحادي البعد، لذلك بالإضافة إلى أصل الوقت، يكفي اختيار وحدات القياس (الثواني) فقط.

يسمى الجسم المرجعي المجهز بنظام إحداثيات وساعة نظام مرجعي..

يظهر مثال على النظام المرجعي في الشكل. 1.11.

أرز. 1.11. نظام مرجعي

غالبًا ما يتم تعريف النظام المرجعي بنظام الإحداثيات، وهو ما لا يؤدي أبدًا إلى سوء الفهم. ومع ذلك، يجب أن نفهم أن هذا لا يزال ليس هو نفسه: مع نفس الجسم المرجعي والمسطرة والساعة، يمكن أن يكون نظام الإحداثيات ديكارتيًا أو كرويًا أو أي نظام آخر.

في الميكانيكا الكلاسيكية التي صيغت في الشكل الحديثأنا نيوتن، مفترضالطبيعة المطلقة للمكان والزمان. بمعنى آخر، يُعتقد في الميكانيكا الكلاسيكية أن المسافات والفترات الزمنية المقاسة لا تعتمد على اختيار النظام المرجعي. لنفترض، إذا كانت المسافة من موسكو إلى تالين في الإطار المرجعي المرتبط بالأرض 860 كمفمن المفترض أن نفس الشيء سيكون نتيجة القياسات التي يتم إجراؤها فيما يتعلق بالنظام المرجعي المرتبط بالنجوم. هذه الأحكام، التي تبدو طبيعية جدًا، لا تتبع، بالمعنى الدقيق للكلمة، إلا تجربتنا العملية، وتقتصر على مسافات وأزمنة وسرعات منخفضة نسبيًا. وتم تنقيحها لاحقا من خلال النظرية النسبية.

في الفيزياء يوجد ما يسمى بالحركة الميكانيكية، والتي يتم تفسير تعريفها على أنها تغير في إحداثيات الجسم في الفضاء ثلاثي الأبعاد بالنسبة للأجسام الأخرى مع ضياع الوقت. ومن الغريب أنه يمكنك، على سبيل المثال، تجاوز سرعة الحافلة دون التحرك في أي مكان. هذه القيمة نسبية و يعتمد على نقطة معينة. الشيء الرئيسي هو إصلاح الإطار المرجعي من أجل مراقبة النقطة بالنسبة للكائن.

في تواصل مع

وصف

مفاهيم الفيزياء:

1. النقطة المادية هي جزء من جسم أو جسم ذو معلمات وكتلة صغيرة لا يتم أخذها في الاعتبار عند دراسة العملية. وهذه كمية مهملة في الفيزياء.
2. الإزاحة هي المسافة التي تقطعها نقطة مادية من إحداثية إلى أخرى. لا ينبغي الخلط بين المفهوم والحركة، لأنه في الفيزياء هو تعريف المسار.
3. المسافة المقطوعة هي المسافة التي قطعها الجسم. ما هي المسافة المقطوعة التي يعتبرها قسم الفيزياء تحت تسمى "الكينماتيكا".
4. المسار في الفضاء هو خط مستقيم أو متقطع يتحرك الجسم عبره. يمكنك أن تتخيل ما هو المسار، وفقًا للتعريف الموجود في مجال الفيزياء، عن طريق رسم خط ذهنيًا.
5. الميكانيكية هي الحركة على طول مسار معين.

انتباه!تفاعل الأجسام يتم وفق قوانين الميكانيكا، وهذا القسم يسمى علم الحركة.

هل تفهم ما هو نظام الإحداثيات وما هو المسار عمليًا؟

يكفي العثور عقليًا على نقطة في الفضاء ورسم محاور إحداثية منها، وسيتحرك الكائن نسبةً إليه على طول خط مكسور أو مستقيم، وستكون أنواع الحركة مختلفة أيضًا، بما في ذلك الحركة الترجمية، المنفذة عندما تتأرجح وتدور.

على سبيل المثال، توجد قطة في غرفة، أو تنتقل إلى أي كائن أو تغير موقعها في الفضاء، وتتحرك على طول مسارات مختلفة.

قد تختلف المسافة بين الكائنات لأن المسارات المحددة ليست هي نفسها.

أنواع

أنواع الحركة المعروفة:

1. تدريجي.تتميز بتوازي نقطتين مترابطتين تتحركان بالتساوي في الفضاء. يتحرك الجسم للأمام عندما يمر على طول خط واحد. ويكفي أن نتخيل استبدال العبوة في قلم حبر جاف، أي أن العبوة تتحرك للأمام على طول مسار معين، حيث يتحرك كل جزء بشكل متوازي ومتساوي. يحدث هذا كثيرًا في الآليات.
2. التناوب.يصف الكائن دائرة في جميع المستويات المتوازية مع بعضها البعض. محاور الدوران هي مراكز الموصوفة، والنقاط الموجودة على المحور ثابتة. يمكن أن يكون محور الدوران نفسه موجودًا داخل الجسم (دورانيًا) ومتصلًا أيضًا بنقاطه الخارجية (المدارية). لفهم ما هو عليه، يمكنك أن تأخذ إبرة وخيط عادي. أمسك الأخير بين أصابعك وقم بفك الإبرة تدريجياً. سوف تصف الإبرة دائرة، ويجب تصنيف هذه الأنواع من الحركة على أنها مدارية. مثال على العرض الدوراني: تدوير جسم على سطح صلب.
3. تذبذبي. جميع نقاط الجسم التي تتحرك على طول مسار معين تتكرر بدقة أو تقريبًا في نفس الوقت. مثال جيد- قرص معلق على حبل، يتأرجح يمينًا ويسارًا.

انتباه!ملامح الحركة إلى الأمام. يتحرك جسم في خط مستقيم، وفي أي فترة زمنية تتحرك جميع نقاطه في نفس الاتجاه - وهذه هي الحركة إلى الأمام. إذا كانت الدراجة تركب، ففي أي وقت يمكنك النظر بشكل منفصل في مسار أي نقطة، فسيكون هو نفسه. لا يهم ما إذا كان السطح مسطحًا أم لا.

تحدث هذه الأنواع من الحركات كل يوم في الممارسة العملية، لذلك لن يكون من الصعب لعبها ذهنيًا.

ما هي النسبية

وفقا لقوانين الميكانيكا، يتحرك الجسم بالنسبة إلى نقطة معينة.

على سبيل المثال، إذا وقف شخص ما وتحركت الحافلة، فإن هذا يسمى نسبية حركة الشخص المعني. عربةإلى الكائن.

إن السرعة التي يتحرك بها الجسم بالنسبة إلى جسم معين في الفضاء تؤخذ في الاعتبار أيضًا بالنسبة لهذا الجسم، وبالتالي فإن التسارع له أيضًا خاصية نسبية.

النسبية هي اعتماد مباشر على المسار المحدد أثناء حركة الجسم، والمسار الذي يتم قطعه، وخصائص السرعة، وكذلك الإزاحة فيما يتعلق بالأنظمة المرجعية.

كيف يتم العد التنازلي؟

ما هو النظام المرجعي وكيف يتميز؟ المرجع فيما يتعلق بنظام الإحداثيات المكانية، المرجع الأساسي لوقت الحركة - هذا هو النظام المرجعي. في الأنظمة المختلفة، قد يكون لجسم واحد مواقع مختلفة.

تقع النقطة في نظام الإحداثيات، وعندما تبدأ في التحرك، يؤخذ زمن حركتها في الاعتبار.

الهيئة المرجعية -هو جسم مجرد يقع في نقطة معينة في الفضاء، وعند التوجه إلى موضعه تؤخذ إحداثيات الأجسام الأخرى بعين الاعتبار. على سبيل المثال، تقف السيارة ساكنة ويتحرك الشخص، وفي هذه الحالة، الجسم المرجعي هو السيارة.

حركة موحدة

مفهوم الحركة المنتظمة - يتم تفسير هذا التعريف في الفيزياء على النحو التالي.

تعريف

نسبية الحركةيتجلى في حقيقة أنه لا يمكن تحديد سلوك أي جسم متحرك إلا فيما يتعلق بجسم آخر يسمى الجسم المرجعي.

الهيئة المرجعية ونظام الإحداثيات

يتم اختيار الهيئة المرجعية بشكل تعسفي. وتجدر الإشارة إلى أن الهيئة المتحركة والهيئة المرجعية لهما حقوق متساوية. عند حساب الحركة، يمكن اعتبار كل واحد منهم، إذا لزم الأمر، إما كجسم مرجعي أو كجسم متحرك. على سبيل المثال، يقف الشخص على الأرض ويشاهد سيارة تسير على طول الطريق. يعتبر الإنسان بلا حراك بالنسبة للأرض ويعتبر الأرض جسمًا مرجعيًا، والطائرة والسيارة في هذه الحالة أجسام متحركة. إلا أن راكب السيارة الذي يقول أن الطريق يهرب من تحت العجلات هو على حق أيضاً. فهو يعتبر السيارة هي الجسم المرجعي (وهي ثابتة بالنسبة للسيارة)، في حين أن الأرض جسم متحرك.

لتسجيل تغير في موضع جسم ما في الفضاء، يجب أن يرتبط نظام الإحداثيات بالجسم المرجعي. نظام الإحداثيات هو وسيلة لتحديد موضع جسم ما في الفضاء.

عند حل المشكلات الجسدية، فإن الأكثر شيوعًا هو نظام الإحداثيات الديكارتي المستطيل الذي يحتوي على ثلاثة محاور مستقيمة متعامدة بشكل متبادل - الإحداثي الإحداثي () والإحداثي () والتطبيق (). وحدة مقياس SI لقياس الطول هي المتر.

عند التوجيه على الأرض، يتم استخدام نظام الإحداثيات القطبية. استخدم الخريطة لتحديد المسافة إلى المطلوب مستعمرة. يتم تحديد اتجاه الحركة عن طريق السمت، أي. الزاوية التي تجعل الاتجاه صفراً مع الخط الذي يربط الشخص بالنقطة المطلوبة. وبالتالي، في نظام الإحداثيات القطبية، الإحداثيات هي المسافة والزاوية.

في الجغرافيا والفلك وفي حساب حركات الأقمار الصناعية و سفن الفضاءيتم تحديد موقع جميع الأجسام بالنسبة إلى مركز الأرض في نظام الإحداثيات الكروي. لتحديد موضع نقطة في الفضاء في نظام إحداثيات كروي، اضبط المسافة إلى نقطة الأصل والزوايا و- الزوايا التي يصنعها متجه نصف القطر مع مستوى خط الطول الرئيسي لغرينتش (خط الطول) والمستوى الاستوائي (خط العرض) ).

نظام مرجعي

ويشكل نظام الإحداثيات والجسم المرجعي الذي يرتبط به وجهاز قياس الوقت نظامًا مرجعيًا يتم من خلاله النظر في حركة الجسم.

عند حل أي مشكلة تتعلق بالحركة، يجب أولاً الإشارة إلى النظام المرجعي الذي سيتم النظر في الحركة من خلاله.

عند النظر في الحركة بالنسبة إلى إطار مرجعي متحرك، يكون القانون الكلاسيكي لجمع السرعات صحيحًا: سرعة الجسم بالنسبة إلى إطار مرجعي ثابت تساوي المجموع المتجه لسرعة الجسم بالنسبة إلى إطار متحرك المرجع وسرعة الإطار المرجعي المتحرك بالنسبة إلى الإطار الثابت:

أمثلة على حل المسائل المتعلقة بموضوع "نسبية الحركة"

مثال